基于土壤侵蚀综合指数的湖北省水土流失区域分异特征研究

本研究采用土壤侵蚀综合指数对湖北省水土流失区域分异特征进行了研究。结果表明,丹江口水库周边山地丘陵水质维护保土区和桐柏大别山山地丘陵水源涵养保土区是湖北省侵蚀最为严重的地区,而江汉平原及周边丘陵农田防护人居环境维护区和洞庭湖丘陵平原农田防护水质维护区则是湖北省水土流失程度最轻的地区。湖北省水土流失强度最高的县(市)多位于江汉平原与周边山地的过渡地带经济较发达的地区,说明湖北省不同区域自然条件的差异是水土流失区域分异产生的先决条件,但是不同地区农业生产和开发建设活动等人为活动强度的差异也对水土流失分异有重要影响。

基于EI指数的江苏省土壤侵蚀县域差异及变化趋势分析

采用土壤侵蚀综合指数对江苏省县域土壤侵蚀状况空间分布及变化趋势进行了分析,结果表明:①96个县(区)平均EI指数逐年降低,2019—2021年EI指数分别为0.2997、0.2152和0.1997;②全省土壤侵蚀严重等级空间分布表现为北部和西部丘陵山区的土壤侵蚀严重等级较高,中西部平原地区的土壤侵蚀严重等级较低;③全省96个县(区)中有59个EI指数呈现逐年递减的趋势(21<20<19),有19个县(区)的EI指数呈现波动减小的趋势(20<21<19或21<19<20),有18个县(区)的EI指数呈现波动增大的趋势(20>21>19或21>19>20)。研究成果可为江苏省水土流失治理及成效评价提供依据。

基于EI的南方红壤区土壤侵蚀县域差异与趋势分析

提出了土壤侵蚀综合指数(EI值)的新算法,并利用多项式方程模型法确定剧烈侵蚀强度的侵蚀模数中值为18700tkm-2a-1,还确定了各侵蚀等级的权重分值。利用新方法计算了南方红壤区476个县级行政单位(包括市和区,简称县,下同)在1996年和2002年两个年度的土壤侵蚀综合指数,在GIS支持下,分析了EI值的时空变化。从时间上来看,南方红壤全区的EI值从1986年的3.81降低至2002年的3.02,呈递减趋势,说明该时间段红壤区土壤侵蚀面积和强度都在向好的方向发展。从1996年至2002年5年间,红壤区476个县中,EI值增加的有163个,EI值减少的有285个,EI值保持不变的有28个,分别占红壤区总县数的34.2%、59.9%和5.9%。EI值减少的区域,主要分布在江西、福建和浙江3省,而指数增加的区域,主要分布在广东和湖南,特别是广东省,EI值增加的区域面积较大,说明土壤侵蚀较为轻微的广东省,近年来土壤侵蚀有加重的趋势。

土壤侵蚀危险度的计算与影响因子分析——以福建安溪红壤水土流失区为例

随着国家对生态环境的重视和水土保持科学的发展,有关土壤侵蚀危险性评价的研究越来越重要。本文对土壤侵蚀危险度评价的一般方法进行了改进。首先,分析了安溪县各强度等级的土壤侵蚀在高程、坡度、土地利用类型和土壤类型的面积分布情况,计算了不同高程带、不同坡度、不同土地利用类型和土壤类型的土壤侵蚀综合指数;然后,以各影响因子的土壤侵蚀综合指数为权重,计算了不同侵蚀影响因子在安溪县各子流域的土壤侵蚀危险度,既避免了权重确定的主观性,又保证了土壤侵蚀危险度的计算适合当地的实际情况,从而明确了各子流域土壤侵蚀发生的可能程度;最后,依据土壤侵蚀危险度和土壤侵蚀强度的分布规律,对整个研究区进行了水土保持分区,提出了治理方向。

辽宁省土壤侵蚀宏观区域差异与趋势分析

对辽宁省2000、2005年的土壤侵蚀遥感数据进行土壤侵蚀综合指数EI值的计算和分析,确定了北方土石山区和东北黑土区各侵蚀强度级别的预测中值和权重值,其中利用多项式方程推算出剧烈侵蚀的预测中值为18 490t/(km2·a)。应用GIS软件分析辽宁省各市EI值的时空变化,可知:从空间上看,辽宁省土壤侵蚀程度表现出由东北向西南逐渐加剧的趋势;从时间上看,辽宁省的土壤侵蚀程度总体呈降低的趋势。朝阳市的土壤侵蚀最为严重,盘锦市和辽阳市的土壤侵蚀程度在加剧。

