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基于GIS和经验模型的中尺度流域土壤侵蚀时空动态分析

程琳  
【摘要】: 孤山川流域是黄土高原典型支流,位于多沙粗砂区,由于该地区独特的地形和气候因子作用,加上人类活动破坏森林植被、过度开垦、不合理耕作方式等,加速了水土流失程度,使该区成为黄土高原侵蚀较为严重的地区之一。本文借助遥感和GIS技术,对研究区近30年来的土壤侵蚀进行定量评估,就其水土流失的时空演变和地理空间的分异特征进行分析,以期为该区水土流失综合治理提供数据支持与技术支撑。本研究的主要内容如下: (1)建立了评价指标数据库:以经验性土壤侵蚀模型为基础,以黄土高原丘陵沟壑区为研究对象,收集整理已有数据,建立了侵蚀产沙经验模型指标体系;基于多期间遥感影像,提取了1975,1986,1997和2006年土地利用图和植被盖度,收集整理研究区域气象、土壤、地形数据,利用统一数据格式和投影,在ArcGIS下建立土壤侵蚀评价基础数据库。 (2)完成了孤山川流域土壤侵蚀综合评价与分析:在GIS支持下,利用CSLE模型、结合风蚀和沟蚀评价方法,完成了1975年,1986年,1997和2006年四年的土壤侵蚀评价,通过水文资料进行对比,对土壤侵蚀评价的精度进行了分析。 (3)从孤山川流域1975-2006年水土流失动态变化可知,流域的土壤侵蚀情况分两个阶段:第一阶段从1975年到1986年,侵蚀土壤面积增加138.13km2,侵蚀土壤占流域总面积的百分比从65.94%增加到76.80%,46.69%的地方侵蚀强度增加;第二阶段从1986年到2006年,土壤侵蚀的面积减少了163.09km2,侵蚀土壤占土地总面积的百分比从76.80%减小到63.98%,其中从1997年到2006年变化较大,侵蚀土壤面积减少128.19 km2,占总面积的49.45%,到2006年,流域的土壤侵蚀得到了较好的控制。 (4)中度以上的土壤侵蚀与高降雨侵蚀力值分布区对应关系较好。从时间上看,流域强烈的水土流失与区内活跃的人类活动有很大关系。在研究期第一阶段,消极的人类活动如毁林开荒等加速了土壤侵蚀,造成本阶段水土流失增强;在第二阶段,由于一些积极的人类活动,特别是本阶段后期退耕还林工程的实施,使流域的水土保持工作取得了很大的成效,在一定程度上减弱了流域的水土流失,对流域的生态环境恢复起到了积极的作用。


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