粤北岩溶山地土壤地下漏失程度评价指标构建探讨

为了弥补岩溶区地下土壤漏失程度评价指标体系空白,基于在粤北岩溶区连南县多个岩溶山地采矿断面、公路修建断面实地调查获得的56条裂隙、40个漏斗和多个孔穴的调查数据,以及粤北岩溶丘陵、峰林区英德市岩背镇、九龙镇等40多个样方的地表景观实地调查资料,探讨构建岩溶地下土壤漏失程度评价指标与标准。首先,充分考虑了土壤漏失途径、阶段、各指标的关联性、断面调查数据及数据采集的可操作性等,将定性指标与量化指标结合,采用裂隙、洞穴、漏斗3个一级指标和与溶洞连通度、断面比、密度,洞穴类型、数量、位置,漏斗深宽比、形状、周边裂隙发育情况9个二级指标,构建了岩溶区地下漏失无漏失、轻度漏失、中度漏失、重度漏失分级标准;其次,将基岩、地貌、地形、岩石裸露率、植被结构、类型、盖度和土壤深度等地表景观特征作为地下漏失程度的辅助参考指标,使地下漏失评价与地表石漠化程度评价能够有机结合,共同形成岩溶环境评价的整体系统。     

粤北石漠化地区碳酸盐岩溶蚀试验研究

在粤北石漠化地区选取不同石漠化阶段的样地,对其碳酸盐岩进行室内岩性溶蚀和野外模拟溶蚀试验,研究不同石漠化阶段碳酸盐岩溶蚀特点。结果表明：在轻度→中度→重度→极重度石漠化演化过程中,重度石漠化阶段是碳酸盐岩溶蚀变化的一个重要转折点,在这个阶段中,溶蚀过程从以化学溶蚀转为物理侵蚀为主。不同石漠化阶段不同环境中的碳酸盐岩溶蚀速度在地上50 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地;在地面0 cm处,极重度石漠化土地>重度石漠化土地>轻度石漠化土地>中度石漠化土地;在地面下10 cm处,极重度石漠化土地>轻度石漠化土地>中度石漠化土地>重度石漠化土地;在地面下20 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地>重度石漠化土地;在地面下30 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地。     

基于TM影像的广西河池市岩溶地区植被覆盖度的动态变化研究

选取广西河池市岩溶地区1990、2000和2010年3个时相的TM影像,采用基于NDVI的像元二分模型,探讨该区植被覆盖度的时空动态变化特征及其与非岩溶区的异同。结果表明：（1）近20年来,高植被覆盖区的面积在逐渐增加,其占整个研究区域面积的比例从1990年的30.81%增加到2010年的53.66%,较低植被覆盖区、中度植被覆盖区和较高植被覆盖区的面积在逐渐减少,其占整个研究区域面积的比例从1990年的9.63%、17.25%和31.97%下降到2010年的8.54%、9.88%和26.74%。（2）近20年来,岩溶区低植被覆盖区的面积变化率比非岩溶区的大,岩溶区的面积变化率是37.74%,非岩溶区仅为是3.28%。而非岩溶区的较低植被覆盖区、中度植被覆盖区、较高植被覆盖区和高植被覆盖区的面积变化率则比岩溶区的要大,非岩溶区的面积变化率分别是54.30%、57.47%、26.75%、75.77%,而岩溶区的面积变化率分别是34.87%、43.07%、16.34%、71.55%。（3）1990-2000年岩溶区中较低植被覆盖区、中度植被覆盖区的面积变化幅度比2000-2010年的要大,两个时期的变化率分别是4.68%、0.11%和5.68%、1.79%。2000-2010年低植被覆盖区、较高植被覆盖区的面积变化幅度比1990-2000年的要大,两个时期的变化率分别是1.75%、5.07%和1.64%、3.59%。2000-2010年非岩溶区中高植被覆盖区的面积变化幅度比1990-2000年的大,1990-2000年的变化幅度是8.38%,2000-2010年的变化幅度是16.04%。岩溶区与非岩溶区植被覆盖度变化的这种差异,主要由于两者间的岩性条件不同所引起。     

连江流域近18年来植被覆盖度变化分析

以TM影像为数据源,运用基于NDVI的像元二分模型,计算和分析连江流域1988和2006年植被演变特点及空间分布特征,并将两期影像的植被覆盖度图与连江流域分岩溶区地质图进行叠加,进而分析地质构造对植被覆盖度的影响。结果表明:①受气候及与人文因素的影响,1988~2006年连江流域植被覆盖度有所增加。表现为较高和高植被覆盖区面积增加,低、较低和中度植被覆盖区面积减少。②受地质构造影响,非岩溶区的植被质量优于岩溶区。③在空间分布上,近18a来连江流域植被覆盖度的变化较显著。     