太湖流域片土壤侵蚀现状与变化

为研究近10年来太湖流域片土壤侵蚀情况,借助2次水利部土壤侵蚀调查数据,统计分析太湖流域片土壤侵蚀现状及其面积在空间上的分布,得出2002—2011年间土壤侵蚀的变化趋势,并利用土壤侵蚀综合指数EI,对流域片的土壤侵蚀情况进行定量评价。结果表明:2011年太湖流域片土壤侵蚀总面积为2.3万km2。其中太湖流域侵蚀面积0.1万km2,东南诸河地区侵蚀面积2.2万km2,侵蚀等级均以轻度侵蚀为主;但太湖流域的轻度侵蚀面积所占比例更大,而东南诸河中度侵蚀及其以上的侵蚀等级面积所占比例更大。2002—2011年间,太湖流域片土壤侵蚀面积整体上呈逐步减小的趋势,共减少1.08万km2,年均减少1 201.24 km2;其中,轻度、中度和强烈侵蚀面积减小,而极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积增加。太湖流域地区EI值远小于东南诸河地区EI值(1.65),表明东南诸河土壤侵蚀总体情况更严重。2002—2011年太湖流域片EI值减小,但少数区域EI值增加明显。建议将其列为重点治理区,进行有针对性的治理。

贵州草海国家级自然保护区土壤侵蚀动态特征

为促进草海国家级自然保护区湿地科学管理和可持续发展,用土地利用类型、坡度和植被覆盖度对保护区土壤侵蚀等级进行分析,以土壤侵蚀综合指数对研究区1992-2013年的土壤侵蚀状况进行综合评价。结果表明,土壤侵蚀以轻度侵蚀为主,1992年、2001年、2013年不同土壤侵蚀等级比重依次均为轻度>中度>强烈>极强烈>剧烈,土壤侵蚀综合指数分别为2.33、2.67和2.73。研究区土壤侵蚀不严重,但呈现加重的趋势。

山东省土壤侵蚀敏感性分析

土壤侵蚀敏感性分析是生态敏感性评价的一项重要内容。基于ArcGIS软件平台,采用综合指数法对山东省土壤侵蚀敏感性状况进行了综合评价。研究显示,山东省存在不同程度的土壤侵蚀敏感性,其中中度及中度敏感以上区域占全省总面积的25.21%,这些地区易于发生土壤侵蚀;极敏感和高度敏感区主要分布在鲁中南山区、胶东低山丘陵区和黄泛平原区。进一步指出,加强植被保护、发展生态农业是推进生态敏感区环境保护的重要手段。

典型黑土区小流域土壤侵蚀的地貌分布特征

以哈尔滨市宾县东山沟小流域为研究对象,利用通用土壤流失方程(USLE)模型和地理信息系统(GIS)技术相结合的方法对研究流域土壤侵蚀进行估算,并分析其在坡度、高程、坡向地貌因子的分布特征。研究结果表明:东山沟小流域土壤侵蚀以轻度侵蚀为主,且流域年均土壤侵蚀速率呈现上游最大,中游次之,下游最小的特征;研究流域轻度侵蚀主要分布在坡度为1.5°~8°的地区,中度侵蚀主要分布在坡度为8°~15°的地区,强度侵蚀主要分布在坡度大于15°的地区;各坡向土壤侵蚀均以轻Ι型侵蚀为主;160~170 m和210~220 m高程上主要是微度侵蚀,170~180、180~190和190~200 m主要是轻Ι型侵蚀;土壤侵蚀综合指数随着坡度的增大而增大,随着高程的增加,先增大后减少,最大值分布在高程为190~200 m的地区。

深圳市土地利用对土壤侵蚀的影响研究

运用修正通用土壤流失方程(RUSLE)对深圳市土壤侵蚀进行定量计算,并依据城市水土流失标准进行分级,应用并修正土壤侵蚀强度综合指数和区域土壤侵蚀强度综合指数,对深圳市全市及下辖各区的土地利用和土壤侵蚀关系进行比较分析。结果表明:深圳市较少侵蚀等级以上土壤侵蚀面积为81.588km2;全市平均土壤侵蚀模数为3570.676t/(hm2.a),土壤侵蚀模数最大值为447621.594t/(hm2.a);以土地利用类型划分,最易引起侵蚀的三种土地利用类型是采矿地、未利用地以及工地和推平未建地,最不易引起土壤侵蚀的三种土地利用类型是林地、草地和水田,最易引起土壤侵蚀并造成最大影响的用地类型是果园;而从区域分异来看,南山区和龙岗区发生土壤侵蚀的可能性较大,应及早预防。

