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大通县土地利用/覆被变化与土壤侵蚀的研究

贾俊姝  
【摘要】: 大通县地处青藏高原与黄土高原过渡地带,生态区位十分重要。本文基于多源数据,运用遥感、GIS技术与数学建模等方法,以景观生态学、土壤侵蚀学等综合学科为理论依据,研究1995年到2005年大通县土地利用/覆被10年期间时空变化特征和规律并预测其未来土地利用/覆被变化趋势;在试验数据和观测资料的基础上分析了土地利用/覆被与土壤侵蚀的关系;运用RUSLE土壤侵蚀预测模型,综合评价了大通县土壤侵蚀状况,主要结论如下: 1、土地利用/覆被的数量结构变化特征是林地、水域及建设用地呈现增长趋势,其中林地增长最显著,增长成为2005年最大的土地利用/覆被类型。林地主要分布在半浅山半脑山、脑山及高山地区,所有乡镇的林地均呈现不同程度的增加:草地、耕地及未利用地均呈减少趋势,其中草地减少最明显,由1995年的优势类型减少成为第二位。草地与林地的空间分布基本一致,大部分乡镇草地呈现不同程度的减少;耕地主要分布北川河及其支流两岸的川水地区、浅山地区及半浅山半脑山区,大部分乡镇的耕地面积呈现不同程度的减少。不同土地利用/覆被类型之间的转换很强烈,相互转换的面积186894.97hm~2,占总面积的60.18%:转换数量最显著的草地转出为林地,转换面积为68040.88hm~2,占发生转变总量的36.41%。 2、土地利用/覆被空间格局变化特征是:斑块密度PD、最大斑块指数LPI及边缘密度ED的减少,反映了该景观的破碎化程度和生境斑块相互之间的隔离程度在减小;随着景观中斑块形状更趋于简单化,面积加权平均形状指数AWMSI和面积加权平均分维数AWMPFD在研究时段内也减小;蔓延度指数CONTAG增加,整个景观受林地、草地和耕地这几大类斑块的控制,虽然优势斑块类型逐渐形成了良好的连通性、斑块面积趋于均匀。Shannon多样性指数SHDI和Shannon均匀度指数的减小,表明景观异质性下降,破碎化程度及景观多样性降低。 3、土壤质量综合指数在不同土地利用类型之间的比较是青海云杉(0.80)>华北落叶松(0.73)>中国沙棘(0.57)>紫花苜蓿(0.36)>青稞(0.31),其优化排序几乎与抗冲性指数的优化排序完全一致,土壤质量综合指数与抗冲性指数的变化趋势呈显著正相关。 4、土地利用变化对降雨量-径流量关系、径流量-输沙量关系的影响都比较明显,1991-1995年期间的输沙量增加速度大于2001-2005年期间的输沙量增加速度;在相同径流条件下,由于2001-2005年期间坡度大于15°以上地区有许多草地和耕地转变为林地,植被覆盖度明显提高,截留能力增强,减弱雨滴对地面的击溅侵蚀,产生的输沙量将会明显减少。 5、运用GIS技术基于RUSLE土壤侵蚀预报模型阐明大通县土壤侵蚀状况:2005年土壤侵蚀总量为2160.07×10~4t/a,平均土壤侵蚀模数为51.83t/hm~2.a,按照土壤侵蚀强度等级划分标准属于强度侵蚀区。土地利用类型中旱地的年侵蚀总量是最高的,侵蚀模数达到199.97t/hm~2.a,属于剧烈侵蚀强度;强度侵蚀区域主要分布在高程带为2500-2700m和2700-2900m的浅山到脑山地区、坡度在15-25°和25-35°的陡坡以上及南坡向,这些地区也是防治土壤侵蚀的重点区域。1995年与2005年土壤侵蚀状况相比土壤流失总量的减少778.1×10~4t,土壤侵蚀有所减轻。


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