西南喀斯特区域水土流失敏感性评价及其空间分异特征

西南喀斯特地区碳酸盐岩酸不溶物含量很低,成土速率慢、土壤允许流失量小,加上地形起伏大、植被破坏严重,导致该地区水土流失敏感性及其空间分异的独特特征。选取降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤类型、植被类型及土壤允许流失量等5个指标,应用GIS技术对西南喀斯特区水土流失敏感性进行单因子和多因子综合分析评价,结果表明西南喀斯特区水土流失敏感性普遍很高,中度敏感以上区域占西南喀斯特区总面积的82.8%,不敏感区域所占面积比例为6.4%;水土流失中度敏感以上区域主要分布于贵州全境、广西峰丛洼地区、云南东南部、重庆东北部、东南部、湖北西南部及湖南西北部等区域;随着岩石中酸不溶物含量的增加,水土流失极敏感和高度敏感区面积比例减少,中度敏感区比例增加。研究结果有助于指导西南喀斯特地区水土流失防治及退化喀斯特生态系统的恢复与重建。     

基于RUSLE模型的四川省土壤侵蚀敏感性评价及时空演化分析

把握四川省土壤侵蚀敏感性的空间分异规律和演变趋势,可以为四川省科学防治水土流失工作提供有力的理论支持与决策依据。本文以降雨数据、高程数据、土壤数据和遥感影像数据为数据源,应用地理信息技术和遥感技术,结合改进的土壤侵蚀RUSLE模型,选取降雨、土壤、地形、植被覆盖4个因子建立土壤侵蚀敏感性评价体系,对四川省2005—2018年土壤侵蚀敏感性进行评价。结果表明:四川省土壤侵蚀敏感性主要以不敏感和轻度敏感为主。空间分布上,不敏感、轻度敏感区域主要分布在川西北北部、成都平原大部分地区和川东北。时空变化上, 2005—2018年期间四川省土壤侵蚀敏感性呈增强的趋势。不敏感区域面积减少26%,轻度敏感区域面积增加17.51%,增加面积主要来源于不敏感区域的转变,中度敏感区域面积增加8.08%,增加面积来源于轻度敏感区域的转变,高度敏感区域面积增加2.67%,主要来源于中度敏感区域的转变,转变区域主要分布在川西高原西北部、成都平原以及川西南山地的大部分区域,该变化主要由植被覆盖因子和降雨侵蚀力因子综合影响所致。在土壤侵蚀敏感性影响因子中,植被覆盖因子与土壤侵蚀敏感性具有最显著的正相关性。研究四川省土...     

长汀县水土流失敏感性时空分异研究

长汀县是我国水土流失极为严重的地区, 及时快速地监测区域内水土流失敏感性并开展相关治理显得尤为重要。以长汀县为研究区, 选择1994、2006和2016年三期Landsat遥感影像为主要数据源, 采用熵权法及多因子加权求和模型, 以降雨、地形因子、土壤类型、植被覆盖度与土地利用类型5个指标作为水土流失敏感性评价指标, 构建水土流失敏感性综合评价指标体系及各年份评价模型, 对研究区水土流失敏感性分布情况进行综合评价。再采用自然分界法将其水土流失敏感性划分为不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感、极敏感5个等级, 结合海拔、坡度分析其空间分异情况。结果表明: 研究区水土流失敏感性等级以轻度敏感和中度敏感为主, 空间格局表现为内高外低的分布特征。在水土流失敏感性等级变化中, 1994—2016年, 不同敏感性等级均有不同程度的转化, 仅有局部地区敏感性等级有所上升, 但总体呈高等级敏感区向低等级敏感区转移的趋势, 该现象与长汀县政府对水土流失治理的重视密切相关。各年份敏感性等级随着海拔、坡度的上升均表现为增加后减少的趋势, 与人类活动的频繁程度密切相关。研究结果能为研究区生态环境管控措施的制定提供一定的参考与指导。     