青藏高原农耕区土地利用变化对土壤侵蚀的影响

青藏高原是我国重要生态屏障。近年来,青藏高原大面积的退耕或开垦等土地利用变化,势必会减弱或诱发土壤侵蚀。为揭示青藏高原不同土地利用变化模式对土壤侵蚀的影响,以青藏高原农耕区为例,基于CSLE模型,解析了农耕区2015年土壤侵蚀状态,首次提出了土壤侵蚀强度变化综合指数与减蚀贡献度的概念及计算公式,量化了耕地变化对土壤侵蚀造成的影响,分析了不同耕地变化模式对土壤减蚀的贡献。结果表明:(1)2015年青藏高原农耕区的平均土壤侵蚀模数为195.61t/(hm^(2)·a),潜在土壤流失量达446.51亿t/a;(2)退耕还林、退耕还草和未利用地转耕地的土壤侵蚀强度变化综合指数分别为-378.24、-118.54和-5.44 t/(hm^(2)·a),减蚀作用依次降低;草地、林地开垦为耕地和耕地退化为未利用地的土壤侵蚀强度变化综合指数分别为16.53、32.34和200.61t/(hm^(2)·a),增蚀作用依次增大;(3)2000-2015年间的土地利用变化使得青藏高原农耕区的土壤侵蚀强度减少245.54 t/(hm^(2)·a),较土地利用不变情景下降55.66%。在土壤侵蚀强度变化综合指数和面积的双重影响下,不同土地利用变化对农耕区土壤减蚀量的贡献排序为:退耕还草>退耕还林>未利用地转耕地>林地转耕地>耕地转未利用地>草地转耕地,为青藏高原农耕区水土资源可持续开发利用和生态环境保护提供了参考。

基于地形指数的砒砂岩黄土区土壤侵蚀分析

地形是土壤侵蚀进程的重要控制因子,在土壤侵蚀评价中发挥着重要作用。基于地形起伏表达构建了地形指数,结合降雨侵蚀力和植被盖度等建立了基于地形指数的土壤侵蚀方程,并分析了内蒙古自治区鄂尔多斯市北部十大孔兑砒砂岩黄土区1985—2018年土壤侵蚀时空变化特征。结果表明:(1)研究区多年土壤侵蚀模数整体有下降趋势但变化差异不显著(P>0.05),多年平均侵蚀模数为22.34 t·hm^(-2)·a^(-1)。1985年土壤侵蚀模数最大,2000年土壤侵蚀模数最小,1985—2000年呈下降趋势,2000—2018年呈上升趋势;(2)多年平均土壤侵蚀面积为2 956.07 km2,1985年土壤侵蚀面积最大,为4 047.14 km2,占总面积比例83%;2000年土壤侵蚀面积最小,为2 153.67 km2,占比44%。研究区1985—2000年以轻度、中度侵蚀强度类型为主,2000—2018年以微度、轻度侵蚀类型为主;(3)多年土壤侵蚀空间分布格局基本一致,土壤侵蚀综合指数由西至东增加,总体上呈现为东部侵蚀大于西部的特点,母哈尔沟土壤侵蚀综合指数最大,毛卜拉孔兑最小;(4)地形指数土壤侵蚀方程与通用土壤流失方程在土壤侵蚀模数和土壤侵蚀面积估算上均无显著差异(P>0.05)。

三峡库区紫色岩小流域土壤侵蚀强度动态监测

研究以草堂溪小流域1990年、2000年、2004年和2007年四期TM和CBERS影像为数据源,利用ArcGIS9.3软件,通过图层叠加、统计分析等,提取草堂溪小流域不同类型土壤侵蚀与高程、坡度、土地利用等相应数据,计算出土壤侵蚀综合指数。结果表明:五种侵蚀类型在研究期内相互转化,轻度侵蚀面积增加最多,达2.61km2,集中分布在草堂溪北部、西北部和东南部;研究区土壤侵蚀强度1990年-2000年明显增加,2000年-2007年逐渐下降,但高于1990年。土壤侵蚀变化的影响因素有自然因素和人文因素。高程和坡度对土壤侵蚀的影响并不是单一的正相关,在高程0～500m,坡度0～25°范围内土壤侵蚀强度变化随高程、坡度的增加而增加,一旦超过这个范围,侵蚀逐渐减少;旱地仍然是土壤侵蚀变化的主要影响因素,尤其是1990年,2004年土壤侵蚀综合指数最高,分别为10.365,7.348。移民、政策支持也影响着土壤侵蚀的变化。针对相对难于控制的自然因素,应根据各因素不同等级的侵蚀情况合理布局配置植被和土地利用类型;人为因素,则主要通过调整土地利用类型,制定合理的移民规划和政策支持,减少土壤侵蚀。

