湖南省典型区域土壤侵蚀监测方法研究与应用

土壤侵蚀的变化受到地表覆盖、植被覆盖度、地形地貌等多种因素的影响。本文选取新化县作为湖南省典型区域进行研究,基于土地利用数据、数字高程模型,依据土壤侵蚀面蚀分级指标、通用土壤流失模型、坡度因子,建立土壤侵蚀风险评价方案,完成2020年新化县土壤侵蚀强度计算,并结合2008年土壤侵蚀数据进行时空分析。结果表明：2020年新化县土壤侵蚀量略有增加,但均属于轻度土壤侵蚀;两个年度的轻度、强度、极强度、剧烈土壤侵蚀空间分布基本相同;相比2008年,由于荒山造林,2020年土壤侵蚀强度为强度、极强度、剧烈的地区得到了一定改善,同时由于灌木林和旱地面积的增加,2020年部分地区的中度水土流失加剧。本文方法利用遥感影像与土地利用数据可快速监测土壤侵蚀的变化趋势,为相关部门提供方法依据与数据支持,为生态环境改善提供有利服务。     

孤山川流域近30年土壤侵蚀时空动态特征分析

针对区域水土保持效益评价、土壤流失治理的需求,选择黄土高原土壤侵蚀较为严重的孤山川流域为研究区,定量研究了孤山川流域近30a的土壤侵蚀时空变异特征。结果表明,1975~2006年间,研究区土壤侵蚀的变化分两个阶段。第一阶段为1975~1986年,土壤侵蚀强度加剧,侵蚀面积增加了138.13km2,流域东南部增加最多;第二阶段为1986~2006年,全流域土壤侵蚀强度减弱,侵蚀面积减少了163.09km2,1986年和1997年,东部地区减弱趋势更明显。中度以上的土壤侵蚀主要发生在高程1 070~1 300m处,都对应于18°~35°的陡坡地;1975年和2006年,中度以上侵蚀分别集中在900~1 150和1 300~1 800,单位为MJ·mm·hm-2·h-1。流域土壤侵蚀主要发生在耕地和林地。1975~2006年,耕地面积减少,林草地面积增加,土地利用向良性循环发展。可为认识黄土丘陵沟壑区I副区土壤侵蚀规律和该区土壤侵蚀防治宏观决策提供科学支撑。     

滦河流域土壤侵蚀强度时空变化分析

滦河流域从1990年就被列为国家级水土流失重点防治区,国家在水土流失治理方面进行了大力投入。进入21世纪,通过大规模的治理,流域水土流失得到了有效遏止,生态环境明显好转。与此同时,国家在该区域开展了多次土壤侵蚀遥感调查,调查结果在时间上形成序列,客观反映了流域的水土流失状况及其变化趋势。在历次土壤侵蚀调查结果的基础上,对滦河流域从1984～2008年近三个年代的土壤侵蚀时空变化进行分析,确定了流域内水土流失强度在空间和等级的变化情况。     

黄土高原典型区土壤保持服务效应研究

黄土高原生态屏障区是我国"两屏三带"的重要组成部分,不仅对当地居民具有重要的屏障作用,同时也对黄河中下游具有重要的影响。本研究以土壤侵蚀量为评估指标,应用修正的通用土壤流失方程,利用2000—2010年间土地覆被、气象站点和泥沙站点等多源数据,定量评估了黄土高原生态屏障区退耕还林还草生态工程的土壤保持效应。结果表明,2000—2010年间,尽管黄土高原降雨量明显增多,降雨侵蚀力在增强,但研究区以退耕还草为主,退耕还草面积达到3 287. 01 km2,研究区植被覆盖在以1. 29%/a速率递增;土壤侵蚀状况发生明显改善,土壤侵蚀模数由2000年的6 579. 55 t·km-2·a-1降低到了2010年的1 986. 66 t·km-2·a-1,土壤侵蚀等级由剧烈侵蚀向微度侵蚀转变,侵蚀等级在逐渐降低,低覆盖度-烈度土壤侵蚀面积在大幅度降低,而高覆盖度-微度土壤侵蚀类型面积在大幅度提升;并且流域土壤侵蚀强度与相关站点含沙量和输沙量呈正相关,黄土高原生态屏障效应在不断加强。该研究对加强生态安全格局建设,促进我国生态文明建设具有一定的借鉴意义。     