基于GIS和USLE的伊犁河谷土壤侵蚀敏感性评价

伊犁河谷是新疆重要的农牧业生产基地,水土流失是该地区最为严重的生态环境问题之一。本文以通用土壤流失方程USLE为计算模型,借助Arc GIS空间分析功能,选取降雨、植被、土壤、地形因子,并对方程中的可变因子降雨、植被进行季节区分,对伊犁河谷土壤侵蚀敏感性进行综合评价。受可变因子的影响,研究区土壤侵蚀敏感性在季节尺度上差异显著,主要表现为:伊犁河谷土壤侵蚀春季最敏感,秋季次之,夏季土壤侵蚀以轻度敏感为主;土壤侵蚀高敏感地区所占面积随季节推进逐渐缩减,春季、夏季、秋季,所占面积比例分别为32.2%、6.1%、6.0%;空间上,土壤侵蚀轻度敏感地区主要分布在河谷盆地及平原地区,中度、高度敏感地区集中分布在山前坡地,以及海拔1500 m以上、坡度20°左右的山区;在可变因子中,植被因子对土壤侵蚀敏感性的影响程度大于降雨因子。     

云南省生态环境敏感性评价

分别进行了云南省土壤侵蚀敏感性、石漠化敏感性和生境敏感性评价,其中土壤侵蚀敏感性评价主要考虑了降水侵蚀力、地形、土壤质地和地表覆盖因素;石漠化敏感性评价主要考虑了地形、地貌、植被盖度因素;生境敏感性评价主要根据生态系统类型中物种丰富度,以及国家与省级保护对象的分布数量进行评价。结果表明：土壤侵蚀的轻度敏感、中度敏感地区分别占云南省面积（3.84×105km^2）的35.61%、41.30%。石漠化不敏感地区、敏感地区分别占云南省面积的65.09%、34.91%。生境不敏感地区、高度敏感地区及极度敏感地区分别占全省面积的41.50%、39.69%、14.25%。     

基于GIS 的渭干河流域生态环境脆弱性评价

以生态环境脆弱的渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象, 基于Landsat8 遥感数据源, 利用ArcGIS 空间分析功能, 以植被覆盖度、地形起伏度、坡度和土壤盐渍化为评价因子, 通过生态环境脆弱性评价模型进行生态环境评价。研究结果表明: (1)研究区的生态环境以不脆弱、轻度脆弱和高度脆弱为主, 占总面积的比重分别为25.2%、20.5%和22.3%, 中度脆弱区和极脆弱区的面积所占比例分别为16.7%和15.3%, 不同区域生态脆弱性程度各有差异, 但脆弱性特征明显。(2)地形起伏度和坡度是影响生态环境脆弱的基本因素, 而植被覆盖度和土壤盐渍化却是主导因素, 对生态环境脆弱程度影响显著。通过人为恢复与保护地表荒漠植被以及防治土壤盐渍化, 阻止区域生态环境脆弱程度的进一步恶化。     

三峡库区（重庆段）土壤侵蚀敏感性评价及其空间分异特征

三峡库区(重庆段)具有重要的生态地理位置.土壤侵蚀是这一地区最为严重的生态环境问题.以通用水土流失方程为基础,运用GIS技术,分别分析了土壤可蚀性、降水、地形、植被覆盖因子对研究区土壤侵蚀敏感性的影响程度,并生成单要素敏感性评价图.在此基础上,基于ArcGIS的空间叠加分析,完成单要素的叠加运算,实现研究区土壤侵蚀敏感性的综合评价.探讨了三峡库区(重庆段)这一特殊生态地理区域土壤侵蚀敏感性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下的土壤侵蚀的空间分异特征.结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以高度敏感、中度敏感和极敏感为主,轻度敏感和不敏感比例相对较小.空间分布具有水平地域特征,东北部最为敏感、西部最不敏感.研究区土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性分布总体上是一致的,表明降雨、地形起伏、土壤可蚀性以及自然植被状况等自然因素是土壤侵蚀发生、发展的潜在条件,而人类活动是土壤侵蚀发生、发展或减弱的主导因素.植被覆盖受人类活动影响最大.因此,转变不合理的土地利用方式,加强植被的保育和植被生态系统的重建是防治土壤侵蚀的关键环节.     

