基于3S技术和USLE的深圳市茜坑水库流域土壤侵蚀强度预测研究

基于RS、GPS和GIS(3S技术)的集成提出了USLE 6大因子的算法,在建立的专题地理信息数据库基础上,运用USLE对深圳市茜坑水库流域的土壤侵蚀强度进行预测和估算.结果表明:整个流域90.5%的区域土壤流失强度为中度以下,强度侵蚀以上的区域虽然仅占整个流域面积的9.5%,但是年土壤侵蚀量达到了整个流域土壤侵蚀量的49.4%.流域土壤侵蚀强度和植被覆盖情况明显相关,茜坑水库流域的东北山区部分是整个流域的严重侵蚀区.研究证明:在3S技术集成支持下,采用USLE对流域的土壤流失强度进行预测和估算的方法具有直观、方便、快捷的优点,成果能充分满足小流域水土保持工作的需要.     

基于3S技术和USLE的深圳市茜坑水库流域土壤侵蚀强度预测研究

基于RS、GPS和GIS(3S技术)的集成提出了USLE 6大因子的算法,在建立的专题地理信息数据库基础上,运用USLE对深圳市茜坑水库流域的土壤侵蚀强度进行预测和估算.结果表明:整个流域90.5%的区域土壤流失强度为中度以下,强度侵蚀以上的区域虽然仅占整个流域面积的9.5%,但是年土壤侵蚀量达到了整个流域土壤侵蚀量的49.4%.流域土壤侵蚀强度和植被覆盖情况明显相关,茜坑水库流域的东北山区部分是整个流域的严重侵蚀区.研究证明:在3S技术集成支持下,采用USLE对流域的土壤流失强度进行预测和估算的方法具有直观、方便、快捷的优点,成果能充分满足小流域水土保持工作的需要.     

国际土壤侵蚀研究工作的最新动态

近年来,欧美土壤侵蚀研究动向主要可归纳为三点:1)重视土壤侵蚀过程研究:2)强调土壤侵蚀研究需要多学科协同进行;3)要求利用现代科学技术先进手段进行研究。五十年代末至六十年代初期,美国农业部的土壤保持局利用过去30年的田间观测数据编成了流行很广的土壤流失通用方程(USLE)。     

应用遥感技术探测土壤侵蚀的研究进展

在全世界范围内土壤侵蚀对农业生产和水质量都有着负面影响, 因此区域尺度的土壤侵 蚀评估非常重要, 但是它往往会受可收集到观测数据的数量和质量的限制。在过去的30 年中, 遥 感技术已为土壤侵蚀研究提供了多方面有效空间数据, 这些数据常被直接用于探测土壤侵蚀和 土壤侵蚀沉积, 通过辨别土壤侵蚀的总体特征, 可以区分土壤侵蚀区域, 再根据经验评估土壤侵 蚀强度, 获得探测结果。本文介绍了可用于土壤侵蚀研究的多种卫星和传感器及应用遥感数据探 测土壤侵蚀特征, 土壤侵蚀区域和土壤侵蚀沉积的实例。     

北京密云水库小流域非点源污染负荷估算

根据不同类型的非点源污染发生区,选择若干径流小区,进行降雨、径流量、径流水质同步监测,分析不同土地利用类型小区地表径流和泥沙中氮、磷的流失情况。根据地貌特征和土地利用情况,利用通用土壤流失方程和SCS法分别计算不同土地利用类型区土壤侵蚀量和径流量,分析氮、磷的流失特点。结果表明:坡耕地和荒草坡单位面积土壤流失量比较严重;村庄中溶解态氮的流失量最多;村庄和坡耕地是氮、磷流失的重点区域。     

国家重点生态功能区土壤保持（英文）

土壤侵蚀是生态环境恶化的重要因素,土壤保持是国家重点生态功能区的一项重要生态服务功能。本研究基于气候、地形、土壤和植被覆盖等空间数据,利用土壤通用流失方程,借助Arc GIS分析了我国25个国家重点生态功能区2010年的土壤侵蚀和土壤保持状况。结果表明:由重点生态功能区内植被覆盖和水土保持而产生的土壤保持效果显著,与潜在土壤侵蚀相比,现实土壤侵蚀的微度和轻度侵蚀区域面积增加了26.2%,强度到剧烈侵蚀区域面积减少了25.1%,且藏东南高原边缘森林生态功能区、川滇森林及生物多样性生态功能区、三峡库区水土保持生态功能区、海南岛中部山区热带雨林生态功能区和秦巴生物多样性生态功能区等南方生态功能区的土壤保持量最高;重点生态功能区内土壤各养分元素保持量与土壤保持量和土壤自身各养分元素含量有关,各土壤养分保持量由高到底的顺序为:土壤有机碳、土壤全钾、土壤全氮和土壤全磷,且以藏东南高原边缘森林生态功能区和川滇森林及生物多样性生态功能区各类土壤养分元素保持量最高。建议加强单位面积现实土壤侵蚀量较高区域的植被保护和管理,提高植被覆盖度和增强水土保持措施,从而增强土壤保持功能,减少土壤养分流失;同时巩固潜在土壤侵蚀量较高区域的植被保护和水土保持措施,防止土壤侵蚀恶化。     