基于遥感和GIS的宣化县水土流失定量空间特征分析

以遥感和GIS技术为支撑,利用通用的土壤流失方程(USLE)的修正模型(RUSLE)定量评估宣化县2000年的水土流失量和土壤侵蚀强度,并对宣化县水土流失空间分布特征进行了分析。结果表明,宣化县2000年土壤侵蚀(轻度侵蚀以上)面积为982.85 km2,占宣化县总面积的39.25%,平均土壤侵蚀模数为13.92 t/hm2.a,属于轻度侵蚀;坡度越大,极强度及剧烈侵蚀越有可能发生,从整体来看,15°~25°是侵蚀比例最大的坡度带。宣化县土壤侵蚀主要集中于灌草地和旱地两种土地类型,两者土壤侵蚀面积占宣化县2000年总土壤侵蚀面积的93.897%。     

综合137Cs，RS和GIS的土壤侵蚀评估和预测——以云南小江流域为例

综合应用137Cs技术、RS技术和GIS技术,进行云南小江流域土壤侵蚀的评估和预测研究,探索中国西部山区观测资料缺乏、USLE(Universal Soil Loss Equation)方程不适宜区域土壤侵蚀评估与预测方法。通过137Cs技术,采用非农耕地与农耕地土壤侵蚀模型确定区内林地、灌丛、草地、坡耕地和裸地的年均侵蚀模数分别为356—1531 t/(km2·a),330—1709 t/(km2·a),886—3885 t/(km2·a),5197—12454 t/(km2·a)和15000 t/(km2·a)以上。解译小江流域1987年(Landsat TM)、1995年(Landsat TM)和2005年(Landsat ETM)遥感影像,获得流域不同时期土地利用图,将其与1∶50000 DEM模型进行叠置分析,建立小江流域土地利用的空间分布图,结合利用137Cs确定的土壤侵蚀速率数据,进行土壤侵蚀分区与制图,分析土壤侵蚀的时空变化。结果表明:1987年—2005年流域轻度以上侵蚀面积占总面积的66.0%—67.3%,变化不大,但侵蚀强度明显加剧,1987年—1995年间尤为明显;中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀区面积分别增加30%、23%和26%;小江流域1987年、1995年和2005年土壤侵蚀量分别为7.51×106t/a,8.19×106t/a和8.18×106t/a。进而选用1995年和2005年的土壤侵蚀数据构建Markov-CA(马尔可夫—元胞自动机)预测模型,获得2015年流域土壤侵蚀分区图,并预测2015年土壤侵蚀量为8.17×106t,与2005年侵蚀量接近。研究结果真实地反映了小江流域土壤侵蚀的变化过程与主要驱动因子,研究方法适合中国西部山区土壤侵蚀评估与预测。     

长江上游小流域土壤侵蚀动态模拟与分析

以长江上游甘肃省尚沟流域为研究区,在遥感影像和GIS空间分析技术支撑下,根据USLE因子算法生成各因子栅格图,借助地图代数运算,估算了尚沟流域1998年和2004年的土壤侵蚀量,并对2004年土壤侵蚀与其环境背景因子进行叠加和空间统计分析。在此基础上,构建了与GIS软件平台集成的地理元胞自动机,模拟了该流域2004年、2010年和2020年土壤侵蚀空间演化情形。结果表明:研究区平均侵蚀量从1998年的6598.1t/km2下降到2004年的5923.3t/km2,侵蚀面积净减少172.3hm2,输沙量减少9.15×104t;1300～1400m的海拔高程带、25～35°坡度带、南坡和旱耕地是发生水土流失的主要区域;经模拟,2010年总侵蚀面积为93.49km2,侵蚀总量73.15×104t,侵蚀模数为5126t/km2,土壤侵蚀状况总体上将有所减缓。     

基于3S技术的干旱区绿洲土壤盐渍化动态监测

选择生态环境脆弱的艾比湖地区绿洲为研究对象,采用1990年、2001年、2010年3期TM和ETM+影像为数据源进行土壤盐渍化分类,对研究区20 a土壤盐渍化动态变化进行了统计与分析。研究结果表明,非盐渍化土壤分布的面积最为广泛,但动态变化最为缓慢;轻度盐渍地经历了先增加后减少的过程,中度盐渍地在这20 a里一直呈现出下降的趋势;重度盐渍地在1990年分布面积最多,为366.35 km2;极重度盐渍地分布面积最少,但面积变化最为剧烈。     

基于GIS与RUSLE的土壤侵蚀量时空变化分析

基于修正的土壤流失方程(RUSLE),运用RS和GIS技术对葫芦岛市的土壤侵蚀状况进行分析。结果表明,葫芦岛市年均土壤侵蚀量17 867 598.32 t,年均土壤侵蚀模数为16.13 t/(hm2×a),属于轻度侵蚀。葫芦岛市中度侵蚀以上的土壤侵蚀面积占总侵蚀面积的11.31%,土壤侵蚀模数占总侵蚀量的40.17%。中度侵蚀以下的土壤侵蚀面积占总侵蚀面积的88.96%,土壤侵蚀量占总侵蚀量的59.83%,研究区土壤侵蚀空间差异性大。分析土壤侵蚀与坡度和土地利用之间的关系表明,6°~25°为研究区主要侵蚀坡度段,裸土地、旱地、林地和草地是研究区土壤侵蚀的主要发生区,葫芦岛市应将其列为水土保持重点治理对象,采取有效措施,改善土壤侵蚀现状。     