黄河上游高寒草地土壤全氮含量分布特征及其影响因素

高寒草地是青藏高原独特的生态系统,其全氮含量分布特征对草地质量有着决定性的影响。基于样点监测数据,分析了黄河源区高寒草地全氮含量与地理环境因子的相关性,并利用地理探测器探讨了地理环境单因子及其复合因子对全氮空间异质性分布的影响。结果表明:(1)不同类型植被土壤全氮含量存在明显的差异,表现出线叶嵩草(Kobresia capillifolia)草甸小嵩草(K. pygmaea)草甸紫花针茅(Stipa purpurea)草原西藏嵩草(K.tibetica)+薹草(Carex cinerascens)草甸青海固沙草(Orinus kokonorica)草原异针茅(S. aliena)草原小嵩草+矮嵩草(K. humilis)草甸,对应的土壤为草甸土、黑钙土、黑毡土、草毡土、栗钙土。(2)区域土壤全氮含量与海拔、坡度、坡向、地形起伏度和植被类型呈正相关,与年降水量、≥0℃积温、年平均气温、土壤类型呈显著负相关;其中海拔、坡度、年降水量对土壤全氮含量的贡献率最高,均为1,≥0℃积温、年均气温、地形起伏度、植被类型、土壤类型对土壤全氮含量的贡献率分别为0.72、0.74、0.59、0.88、0.17。(3)年均气温与土壤类型、地形起伏度、植被类型,地形起伏度与植被类型、土壤类型,植被类型与土壤类型相互间对土壤全氮含量的作用为非线性增强,而其余因子之间对全氮含量的作用为非线性减弱,说明土壤全氮含量的空间变异性是各环境因子共同作用的结果,揭示了土壤全氮含量空间异质性分布影响因子的多样性和复杂性。     

南方山区典型小流域桉树人工林种植对水土流失的影响

南方山区人工林的不合理开发导致严重的水土流失。典型人工林小流域土壤侵蚀时空变化研究对于人工林种植和山区生态环境可持续发展具有重要意义。本研究利用地理信息系统结合修正通用土壤流失方程，分析了粤西山区大顶山小流域土壤侵蚀的时空变化及关键驱动机制。结果表明：大顶山小流域侵蚀模数为1948.1 t·km^-2·a^-1,属于轻度侵蚀，但空间变异十分剧烈，变异系数为5.12,最大值可达191127 t·km^-2·a^-1。微度侵蚀(<500 t·km^-2·a^-1)面积占流域总面积的80.6%,中度及以上侵蚀(>2500 t·km^-2·a^-1)主要分布在植被覆盖度小于30%的桉树人工林幼林区，贡献了流域总侵蚀量的75.7%。2014—2019年间，大顶山小流域平均侵蚀年际变化不大，但土壤侵蚀空间分布变化较大，植被覆盖度、坡度和降雨是关键影响因素。桉树人工林种植导致自然植被破坏是引发造林区土壤侵蚀的首要原因。幼林区土壤侵...     

植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响

为进一步研究砒砂岩区不同雨型下植被格局对坡面土壤侵蚀特征的影响,基于野外径流小区原位观测试验与景观生态学相结合的方法,通过对比分析不同坡面的植被斑块格局指数与产流产沙之间的相关关系,阐明植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响。结果表明:(1)该地区降雨可划分为3类,根据各植被坡面产流产沙能力,得出降雨侵蚀力表现为:雨型II(长历时、大雨量、大雨强) ＞ 雨型III(短历时、小雨量、中雨强) ＞ 雨型I(中历时、中雨量、小雨强)。降雨量和最大30min雨强与产流产沙量呈显著或极显著关系,相关系数0.695以上,是预测该区域水土流失的主要降雨因子。(2)各坡面水土保持能力与降雨类型有关,不同雨型下3种植被坡面减流减沙率分别达0.42%、20.8%以上,不同植被格局坡面减沙效益优于减流效益,3种植被坡面的减流能力为:雨型I ＞ 雨型III ＞ 雨型II。(3)3种植被坡面的径流泥沙模数由小到大依次为:均匀分布 ＜ 聚集分布 ＜ 随机分布,对比区域多年平均径流泥沙模数,3种植被坡面能够减少侵蚀达21.33%以上。(4)景观形状指数和分离度指数是影响坡面产流产沙的主要格局因子,相关系数分别达0.884和0.825以上。产流、产沙量与坡面植被斑块分离度呈显著正相关,与景观形状指数呈显著负相关。坡面产流量(Y₁)与斑块分离度(SPLIT)和景观形状指数(LSI)的关系式为Y₁=8.247SPLIT-6.605LSI+38.928,R²=0.905。以上结果表明植被斑块间的分离度越小,形状越复杂,坡面阻力增大,抗侵蚀能力越强。研究成果可为生态恢复过程中植被斑块格局的优化提供理论依据和数据支撑。     