多尺度土地利用与土壤侵蚀

土地利用能够通过改变一系列的自然现象和生态过程影响土壤侵蚀,尺度不同,土地利用与土壤侵蚀的作用机制也会发生变化。本文针对坡面尺度、小流域／流域尺度和区域尺度,综述了不同尺度上土地利用对土壤侵蚀的影响研究。其中,在坡面尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要包括土地利用方式和土地管理措施对土壤侵蚀的影响,相应尺度上的模型有USLE／RUSLE、WEPP等;在小流域／流域尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要涉及土地利用结构和土地利用格局对土壤侵蚀的影响,相关的模型有LISEM、AGNPS、EUROSEM和SEDEM等;在区域尺度上土壤侵蚀评价研究主要是通过尺度上推和宏观因子评价的方法进行。多尺度土地利用与土壤侵蚀研究作为自然地理学研究中的热点问题,在进一步的研究中需要关注多尺度综合与尺度转换、土地利用政策效应、土地利用格局与土壤流失过程等方面的研究内容。     

土壤侵蚀研究中的"3S"技术应用进展

随着地球信息科学的进步与发展,“3S”技术成为土壤侵蚀研究的有效工具。本文介绍了“3S”技术在土壤侵 蚀研究中应用的途径和使用的限制条件,在对大量研究文献分析的基础上,认为国外学者利用“3S”技术主要集中 在全球和区域土壤侵蚀调查、土壤侵蚀的生态效应等2 个方面。而国内学者主要开展了区域土壤侵蚀调查、土壤侵 蚀动态研究和土壤侵蚀模式的构建等3 个方面的工作。指出目前和GIS 技术结合应用最为广泛的土壤侵蚀模式是 USLE 和RUSLE,这两个模式都是基于统计的经验模式,缺乏充足的实测资料,精度不高;利用“3S”技术对于区域土 壤侵蚀因子的研究缺乏与综合评价方法或模型间的协调。展望未来“3S”技术在土壤侵蚀研究中应用的可能趋势。     

1992-2013年巢湖流域土壤侵蚀动态变化

基于GIS和RS技术,利用修正的通用土壤流失方程（RUSLE）模型,结合遥感影像、DEM数据、土壤类型数据及相关统计确定了模型中参数因子,计算出巢湖流域1992-2013年土壤侵蚀模数,分析了土壤侵蚀强度的时空动态变化特征。结果表明：巢湖流域土壤侵蚀区域主要呈东北至西南方向分布。微度、轻度、中度、强度、极强和剧烈侵蚀占土壤侵蚀总面积百分比分别是93.46%、6.25%、0.68%、0.19%、0.01%、0.01%。1992-2006年土壤侵蚀模数由510.70 t/（km²·a）减少到129.79 t/（km²·a）,降幅为74.59%,同时植被覆盖率由37.0%增至47.80%,土壤侵蚀的面积比例变化明显,轻度、中度、强度、极强和剧烈侵蚀由8.93%、2.33%、1.32%、0.09%、0.05%分别减少为4.74%、1.39%、0.28%、0.02%、0.01%,微度侵蚀由87.88%增加到94.16%。但2013年土壤微度侵蚀又减少为93.46%,土壤微度侵蚀有向高一级转换趋势。2006-2013年土壤侵蚀模数也由129.79 t/（km²·a）增加到149.44 t/（km²·a）,增幅为15.14%。     

放射性核素137Cs在示踪土壤侵蚀研究中的应用

近几十年来,土壤侵蚀日益加剧,伴随着土地质量的退化,已成为影响区域可持续发展的主要环境问题。利用放射性核素137Cs进行土壤侵蚀研究能够简便、快速、准确地获取土壤流失、沉积和空间重新分布等详细信息。从元素来源、空间分布、背景值、示踪原理、活度测定、转换模型等方面对该方法进行了详细描述,在总结其优缺点的基础上,对其未来的发展方向做出了展望。     

