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基于CSLE模型的沂蒙山区土壤保持量与功能动态研究

张芷温  
【摘要】:沂蒙山区位于北方土石山区鲁中南低山丘陵区,是山东省重要的商品粮、油料等生产基地。由于历史上土地垦殖率高,山地基岩裸露,土层瘠薄,天然植被分布很少,林分结构差,植被覆盖度低,土壤保持能力差,水土流失严重,主要属于沂蒙山泰山国家级水土流失重点治理区。在《全国水土保持区划(试行)》的三级区划体系中,土壤保持为此区域的水土保持主导基础功能。近年来国家和地区生态环境建设加强、水土保持重点建设工程治理项目布设区域加大,在沂蒙山区以小流域为单元,实施退耕还林、封禁补植等措施,进行坡改梯工程等项目,地区减少水土流失效果明显,提高了土壤侵蚀防控效果和生态效益。因此,本研究以沂蒙山区27个县(市、区)为研究区,以主要土地利用类型为研究对象,依托遥感与地理信息系统技术,采用遥感影像提取、资料收集、模型计算、统计分析等方法,开展基于CSLE模型的沂蒙山区土壤保持量与功能动态研究。以此揭示沂蒙山区土地利用空间格局及动态特征,阐明土壤保持量空间格局特征与土地利用的关系,探索基于当量因子法的土壤保持功能价值及动态特征。本研究结果有望能为沂蒙山区的优化土地利用结构,提高土壤保持量与功能价值提供参考和依据。主要得到以下结论:(1)土地利用空间格局及动态特征沂蒙山区土地利用类型中,2007年、2017年中面积占比重最大的均为耕地,占研究区面积的50%以上。其次是林地、建设用地。10年间研究区内的各种土地利用类型均发生了不同程度的变化,2017年耕地、草地和未利用土地的面积减少,建设用地、水域和林地的面积增加。空间分布上,耕地在全区广泛分布,林地主要集中在沂源县、沂水县、蒙阴县和五莲县;草地零散分布;建设用地各县均有分布,以东港区、滕州市占比重大;水域主要分布在微山县;未利用土地沂水县分布较多,其余各县零散分布。兰陵县土地利用综合变化显著,2017年兰陵县有大面积林地转入耕地,林地增加主要在沂源县、蒙阴县和费县,建设用地增加主要发生在费县、东港区和莒县。(2)土壤保持量空间格局及动态特征2007年土壤保持量为61035.86万t,2017年土壤保持量61331.15万t,较2007年增加295.29万t。2007年未利用土地的单位面积土壤保持量最高,林地、耕地、草地、建设用地、水域的单位面积土壤保持量依次减小。2017年草地、未利用土地、林地、水域增加,而耕地、建设用地的单位面积土壤保持量减少。在空间分布上,2007年、2017年土壤保持量呈现由地势平缓的地区向西南部、北部等坡度较大地区递增的趋势,高值集中在沂水县、沂源县、蒙阴县、费县,低值集中在微山县、兰陵县、滕州市。(3)土壤保持功能价值及动态特征基于当量因子法估算土壤保持功能价值,以2007-2017年山东省小麦和玉米的多年平均净利润作为计算价值系数的基础,沂蒙山区在2007年、2017年的土壤保持功能价值分别为149.49亿元、171.32亿元,林地产生的土壤保持功能价值为沂蒙山区生态系统土壤保持功能价值的主要来源,耕地的土壤保持功能价值次之。2017年土壤保持功能价值增加21.83亿元,其中主要的价值增量发生在林地、草地及水域,耕地土壤保持功能价值由于耕地面积的减少而大幅减少。


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