基于RUSLE的环杭州湾地区土壤侵蚀敏感性评价及关键敏感因子识别

基于修正的通用土壤流失方程（RUSLE）以及GIS和RS技术,以环杭州湾地区为例,分别计算了影响土壤侵蚀敏感性的降雨侵蚀因子、土壤可蚀性因子、植被与经营管理因子以及坡长与坡度因子,综合评价了土壤侵蚀敏感性,分析降雨、土壤质地、坡度和高程4个自然因子对土壤侵蚀敏感性的影响,并用叠加排序法对给定敏感区的关键影响因子进行识别.结果表明：环杭州湾地区的土壤侵蚀以不敏感和轻度敏感为主;不同影响因子在不同变化范围内,各土壤侵蚀敏感性等级的面积百分比不同,土壤侵蚀敏感性随降雨量、坡度的增加而增高,而在海拔200～500 m,高敏感等级的土壤侵蚀敏感性的面积百分比最大.叠加排序方法是识别给定敏感区关键影响因子的有效方法,有助于理解土壤侵蚀形成的机制.     

子午岭林区浅层滑坡侵蚀与植被的关系——以富县“7·21”特大暴雨为例

以2013年陕北富县"7·21"特大暴雨滑坡侵蚀灾害为对象,通过调查暴雨侵蚀区典型小流域植被条件及滑坡特征,测定滑坡壁不同土层的根系重量、土壤孔隙度、土壤容重等指标,研究子午岭林区暴雨滑坡侵蚀与植被根系的关系。根据不同类型植被根系深度和滑坡侵蚀特征(侵蚀深度、滑动面宽度及长度,滑坡体体积、滑动距离等),可将林区暴雨滑坡侵蚀划分为三类:以草本植被为主的A类滑坡,以灌丛植被为主的B类滑坡,以乔本植被为主的C类滑坡。结果表明,三类滑坡侵蚀的侵蚀深度与其对应植被类型的根系深度相近,且植被及其根系会加剧滑坡侵蚀的发生。在此次暴雨滑坡侵蚀中,滑坡侵蚀强度受植物根系重量、土壤孔隙度、土壤容重等因素的共同影响,但根系重量对滑坡侵蚀强度的影响占主导作用,通过建立二者之间的关系式发现,根系对滑坡侵蚀的贡献率超过80%。不同植被类型的滑坡侵蚀深度不同,且滑坡侵蚀强度也存在差异,表明植被根系不仅具有塑造滑坡侵蚀特征的作用,而且会影响滑坡侵蚀的强弱程度。在强降水基础上,特别是当降水量达到诱发滑坡灾害发生的临界值时,植被及其根系会加剧滑坡侵蚀的发生。在今后工作中,要因地制宜合理配置各类植被,同时结合其它措施,以便提高植被防治水土流失的作用,更好地发挥植被的水土保持效益。     

中国水土流失敏感性分布规律及其区划研究

以水土流失通用方程为理论基础,利用我国已有的水土流失研究成果及地貌、土壤和植被分布图,分析了降水、土壤质地、地形坡度增长和地表覆盖因子对我国水土流失敏感性的影响及其形成的区域差异。在综合评价我国水土流失敏感性区域差异基础上,提出了中国水土流失敏感性区划方案。     