云南省金沙江流域土壤流失方程研究

云南金沙江流域是长江中上游水土流失最严重的区域。本项研究以“通用土壤流失方程”(USLE)为蓝本,运用小区实验等手段,综合分析了各个侵蚀因子,建立了云南金沙江流域土壤流失方程A=R·K·LS·c·P,并确定了方程中诸因子的求算方法和数值,以及该流域土壤允许流失量,为方程的应用提供了基本的技术数据。同时,还进行了方程的检验,方程计算值与小区实测值的相对误差在6.3％以下,表明该方程在实际应用中是可靠的。该方程的建立,可为云南金沙江流域预测预报土壤侵蚀,制定土地合理利用规划方案、水土保持措施和土地生态安全格局提供了一套可靠的科学方法和依据。     

元谋干热河谷坡耕地土壤侵蚀造成的土地退化

在元谋干热河谷土壤侵蚀特征分析的基础上，对坡耕地土壤侵蚀造成的土地退化进行了模拟研究。结果表明，土壤侵蚀造成表层耕作土壤的物理性能下降、养分流失和水分入渗能力降低。表层耕作土壤的容重比下层土壤低12．7％，总孔隙度高10．9％，有机质高37．3％，120min累计入渗总量是下层土壤的1．6-2．2倍。模拟土壤侵蚀与土地生产力关系的小区试验结果显示，坡耕地每流失1cm表土，土地生产力水平平均下降4．54％。     

地球化学示踪在现代土壤侵蚀研究中的应用

土壤侵蚀导致土地退化、农产品产量和品质下降、水环境污染等诸多问题 ,引起各方面的广泛关注 ,而且这个问题随着持续增长的人口压力和农业生产方式深刻变革的影响而日益严重。由于目前广泛使用的高差法、遥感研究法、RUSLE、野外调查法、水土流失监测点法等土壤侵蚀研究方法存在着一些不足 ,因此 ,核素地球化学示踪法、稀土元素示踪法、土壤地球化学指标法等地球化学示踪方法应运而生 ,在土壤侵蚀研究中发挥其独特作用。在比较了各种传统的土壤侵蚀研究方法的优势和不足的基础上 ,作者认为 :1 137Cs、 2 10 Pb可用于研究 30、 40年左右平均土壤侵蚀速率 ,7Be可用于示踪季节性土壤侵蚀和一次降雨事件的土粒运移 ,并说明这些核素的示踪原理和侵蚀速率的定量依据 ;2人为施放稀土元素 ( REE)示踪法适合定量一次或多次降雨事件的侵蚀速率 ,可用于土壤侵蚀理论的研究 ,尤其适合于室内模拟实验的研究 ;3土壤磁化率法和土壤理化性质指标法研究土壤侵蚀是一种处于起步阶段的侵蚀研究方法 ,适用于土壤质量退化研究 ,但要用于土壤侵蚀研究特别是侵蚀速率的定量研究还很不成熟。     

三江源地区2000-2015年土壤侵蚀变化及生态恢复潜在影响研究（英文）

土壤侵蚀对于生态环境的保护恢复以及人与自然的和谐发展产生了巨大威胁。本文采用修正的通用土壤流失方程(Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE模型)对三江源区2000–2015年的土壤侵蚀进行定量模拟,通过对研究区土壤侵蚀强度的时空变化特征进行分析,比较了不同生态系统土壤侵蚀的差异,探讨了气候变化对研究区土壤侵蚀的影响作用,评价了该区域生态保护和恢复工程对土壤保持的作用效果。模型模拟结果可以通过地面观测站点验证,对模拟数据和验证数据的相关分析结果显示,模型的拟合效果良好,其复相关系数达到0.62。2010–2015年的土壤侵蚀模数比2000–2005年增加了6.2%,比2005–2010年下降了1.2%。基于叠加分析,影响土壤侵蚀的主要驱动因素是气候(约64%),特别是降水的作用明显,其次是植被覆盖度(约34%)。虽然模型和数据存在一些不确定性,但本研究量化了全球气候变化下生态恢复工程的相对贡献,同时也认识到了生态恢复工程是一项复杂、艰巨、长期的任务。在未来,持续的地面观测、进一步的参数化以及获取更高质量的输入数据是减少模拟结果不确定性的必要方式。     

