基于遥感RMMF模型的喀斯特地区水土保持功能评价

为支撑我国重点生态功能区生态效益补偿工作,以半物理水土模型RMMF(The Revised Morgan,Morgan and Finney Model)为基础,通过对模型部分输入物理量进行遥感化改进建立了遥感RMMF模型(RS⁃RMMF)。为在评价中进一步排除气象要素波动带来的水土流失量变化,通过RS⁃RMMF模型构建了单位降水截留率、单位径流冲蚀量以及单位径流运输量3项评价指标来综合评价区域生态系统本身的水土保持能力。研究选取了《全国主体功能区规划》中的桂黔滇喀斯特功能区为典型区,分别基于上述评价指标和经典RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)模型开展了2011年至2019年水土保持功能计算与对比。结果表明:相比2011年,2019年喀斯特功能区的降水截留率PI_(0)升高1.94%,径流冲蚀量H_(0)下降5.96×10^(-4) Mg/hm^(2),径流运输量TC_(0)下降6.0×10^(-7) Mg/hm^(2),水土保持功能综合得分增加0.83,水土保持功能整体上得到小幅改善。计算结果与RUSLE模型对比结论基本一致,但在空间相对强弱的分布上存在显著差异,RS⁃RMMF模型的评价得分空间分布明显由植被属性主导,且受降水等因素影响较小。该模型可客观核算生态系统水土保持能力,为生态补偿机制的实施应用提供科学支撑。

喀斯特地区县域土壤侵蚀估算及其对土地利用变化的响应

喀斯特地区土层浅薄,不合理的土地利用导致严重的水土流失,加剧石漠化程度。为定量分析生态工程实施前后土壤侵蚀状况及其对土地利用变化的响应,基于GIS技术和RMMF模型,对环江县1991、2000和2010年土壤侵蚀进行模拟,并采用邻近水文站和径流小区泥沙监测数据进行验证。结果表明:1991、2000和2010年研究区土壤侵蚀模数分别为76.36、76.46和49.60 t/(km^2·a),与相关监测数据比较一致;土壤侵蚀总量分别为34.76万、34.80万和22.58万t,主要来源于非喀斯特区(均约占全县侵蚀总量的94%)。研究区微度侵蚀面积占90%以上,轻度及以上等级所占比例较小。对比不同土地利用类型的土壤侵蚀模数,旱地远大于其他类型,其次是中覆盖度草地和其他林地。相同降雨条件下,由于旱地面积减少,2010年土壤侵蚀量较1991年减少4.21万t;2010年喀斯特区、非喀斯特区土壤侵蚀量较2000年分别减少了4.21%和8.76%。这预示生态工程实施后,环江县耕地减少、林地增加,土壤侵蚀减少。本研究为评估喀斯特地区土壤侵蚀现状以及退耕还林的水土保持效应提供参考依据。