沂蒙山区费县祊河流域土壤侵蚀初步研究

以山东沂蒙山区费县祊河流域为研究对象,全面收集研究区气候、地形、土壤、社会经济等资料,并通过大量现场调查,以通用土壤流失方程(USLE)为基础,运用G IS技术生成降雨侵蚀力因子(R)、土壤可侵蚀因子(K)、坡度和坡长因子(LS)、水土保持措施因子(P)、植被与经营管理因子(C)图;应用ArcG IS的空间叠加分析功能,建立了土壤侵蚀量的空间分布数据库;用建立的土壤侵蚀预测模型估算了流域土壤侵蚀总量与侵蚀模数。研究表明:微度侵蚀面积占整个流域面积的79.57%,尽管其侵蚀量仅占总侵蚀量的2.84%,但存在进一步恶化的趋势;研究区土壤侵蚀面积、侵蚀模数、侵蚀量均呈现出减小趋势,说明水土保持工作取得了成效。本研究为沂蒙山区开展水土保持工作提供了数据支持和决策依据。

基于土地利用的祊河流域生态系统服务价值动态变化

为了保护生态环境和合理利用土地资源,以1978年、1985年、1995年、2005年、2015年5个时点的土地利用数据为基础,采用生态系统服务价值评估法、空间自相关分析、热点分析等方法分析了1978—2015年祊河流域生态系统服务价值时空演变规律。结果表明:(1)流域土地利用变化趋势为耕地和草地减少,建设用地、水域、林地、未利用地增加。各地类间的转移以耕地向建设用地的转移为主,其次是耕地向林地以及耕地和草地之间的转移。(2)流域生态系统服务总价值变化呈"先减少后增加再减少"的波动减少趋势。耕地和草地的服务价值减小,林地、水域和未利用地的服务价值增加;土壤形成与保护、食物生产、生物多样性保护、气体调节、原材料和气候调节的服务价值减小;水源涵养、娱乐文化和废物处理的服务价值增加。(3)流域生态系统服务价值呈空间集聚分布格局且集聚程度略有减弱。冷点区范围呈明显的扩张趋势,且集中分布于平邑县、费县和兰山区的城区内;热点区范围基本保持不变,主要分布在蒙山山脉、水库、河流和低山丘陵。

祊河流域水质时空变化特征

为了解祊河流域水环境状况,基于流域8个监测断面2013~2018年的实测水质数据,结合均值综合污染指数、方差分析以及聚类分析等多元统计技术,定量分析了流域8个断面水质时空分布特征。结果表明,空间方面,祊河各监测断面在空间分布存在相似性,中下游水质优于上游;祊河水质不同断面年际变化差异明显,水库型断面水质变化较其余断面小,整体水质呈现变好趋势;季节方面,祊河整体综合污染指数春、冬季综合污染指数略高于夏、秋季,水质受季节性影响小。

祊河流域不同土地利用方式对土壤有机质的影响

土壤有机质是土壤肥力的重要指标。为分析祊河流域土地利用方式对土壤有机质的影响,选取林地、草地、耕地和园地4种土地利用方式,通过野外调查采样和室内试验分析相结合,采用单因素方差分析法进行土壤有机质含量的差异显著性检验,利用克里格插值法研究土壤有机质的空间分布特征。结果表明,(1)祊河流域林地、草地、耕地和园地4种土地利用方式下,0~20cm土层深度中,土壤有机质的平均含量为林地>草地>耕地>园地;0~40cm土层深度中,土壤有机质的含量随土壤深度的增加而降低;同一土层深度下土壤有机质的含量也具有一定差异。(2)祊河流域土壤有机质空间分布极不均匀,中西部和中东部土壤有机质含量多,中间地带土壤有机质含量少,北部土壤有机质含量最低,平坦地形下土地利用方式多为耕地、园地,土壤有机质含量较低;丘陵崎岖处土地利用方式多为草地、林地,土壤有机质含量较高。