粤北石漠化地区水文过程试验研究

通过在粤北石漠化地区选取不同石漠化阶段样地,进行人工降雨模拟试验,研究粤北石漠化地区水文过程。结果表明:随石漠化程度的加深,地表植物对雨水最大截留量不断下降,其中以重度→极重度阶段降幅最大,达6倍多。土壤持水量在重度→极重度石漠化阶段发生转折。地表径流在中度和重度石漠化土地上具有相同特征,但在与轻度和极重度石漠化土地中差异明显。当雨强为30~50 mm/h时,产流35 min内总径流量以中度石漠化样地最高;当雨强为51~60 mm/h时,以极重度石漠化样地最高;而当雨强为61~70 mm/h时,则以重度石漠化样地最高。在各石漠化阶段样地上以雨强35 mm/h进行人工模拟降雨60 min,有0.6%~2.71%雨水被植被及枯落物截留;2%~53.31%雨水被土壤吸收;2.18%~7.37%雨水转化为地表径流;41.8%~93.41%雨水渗漏形成地下水。     

基于无人机倾斜摄影技术的崩岗动态变化监测

利用无人机倾斜摄影技术，对德庆县马圩镇典型崩岗区域进行2016和2017年连续2年的动态监测，结合ArcGIS软件对数据进行处理分析，分析了崩岗在空间上的变化特征。结果表明：1）研究区域2017年崩岗总面积比2016年增加16 401.2 m²，变化率为10.21%，说明研究区的崩岗仍处于发育状态；2）研究区西南偏南方向的崩岗面积减少最明显，总体侵蚀最严重的坡向集中在南向；3）崩岗侵蚀最为强烈的部位发生在海拔高程51~60 m和81~90 m处，整体侵蚀呈现出中下部位大于上部位的现象；4）研究区崩岗近2年的年侵蚀体积量为1 172.68×10³ m³。无人机航测数据的质量能够满足无人机摄影测量的规范要求，与传统调查方法相比时效性更高、更方便和成本更低。     

北江流域汛期降水结构变化特征

选取北江流域18雨量站1961—2017年逐日降水数据,采用降水发生率、降水贡献率指标,利用Mann-Kendall法进行变化趋势检验,分析流域汛期（3—8月）不同历时、不同等级降水结构的时空变化特征,结果表明：1）汛期降水发生率随降水历时的增加大致呈指数形式递减,其中1~4 d历时降水发生率合计69.88%;降水贡献率随降水历时的增加而先增加后减小、到≥10 d历时又显著增加。降水贡献率的空间差异主要表现为历时2~4 d与历时≥10 d在北部与东南部反向变化。2）降水发生率随降水等级的增加而减小,其中小雨发生率约占65%;西部大雨贡献率偏高;东南部暴雨贡献率偏高,其中清远、佛冈站约为39%。3）中短历时（1~6 d）降水发生率呈不显著下降趋势,而贡献率呈不显著上升趋势;长历时（≥7 d）降水发生率、贡献率均呈显著下降趋势。各等级降水变化趋势方面,小雨、中雨发生率、贡献率不显著下降,大雨、暴雨发生率、贡献率不显著上升。     

粤北岩溶山区连江流域植被覆盖度动态变化研究

基于多时相MODIS数据和归一化植被指数的像元二分模型以及GIS技术,分析了2001—2010年连江流域植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:连江及其子流域、岩溶区与非岩溶区的植被覆盖度空间分布差异性明显;近10年来连江流域的植被覆盖度总体上呈下降趋势,高植被覆盖度与中度植被覆盖度的面积数量变化剧烈,较高植被覆盖度与较低植被覆盖度的面积相对稳定;岩溶区植被分布以较高植被覆盖度、中植被覆盖度和高植被覆盖度为主,其分布面积分别占整个流域面积的53.84%、25.59%、18.54%,而非岩溶区则以高植被覆盖度、较高植被覆盖度和中植被覆盖度为主,分别占整个流域面积的48.12%、34.10%、15.05%;近10年来流域的植被覆盖度下降明显,且空间分布范围广,植被覆盖度相对稳定的区域占整个流域面积的65%以上,植被覆盖度下降区的面积比上升区增加近20%。