甘肃水土流失区防护效益森林覆盖率研究

以甘肃长江流域、黄河流域及内陆河源头地区的祁连山地等三大流域为对象 ,就水土流失区最佳防护效益森林覆盖率进行了研究。指出 :( 1 )甘肃的这三大流域生态环境恶化的主要表现为水力侵蚀形成的水土流失。一日或一次性大暴雨至特大暴雨过程是造成土壤侵蚀的主要原动力。这种侵蚀力的强度受平均雨强的大小、林地面积多少、林分类型的空间分布格局等因素影响。 ( 2 )土壤的总孔隙度是承载降水的主要蓄水库 ;土壤的总孔隙度决定了暴雨降水量下渗和形成地表径流的比重 ,因而也间接地决定了暴雨对土壤的侵蚀强度 ;土壤的总孔隙度又受土壤表面生长的植被类型及其覆盖度、内涵质量、空间分布格局等影响。林地是各种植被类型的地类中对这种侵蚀的抵抗力最优的地类之一。 ( 3)林地具有明显阻滞地表径流的作用。若一个流域或更大范围内的森林类型、层次、结构、长势等森林内涵质量、分布格局均处于最优状态 ,则森林的面积或森林覆盖率将发挥出最佳防护效益 ,此时的森林覆盖率称为最佳防护效益森林覆盖率。 ( 4 )生态环境对森林防护能力的影响是通过不同森林防护类型能力的差异反映出来的。 ( 5 )应用降水量与土壤饱和蓄水量之间水量平衡原理 ,进行最佳防护效益森林覆盖率的计算。土壤饱和蓄水量可用土壤的总孔隙     

近百年中国西南降雨侵蚀力反演计算与时空格局演变

降雨侵蚀力(R)是评价降雨对土壤剥离、搬运侵蚀的重要指标,反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力,分析降雨侵蚀力百年尺度的演变过程对于探究区域生态安全格局具有十分重要的意义。基于CRU_TS4.01数据集中的逐月降雨数据,计算中国西南地区1901—2016年的降雨侵蚀力,分析其时空格局演变过程并基于像元进行了趋势分析。结果表明:(1)西南地区百年以来降雨侵蚀力空间分布与降雨量的分布基本一致,呈现出自西北向东南逐渐增加的空间分布格局;(2)中国西南有34.11%的地区百年平均降雨侵蚀力在4500—5500 MJ mm hm-2h-1a-1之间;(3)西南地区降雨侵蚀力在年内的集中度较高,各个地区在夏季(6—8月)和秋季(9—11月)的累计降雨侵蚀力占到了全年的75.84%—96.09%,其中季节最大降雨侵蚀力出现在西藏林芝地区的夏季,其贡献率达到了74.2%;(4)西南地区降雨侵蚀力在百年尺度上的年均值为4092.84 MJ mm hm-2h-1a-1,最高值(1915年)为4667.75 MJ mm hm-2h-1a-1,最低值(1992年)仅3639.63 MJ mm hm-2h-1a-1;(5)西南地区降雨侵蚀力年际变化存在明显的空间差异性,有47.59%的区域降雨侵蚀力呈现不同程度的减少趋势,32.91%的区域则呈现不同程度的增加趋势。为中国西南地区土壤侵蚀的防治、生态安全格局的形成及演化机制提供了理论和数据方面的参考。     

气候和土地利用变化影响下生态屏障带水土流失趋势研究

受气候和地形等诸多因素影响,我国"两屏三带"国家生态屏障带中的川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失十分严重,自然灾害频发。但是,针对川滇-黄土高原区域和南方丘陵带水土流失时空格局变化,特别是未来气候变化和土地利用变化影响下水土流失变化趋势的研究很少。因此,本研究以川滇-黄土高原区域和南方丘陵带为研究对象,利用修正土壤流失方程（RUSLE）定量分析了该区在2000-2015年水土流失的时空变化规律及其影响因素,并预测了在RCP2.6和RCP4.5的未来气候情景下及土地利用变化条件下水土流失的变化趋势。研究结果表明：（1）黄土高原地区在植被恢复的积极作用下,水土流失显著缓解;（2）川滇地区的西南部因植被盖度的增长和降雨的减少水土流失显著缓解,但四川省境内人口密集区农田面积增加以及降水增加造成水土流失大幅度加剧;（3）南方丘陵带受降水增加影响导致了部分区域的水土流失恶化;（4）在未来气候变化情景下,由于大部分地区降雨将减少使土壤侵蚀趋于缓解,但四川、黄土高原和南方丘陵带大部分地区仍然面临未来农田面积增加带来的水土侵蚀压力。考虑到未来气候变化情景下降雨减少的趋势,建议在黄土高原地区提高草地在土地利用类型中的占比,在减少耗水量的同时维持地表盖度,缓解水土侵蚀;此外,各区域仍需控制农田面积,而且需通过加强坡耕地上保水保土耕作措施降低农田区域的土壤侵蚀压力。     