安徽省土壤侵蚀空间分布及其与环境因子的关系

基于USLE和GIS空间分析技术,对安徽省土壤侵蚀空间分布进行了定量研究,分析了土壤侵蚀空间分布与地形、土壤类型、土地利用方式的关系。结果表明:安徽省2002年平均土壤侵蚀模数为249.5t/km²·a,土壤侵蚀总量为33599148t/a。土壤侵蚀空间分布呈块状分布特征。淮北平原地区土壤侵蚀较弱,皖南丘陵山区和皖西大别山区土壤侵蚀较严重。在不同高程带上,200~500m高程带土壤侵蚀最强;不同坡度等级中,15°~25°坡度上的土壤侵蚀最强,>35°坡地上则较弱;不同坡向中,东南坡土壤侵蚀最强,其次是东坡;不同用地类型的土壤侵蚀程度不同,草地的土壤侵蚀最为严重,其次是林地;在各种土壤类型中,紫色土和黄褐土的土壤侵蚀最为突出,棕壤的土壤侵蚀微弱。     

基于遥感技术的三峡库区土壤侵蚀量评估及影响因子分析

基于遥感和地理信息系统技术,利用修正通用土壤流失方程对三峡库区的土壤侵蚀进行定量评估,并进一步分别利用MODIS、TRMM遥感数据对其变化影响的主要因子植被覆盖和降雨侵蚀力变化进行了分析.结果表明:2005年土壤侵蚀总量为11 979.19×104t,平均土壤侵蚀模数为2 087 t/(km2·a),与2000年土壤侵蚀模数2 381 t/(km2·a)相比,减少了294 t/(km2·a).库区东部长江两岸大部分地区植被出现增长趋势,位于研究区边缘附近植被变化不明显;库区降雨侵蚀力总体呈增加趋势,同时降雨侵蚀力年际变化存在较明显的空间差异性.     

区域土壤侵蚀演化风险分析——以泾河流域为例

土壤侵蚀演化风险是在一定的空间范围内土壤侵蚀风险的时间变化关系,是发生土壤侵蚀可能性的动态演变过程,其对于评价不同时空尺度水土保持措施的合理性及其效益意义重大。以位于黄土高原中部的泾河流域为例,基于1986年、1995年和2000年的三期土地利用类型空间数据,利用GIS技术和信息熵理论,结合美国通用土壤流失方程（Uni...     

海南省松涛水库流域土壤侵蚀及控制方案

采用RS和GIS技术,基于USLE方程实现了热带地区海南岛松涛水库流域2003~2005年平均土壤侵蚀的定量模拟,通过情景分析研究了流域土壤侵蚀控制方案。结果表明:流域内潜在土壤侵蚀量约为4261万t/a,超过容许土壤流失量的60倍;在植被的保护下,现有年均土壤侵蚀量约为51.46万t/a,主要集中在退化的林地、浆纸林和橡胶林;流域平均土壤侵蚀模数略低于容许土壤流失量,但空间分布不均,部分区域侵蚀发育强烈;如对经济林、园地和耕地采取水土保持措施或恢复林草植被,能有效控制流域内土壤侵蚀,分别减少侵蚀量22.46万t和14.15万t,减少侵蚀面积98.48km²和65.90km²。     

对云南新平大红山铁矿区土壤侵蚀预测技术的初步研究

采用基于3S技术的定量遥感方法,探索获得了云南新平大红山铁矿区土壤流失预测方法,主要包括预测模型和侵蚀因子算式与算法的雏形。结果表明,全区土壤流失面积5.53km2,占矿区总面积的65.07%,年土壤流失量4.83×104t。矿区50年之后,土壤流失面积变化不大,年流失量下降为2.74×104t,减少了43.27%。完成土地生物复垦后的土壤流失变化趋势是强度及其以上级别的土壤侵蚀量降低,中度及其以下的侵蚀量增加。本预测技术有快速、经济的特点,经过补充、完善后在云南矿区有广阔的运用推广前景。     

土壤侵蚀及其影响因素空间相关性分析

土壤侵蚀是影响区域生态环境的重要因素,它受气候、地形地貌、土壤、植被和人类活动等因素的影响.为寻找流域上土壤侵蚀的主导影响因子,收集了黄河流域气候、地形、植被、土壤等数据,通过引入信息熵原理分析了各个影响因子与土壤侵蚀的空间相关性.结果表明,在黄河流域1:10万地图比例尺条件下.各因子对土壤侵蚀影响的大小排序为:①水蚀区,加权降雨量＞地形起伏度＞植被覆盖度＞土壤类型＞沟壑密度;②风蚀区.地形起伏度＞风蚀气候因子＞植被覆盖度＞土壤类型＞沟壑密度;③冻融区,沟壑密度＞地形起伏度＞气温变化率＞植被覆盖度＞土壤类型.该研究在定性变量和定量变量之间建立了定量的空间相关性分析,研究结果给出了影响黄河流域水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀的主导性因子,可为流域土壤侵蚀过程研究和水土保持决策提供参考.