基于知识库和空间信息耦合模型的北川县震后土壤侵蚀分析

基于土壤水力侵蚀分级标准,考虑地震造成的特殊土壤侵蚀类型,构建了地震重灾区土壤侵蚀强度分级知识库;综合利用RS和GIS技术,结合专家知识判断,快速提取了四川省北川县土地利用、地面坡度、植被盖度、特殊侵蚀类型等土壤侵蚀因子空间信息;基于EcoHAT系统中的知识库和空间信息耦合型土壤侵蚀模型,快速完成了北川县震后土壤侵蚀强度的判定与分析.结果表明,地震使北川县土壤侵蚀加剧,相比2000年全国土壤侵蚀遥感调查成果,震后土壤侵蚀面积增加了275.13km2,增长量为23.83%;特殊侵蚀类型面积占北川县面积的2.48%;林地土壤侵蚀面积最大,占总侵蚀面积的一半以上;耕地土壤侵蚀比例为98.95%;坡度是北川县土壤侵蚀的主要贡献因子,植被则是主要控制因子,坡耕地治理是今后北川县土壤侵蚀控制的重点.     

陕北黄土丘陵地区土壤侵蚀强度遥感分析方法探讨

在地形破碎的黄土丘陵地区,利用航空遥感图像分析沟谷密度、沟谷发育阶段、地貌形态及其与土壤侵蚀强度之间的相关性,收到了良好的效果。研究表明,包括切沟在内的黄土丘陵区的沟谷密度值可高达20 km/km~2以上;黄土冲沟的发育阶段不同,其侵蚀强度也相应变化;切沟发育最活跃和最密集的地段,其侵蚀强度也最大。根据土壤侵蚀总量与侵蚀强度之间的相关,建立了土壤侵蚀模型,并利用遥感图像划分了土壤侵蚀综合类型,从而可用多元回归分析方法求算各侵蚀类型的侵蚀强度,为预测区域侵蚀总量开辟了新的技术途径。     

永定河治理区土壤侵蚀时空变化分析

本文利用“北京一号”小卫星32 m多光谱数据提取研究区的植被覆盖信息与土地利用信息,利用1∶50 000DEM数据提取研究区坡度信息,采用中华人民共和国水利部部颁标准“土壤侵蚀分类分级标准SL 190-96”,评价研究区的水蚀风险等级;并结合全国第二次土壤侵蚀遥感(LandsatTM)调查数据,进行土壤侵蚀时空变化分析...     

土壤水力侵蚀的遥感信息模型研究——以江西省为例

通过利用Terra/Aqua卫星上搭载的MODIS传感器计算获取的16d合成植被指数产品(MOD13A2),进一步按照最大值合成法计算月合成光谱植被指数,按照USLE模型月模式评价江西省2005年土壤侵蚀,并与传统的USLE模型年模式计算的结果进行了比较。     

青藏高原湿地遥感监测与变化分析

青藏高原是中国湿地分布较为集中的地区之一,也是全球变化的敏感区。了解青藏高原湿地分布与变化对湿地保护和全球变化研究具有重要意义。基于Landsat 8 OLI(operation land imager)数据,使用面向对象分类方法和人工解译相结合的方式得到2016年青藏高原湿地分布数据,结合2008年湿地分类数据以及高程、流域界线等辅助数据,分析了青藏高原的湿地分布现状和2008—2016年的湿地变化情况。结果表明:①2016年青藏高原研究区湿地总面积为115584 km2。其中,湖泊湿地面积为48737 km2,沼泽湿地面积为34698 km2,河流湿地面积为15927 km2,洪泛湿地面积为15035 km2,人工湿地面积为1188 km2。②2008—2016年,青藏高原湿地总面积增加3867 km2,主要表现为湖泊、河流和洪泛湿地的增加,但同时沼泽湿地减少5799 km2。③青藏高原的湿地分布与变化表现出显著的区域差异性。自然湿地的分布及面积变化集中在4~5km高程范围内,而人工湿地的变化则集中在2~4 km高程范围内;湖泊和洪泛湿地的增加集中在内流区,河流的增加及沼泽的减少集中在外流区。④青藏高原的气温和降水均呈上升趋势,与湿地总体变化呈正相关;各流域冰川面积的变化与湿地变化也具有相关性;人为因素对青藏高原的湿地变化以消极作用为主。该研究为青藏高原环境变化研究与湿地保护提供了有益支持。     

