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。     

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.     

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。     

基于RS的宝兴河流域LUCC变化分析

本文基于1994年LandsatTM、1999年的ETM＋及2007年的ETM＋遥感影像,在ENVI和ERDAS的支持下提取宝兴河流域的土地利用/覆被变化情况。引入土地利用类型的年变化率、综合土地变化动态度等指标,分析其原因及土地利用的时空变化特征和规律。研究结果表明：1994年到2007年,耕地主要集中在宝兴河流域的东南部平坝地区,呈逐年变少趋势,减少44.7%;林地主要分布在西北高山及中部地区,呈逐年增加的趋势,增加6.5%;草地主要集中在西北高山区,其变化为先减少后增加,总体减少19.3%。     

地理国情监测在秦岭山地土壤侵蚀中的应用

利用国情监测成果,分析了2010~2014年秦岭山地丹江流域土地利用类型变化特征,并探讨了土地利用类型方式转变对流域土壤侵蚀的影响。结果表明,微度侵蚀和轻度侵蚀面积在波动中呈减少趋势;中度侵蚀至剧烈侵蚀面积呈上升趋势,在一定程度上,流域的侵蚀状况加剧。土壤侵蚀较严重的土地利用类型是耕地和裸地。     

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。     

黑土典型区土壤侵蚀危险度空间特征分析

土壤侵蚀危险度用以评估和预测土壤侵蚀和土地资源破坏的严重性.以黑龙江省拜泉县张口屯小流域为例,利用2005年的坡面侵蚀数据估算了研究区黑土层的抗蚀年限;利用GIS对侵蚀危险度与地理环境因子进行了空间叠加统计分析,探讨了研究区土壤侵蚀与土地利用、土壤类型、坡度之间的关系.研究表明,破皮黄砂底黑土抗蚀年限最短,厚层粘底黑土的平均抗蚀年限最长,且随着坡度的增加,抗蚀年限逐渐减少;从土地利用类型来看,林地、草地的抗蚀年限明显长于耕地、城乡工矿居民用地、裸地等.     

延河流域土地利用变化特征分析

研究土地利用时空变化特征对促进区域生态经济协调发展具有重要意义.以延河流域为例,基于不同时期遥感影像,借助RS、GIS和ENVI软件平台技术,获取了1980-2015年延河流域土地利用变化状况,并进行了土地利用转移分析;在此基础上解译了不同时期的土地利用类型,分析了延河流域土地利用时空变化特征和影响因素.结果表明,1980-2000年流域内土地利用结构整体变化较小,耕地、林地、草地3类土地利用面积相互转化频繁但整体面积趋于稳定,建筑用地面积增加了1.25倍;2000-2015年流域内耕地、林地和草地发生了显著变化,其中耕地面积减少了28％,林地面积增加了40％,草地面积增加了15％,建筑用地面积增加了近两倍,但比例很小,未利用地和水体变化幅度不明显;2000年前后流域内土地利用变化空间特征存在明显不同,2000年之前各土地利用类型变化主要发生在延安市区,2000年之后整个流域地区均有不同土地利用类型的转移;2000-2015年国家"退耕还林、草"生态修复政策、产业经济生产总值不断上升、人口数量稳定增长、城镇化发展迅速等均对流域土地利用结构产生了影响.     

南水北调中线工程核心水源区土地利用空间格局动态变化研究

掌握南水北调工程水源区土地利用变化情况对于改善水源区生态环境,确保足量、优质的清水进京入津具有重要意义。本文基于第一次地理国情普查、历史基础测绘等数据,借助RS和GIS技术,对2009—2015年南水北调中线工程核心水源区土地利用时空变化进行了分析,结论如下:1)区域以林地为主,约占全区总面积的80%,植被覆盖情况良好; 2009—2015年,土地利用减量以耕地为主,增量以草地为主,林草总覆盖率略有增加,耕地、林地、草地总量基本保持平衡。2)土地利用类型相互转化主要发生在耕地、林地、草地三者之间,集中发生在海拔1 000 m以下、坡度15°以上的区域。3)政府实施的生态工程建设、库区移民政策等取得了明显效果,53.47%的坡耕地(5°以上)转化为林地、草地,但仍有相当一部分林地、草地转化为坡耕地,政府应重点加强保护海拔1 000 m以下、15°—25°坡度带内的林地和草地,减少人为活动对水源区生态环境的破坏。     

青川县LUCC遥感动态监测及驱动力分析

四川广元市青川县是国家生态试点县和退耕还林实施县,查明该区土地利用/覆被现状及其时空动态变化信息,为政府有关部门规划决策提供科学依据具有重要意义。应用RS和GIS技术,基于2000年、2005年和2010年3个时相的陆地卫星TM图像,通过图像处理和信息提取,获得了该区3期土地利用/覆被数据。在此基础上,分析了青川县近10 a土地利用/覆被动态变化过程,查明了引起动态变化的主要驱动力因素,最后,对该区2015年和2020年土地利用/覆被的面积比例进行了预测。研究结果表明:青川县2000—2005年间,耕地、水域和未利用地面积减少,林地、草地和建设用地面积增加;2005—2010年间,耕地和草地面积减少,林地、水域、建设用地和未利用地面积增加;两段时期耕地面积持续减少,但减幅减小,林地面积持续增加,增幅减小,建设用地持续增加且增幅增大,水域和未利用地先减后增,草地先增后减。究其原因,认为政策、经济发展和人口增长及自然灾害等因素是研究区土地利用变化的主要影响因子。经过预测,在相关政策不变且没有自然灾害发生的情况下,2015年林地面积占全县总面积的比例将由2010年的58.57%增长为59.01%,到2020年将继续增长为59.44%,耕地面积比例到2020年将减少至29.13%,建设用地面积比例继续增加至0.22%。