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基于遥感的土壤风蚀模型研究与应用

张伟  
【摘要】:我国干旱和半干旱区域面积较大,是全球受土壤风蚀侵袭最为严重的国家之一。定量评价区域土壤风蚀状况对地区生态规划建设、经济发展,以及正常生产生活意义重大。国内外学者在土壤风蚀模型方面做了大量研究,但多集中于田块尺度,在大尺度风蚀快速估算方面的研究和应用却不多。因此本文以土壤风蚀危害极为严重的新疆生产建设兵团农一师垦区为例,在前人模型研究的基础上,建立了适于干旱区的大尺度土壤风蚀快速估算模型,并利用DTGIS平台开发出一套基于遥感的风蚀模型软件系统,为快速定量监测土壤风蚀量和风蚀规律研究提供参考,同时也为风蚀快速估算技术体系在全国范围内的推广和应用提供借鉴。研究成果如下: (1)在对比分析国内外土壤风蚀模型的基础上,选取风洞实验模型为基础模型,结合研究区实际情况,加入土壤含水量因子、土壤粒径因子以及风蚀措施因子,对模型进行修正。(2)通过对研究区2010年土壤风蚀模型模拟结果和实际测量结果的对比分析,验证了模型的准确度,最终确定修正后的土壤风蚀模型适合在新疆生产建设兵团农一师垦区应用。(3)系统地总结了模型各因子(风力因子、地表粗糙度因子、植被盖度因子、土壤含水量因子、土壤粒径因子、风蚀措施因子)监测、计算、提取和空间描述的方法与技术体系,各因子的栅格数据能够为模型运行提供数据支撑。(4)以修正模型为基础,构建出一款基于栅格叠加运算思想的C/S架构风蚀模型软件系统。将获取的各风蚀影响因子栅格数据输入模型软件,可以从时间和空间两个层面上,快速得到风蚀模数大小及风蚀强度分级结果,方便、快捷地定量监测区域土壤风蚀状况。(5)对模型结果的初步分析表明:2010年新疆兵团农一师垦区土壤风蚀模数呈现出沙地耕地林草地的规律;土壤风蚀呈现出发生月份集中,风蚀量大的特点。因此,采取保护性耕作措施以及遏制沙地扩张对该地区防治土壤风蚀危害、改善生态环境至关重要。


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