基于地统计学的四川省降雨侵蚀力时空分布特征

利用四川省147个气象站点近52年的日降雨量数据计算各台站的降雨侵蚀力,应用SPSS和ArcGIS地统计模块,分析降雨侵蚀力的统计特征,提出适宜的插值方法,并对全省降雨侵蚀力的时空分布特征进行了研究。结果表明:四川省多年平均降雨侵蚀力属中等变异,空间插值方法选取普通克里格,采用球状模型能够较好地拟合降雨侵蚀力;其空间分布总体表现为盆地、攀西地区相对较高,川西高原较低,大致的趋势是从东向西逐渐降低;近52年来,四川省降雨侵蚀力倾向率从东向西整体呈现"增-减-增"的变化趋势;降雨侵蚀力的年内集中度较高,从东向西呈现低-高-低-高的近似带状分布,高值区域主要集中在盆地中、西部地区和川西高原的西部;12个代表站点中,降雨侵蚀力年内半月分布多呈现双峰型,可分为高值期、中值期、低值期3个不同时期,发生侵蚀的时段集中分布在第8~19个半月,累计降雨侵蚀力占全年降雨侵蚀力的95%~99%。大型土木工程的开发应根据四川省降雨侵蚀力的时空分布特征,尽量避开土壤侵蚀高发期;横坡种植可降低坡耕地的水土流失。     

三江源地区生态环境脆弱性评价

三江源地区的生态问题对全国经济和生态具有十分重要的影响,研究、分析其生态环境脆弱性具有重要的理论和现实意义。本文基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力概念模型(SRP),选取了气温、降水、地形起伏度等16个评价指标,使用层次分析法(AHP)与主成分分析法相结合的手段,建立了三江源地区生态环境脆弱性评价指标体系,通过计算生态环境脆弱性指数(EEVI)对研究区生态环境进行定量分析与评价。结果表明:三江源地区生态环境以中度脆弱区为主,所占面积比例为45.55%,轻微、轻度、重度、极度脆弱区分别占总面积的5.76%、23.12%、20.14%和5.43%,重度与极重脆弱区集中分布在地形复杂的西北部裸地、低植被覆盖地带及人口、经济活动压力较大的东北部地区。     

黄土高原的侵蚀及其防治对农田生态环境的影响

黄土高原是我国侵蚀最严重的地区,在53万平方公里总面积中,80%以上面积有水土流失。流失严重区每年每平方公里冲刷土壤5,000—15,000吨,陕北、晋西最大可达40,000吨。地表冲刷深0.5—1.5厘米/年,最大达4厘米/年。如此强烈的侵蚀,改变地形,吞毁农田,破坏植被,冲走养分,使农田生态环境急剧变劣,生物量降低。侵蚀是影响黄土高原农田生态环境及生态系统的一个重要因子。     

基于遥感和GIS的水土流失动态监测——以河北省赤城县为例

以遥感和GIS技术为支撑,利用修正后的通用土壤流失方程RUSLE为评价模型,对河北省赤城县1990、2000年的土壤侵蚀量进行了计算,并结合水土流失强度分级标准,生成了赤城县水土流失强度分布图.在此基础上,对赤城县2000年的水土流失现状、空间分布及1990-2000年水土流失的变化及原因进行了分析.结果表明:赤城县2000年平均土壤侵蚀模数为17.64 t·hm-2·a-1,属于轻度侵蚀,水土流失区域主要集中在灌草地与旱地这两种土地利用类型;与1990年相比,赤城县2000年水土流失面积明显减少,减少面积达839.81 km2.由此可见,赤城县在1990-2000年期间水土流失治理效果显著.