南京市植被覆盖管理措施因子的时空格局动态变化

修正的通用土壤侵蚀方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)模型中的植被覆盖管理措施因子(C)可用来表示植被覆盖对土壤的防蚀作用,是评价土壤侵蚀的关键参数之一,而区域尺度高质量时间序列C因子的合理估算及空间分布特征是预测区域土壤侵蚀动态变化的重要环节。因此,及时准确地掌握区域尺度长时间序列的C因子,对研究土壤侵蚀动态变化与植被的关系至关重要。选择南京市1988-2013年10期遥感影像,基于后向反射(back propagation,BP)神经网络和遥感数据反演植被结构因子叶面积指数(leaf area index,LAI),构建LAI与C因子的量化耦合模型,通过137Cs同位素示踪技术获取C因子的实测值,验证并探讨反演模型的精度。结果表明:(1)基于归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)计算的传统植被覆盖度在整体上比基于LAI计算的植被方向性覆盖度偏大,得到的C值与实测值相比整体上偏小,均方根误差(root mean square error,RMSE)为87. 829%;而基于LAI计算的C值与实测值接近,RMSE为30. 017%,能更好地反映实际的植被结构信息;(2)C值大于0. 3的区域主要分布于建筑物较为密集、植被稀疏且植被结构简单甚至无植被覆盖的市区;C值小于0. 05的区域主要分布在植被密集且植被结构复杂的丘陵山区,南京市C值的分布与植被覆盖和土地利用类型关系密切。(3)从全市整体来看,1988-2013年C值小于0. 05的抵抗土壤侵蚀能力较强的区域面积先由南京市总面积的15. 66%(1988年)减小到9. 43%(2006年以前),后逐渐增大到12. 07%;C值大于0. 3的抵抗土壤侵蚀能力较弱的区域面积先由南京市总面积的7. 29%缓慢增大到9. 22%(2002年),后迅速增大到12. 31%(2002-2006年),然后缓慢减小至11. 77%。所提出的基于BP神经网络和LAI反演的长时间序列C因子估算方法是可靠的,可为区域尺度土壤侵蚀定量遥感监测提供新途径。

鄱阳湖湿地重金属空间分布特征及分析评价

以鄱阳湖湿地为研究对象,选取鄱阳湖湿地所覆盖的11个县市共30个采样点,测定了土壤剖面中重金属铜、锌、镉、铬、铅的含量,并分析其空间分布特征。结果发现,鄱阳湖湿地土壤中5种重金属浓度由高到低的顺序为:Zn>Pb>Cr>Cu>Cd,且浓度均高于鄱阳湖土壤环境背景值,Cd、Cu和Pb元素含量超标最大,重金属污染具有一定的同源性。在垂直方向上5种重金属元素的含量表现为从表层到深层逐渐减少的趋势,在水平方向上湖内中心区的含量较低,在岸边或近岸边的含量相对较高。研究结果可为鄱阳湖湿地重金属污染防治提供参考。

1954—2014年连云港赣榆区降雨侵蚀力的时空变化特征

研究连云港赣榆区降雨侵蚀力时空分布特征,对于北方土石山区水土流失预测评估、危险性评价及治理具有重要的意义。基于连云港赣榆区12个雨量站1954—2014年的日降雨资料得到降雨侵蚀力,并采用MannKendall非参数检验法、反距离空间插值方法、变异系数和重标极差法分析降雨侵蚀力时空分布特征。结果表明,连云港赣榆区降雨侵蚀力分布范围为2 048.3～12 369.2 MJ·mm·hm^(-2)·h^(-1)·a^(-1),平均值为6 154.9 MJ·mm·hm^(-2)·h^(-1)·a^(-1),其时间变化趋势与降雨量和侵蚀性降雨量的变化趋势大体一致。降雨侵蚀力年内集中分布于5—9月,降雨侵蚀力之和占全年的89%。在空间分布上,降雨侵蚀力整体上自东南向西北逐渐减少,沿海区域降雨侵蚀力年际波动较内陆区域大,变化趋势具有明显的区域差异性。连云港赣榆区呈低等程度变异且呈不明显上升趋势。2014年之后,降雨侵蚀力将继续呈增加趋势,有加剧水土流失风险的可能性。