Shoreline Change Analysis along the Coast of South Gujarat,India, Using Digital Shoreline Analysis System

Shoreline changes along the south Gujarat coast has been analyzed by using USGS Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 4.3. Multi-temporal satellite images pertaining to 1972, 1990, 2001 and 2011 were used to extract the shoreline. The High water line (HTL) is considered as shoreline and visual interpretation of satellite imageries has been carried out to demarcate the HTL based on various geomorphology and land use & land cover features. The present study used the Linear Regression Method (LRR) to calculate shoreline change rate. Based on the rate of shoreline changes, the coastal stretches of study area has been classified in to high erosion, low erosion, stable, low accretion and high accretion coast. The study found that about 69.31 % of the South Gujarat coast is eroding, about 18.40 % of coast is stable and remaining 12.28 % of the coast is accreting in nature. Field investigation was carried out which confirmed the coastal erosion/accretion derived from the analysis. The high erosion area are mostly found along the Umergaon (near Fansa, Maroli, Nargol, Varili river mouth, Umergaon light house) and Pardi (Kolak, Udwara)Taluka in Valsad district. Stable coastal length of the study area is 21.59 km and mostly found in Nani Dandi and near Onjal. High accretion (3.70 %) was only found near Hajira and low accretion (8.58 %) are distributed the study area. The main causes of coastal erosion of the study area were the strong tidal currents accompanied by wave action and reduced the sediment load of the river.     

缅甸中部干旱地区土壤侵蚀的分析

伊落瓦底江中游是缅甸中部著名的干热地带,地壤流失严重。在研究中,首先利用遥感图像（１９９５年的ＴＭ图像,１９９８年的ＴＭ和ＳＰＯＴ图像）进行判读和土壤侵蚀地面实况的野外验证。同时,根据影响封侵蚀的生态环境因子,建立实验区的数字高程模型和窨数据库。然后,在地理信息系统（ＧＩＳ）中进行土壤侵蚀测定以及生态环境因子相关分析。影响土壤侵镅的生态环境因子很多,但植被和耕作方式是人们可以控制的因子。在此基础上     

Opencast Coal Mining Induced Defaced Topography of Raniganj Coalfield in India - Remote Sensing and GIS Based Analysis

With the advent of mining activities at Raniganj coalfield in India, the natural topography has been defaced in some elongated tracts by either excavation or dumping. This paper deals with opencast mining induced defaced topography of Raniganj coalfield, which needs to be reclaimed properly right after mining. This paper investigated intensity of defacing topography, magnitude of topographic deformations through a number of ex-situ measurement. Consequences of these topographic deformations are also investigated in this study. Through a number of ex-situ measurement based on Geographical Information System (GIS) techniques, generating contour and profiling them over the spoil dumps and excavated lows using fine resolution digital elevation data (Remote Sensing image), a total 132 (85 are abandoned and 47 are working) patches of defaced topography have been identified, which covers 43.26 sq km. surface area. Some working opencast quarries are more than 95 m deep, with an area of more than 2.4 sq km and dumped ridges are more than 60 m high (peak), with area more than 1.5 sq km. In case of abandoned mine (more than 20 years) some quarries are more than 28 m deep with area 0.99 sq km. and some of dumped ridges are more than 28 m high (peak), with area 0.29 sq km. These kinds of defaced surface remain for a long time, such quarries contain acidic logged water and spoil dump leads to acid mine drainage and erosion of loose soil particle. It deteriorates the entire land, water system of the region. The study suggests restoring land right after mining and the area made to be ecologically conformable.     

DMSP/OLS夜光数据的珠三角碳排放时空差异性分析

碳排放时空分布及其异质性是生态环境保护和气候变化监测研究的重要课题。本文针对珠三角城市群碳排放空间分布的精细分析,基于DMSP/OLS夜间灯光影像与土地利用数据,研究了2000年—2013年珠三角城市群碳排放时空差异性,揭示了不同地市不同用地类型的碳排放时空分布特征、碳排放增长趋势和强度趋势。结果表明：（1）2000年—2013年珠三角城市群碳排放总量一直处于增长阶段,但受2008年金融危机影响由高速增长转为缓慢增长阶段;（2）人均碳排放强度在2008年金融危机后增长速度减缓;（3）单位GDP碳排放强度在经历了2005年—2008年小幅增长阶段之后,整体呈现降低趋势;（4）地均碳排放强度方面,工矿用地的地均碳排放强度由2008年金融危机前的增长阶段过渡到危机后的降低阶段,而城镇用地的地均碳排放强度一直处于持续增长阶段。研究发现,珠三角城市群碳排放在2008年金融危机前后具有明显的时空差异性,城镇用地碳排放持续增长将成为碳减排的关键问题,本研究可为碳排放估算预测、节能减排及生态环境保护提供科学参考。