三峡库区腹地土壤侵蚀动态演变研究

以三峡库区腹地5个区县为研究区,以1988、2000、2010和2015年4期遥感数据为数据源,借助RS和GIS技术,得到研究区土壤侵蚀数据,采用土壤侵蚀综合指数,从区域尺度、乡镇尺度分析三峡库区腹地土壤侵蚀时空演变规律及其差异性。结果表明:(1)在27a间,区域尺度的土壤侵蚀状况呈现波动性演变,2000年以前研究区土壤侵蚀状况在恶化,而2000年以后侵蚀状况逐渐好转并趋于稳定;(2)在乡镇尺度上,进一步分异,出现4种演变类型:持续性变好、持续性变差、波动性变好、波动性变差;主体演变类型与整体大体一致,但在云阳县和长江沿岸存在与整体相反的演变类型;(3)侵蚀状况始终严重或持续性变差的12个乡镇为治理重点区域,而波动性变差的24个乡镇为治理的次重点区域。研究结果有助于该区域水土流失的精准治理。

南方红壤区水土流失治理成效的多尺度趋势分析

借助我国土壤侵蚀普查数据,利用土壤侵蚀综合指数(EI)进行各级侵蚀强度的综合量化,同时结合典型流域的实测数据和重点工程所在县的监测资料,从红壤全区、重点工程县和典型流域3个尺度进行水土流失治理成效评估。结果表明:1)近10年来南方红壤区土壤侵蚀面积呈减少趋势,共减少0. 5万km2,不同等级的侵蚀面积变化趋势各不相同,中度侵蚀面积明显减少,而轻度侵蚀面积显著增加。从省级变化趋势来看,江西、湖北等6省土壤侵蚀程度有所减轻,而广西、广东等4省区的土壤侵蚀状况有加重趋势。2)从177个重点工程县的EI来看,有112个县土壤侵蚀程度减轻,占63. 3%。其中,生态文明工程县EI平均值减幅最大,水土流失治理成效最显著,其次是国家重点治理区、科技示范园和清洁小流域所在县。从分布片区来看,赣南、湘中、皖西及浙闽沿海各县土壤侵蚀状况有不同程度的好转,而湘南、皖南山区和粤东沿海各县有局部加重趋势。3)从典型流域尺度来看,近几十年来江河流域径流量随时间的推移有轻微上升趋势,但输沙量显著下降,且随着小流域内植被覆盖率和农民人均纯收入的不断增加,其平均土壤侵蚀模数也呈下降趋势。本研究结果从不同尺度揭示了南方红壤区的水土流失治理成效,明确了区内不同类型工程的水土流失成效状况,对今后的水土保持布局有借鉴意义。

清镇市卫城镇小流域水土流失状况监测及分析

研究主要是通过开展卫城小流域内水土流失状况动态监测,从水土流失类型、面积、强度进行调查、观测和分析,从而获得与之相关的动态监测数据,且通过土壤侵蚀严重性指数进一步探明流域内水土流失发展趋势。2015年至2019年,流域内水土流失面积呈现增大趋势,土壤侵蚀综合指数也呈现逐年递增趋势,说明流域内水土流失呈现加重趋势。根据未来清镇市产业新城的规划,预计流域内水土流失还将继续加强。

三峡库区腹地县域耕地压力研究——以奉节县27个乡镇为例

本文以奉节县的27个乡镇为研究区,运用景观生态学理论、地理信息系统和统计分析方法,借助Erdas8.5、ArcGIS9.3以及Fragstats3.3软件,分析了三峡库区腹地奉节县27个乡镇2010年耕地压力空间分布规律,讨论了耕地压力与土壤侵蚀的关系及优化调控措施。结果表明:①研究区耕地受其自然地理条件的影响,在不同岩性、地貌、坡度上分布差异显著;②耕地压力空间差异较显著,长江以北大部分乡镇耕地压力指数小于1,而南部乡镇耕地压力指数基本上大于1.5。根据耕地压力指数偏离1的程度且经校正将研究区分为4类区,包括无压区、边缘区、低压区和高压区;③由于北部地区开垦了大量的坡耕地,缓解了耕地压力,使得北部地区耕地压力比南部地区小,但土壤侵蚀综合指数较南部地区大,即生态破坏较严重。因此,通过大量开垦坡耕地来缓解耕地压力虽能暂时起到作用,但是从长远来看会加快耕地水土流失的速度,最终会大大增加耕地压力;④缓解研究区耕地压力、维护生态平衡要结合城镇化进程,促使人口向非农产业转移,通过异地供给方式解决粮食问题,降低粮食自给率;在推行生态退耕的同时也要保护好现有中、优等别耕地;调整农业结构,形成以种植粮食作物为基础,畜牧业、林果业、药业为主导的农业结构。