南方花岗岩区景观格局与水土流失关系及景观格局优化

发布时间：2020-08-10 21:08

【摘要】：南方花岗岩区是我国严重水土流失区,而安溪县是南方花岗岩水土流失的典型地区之一,对其治理工作备受政府及人们的关注。因此在这背景下,对安溪县西溪流域景观格局与水土流失关系进行研究,并在此基础上,从水平空间和垂直空间上进行景观格局优化以期减缓水土流失现象,为水土保持提合理、科学理论依据。本研究以安溪县内崩岗多发区的西溪流域为研究区域,土地利用现状图、水土流失图及DEM地形图为主要的数据源,综合运用景观生态学理论和地形位指数理论及BP神经网络模型、最小累积阻力模型和ArcGIS技术,分别从土地覆被和地形因子角度分析景观格局对水土流失的影响。基于以上景观格局对水土流失影响研究,从景观格局水平角度,建立景观格局与水土流失之间BP模型非线性的关系,并结合实际防治工程措施优化景观格局以期较少水土流失情况;从垂直空间角度,根据景观格局与过程理论,运用最小累积阻力模型建立水土保持安全区,并结合其景观类型分布和地形位指数,进一步优化景观格局以期减少水土流失情况。基于本研究可为南方红壤花岗岩区以优化景观格局来防治水土流失提供理论支撑和方法参考。论文获得如下主要结论:(1)应用ArcGIS和Fragstats软件技术分析研究区景观格局与水土流失,其结果表明:该研究区主要以山林景观、茶园景观和农田景观为主,以山林为景观基质。水土流失主要发生茶园景观和裸地景观,并以轻度和中度侵蚀为主;建设用地、农田、河流和水库的水土流失率较小,但建设景观斑块密度最大,破碎度最大。(2)基于地形因子分析景观格局对水土流失的影响。在坡度景观格局分析中,坡度在15°-25°的水土流失率最大,面积加权的平均形状指数随坡度变化趋势与水土流失率相同,景观连接度则相反,斑块边缘效应越大,景观连接度越小,越容易发生水土流失。在高程景观格局分析中,水土流失主要发生在低起伏山林和中起伏山林;斑块数量、景观形状指数和面积加权的平均形状指数对水土流失发生呈正向影响,景观连接度对水土流失发生呈负向影响。(3)根据景观格局对水土流失影响分析,利用BP模型构建景观格局与水土流失面积之间的非线性映射关系,并通过验证样本检验,基于此模型对优化景观格局后的水土流失情况进行模拟。其研究表明:建立BP模型的相对误差绝对值小于5%,说明景观格局与水土流失面积之间存在精度较高的BP映射关系;通过优化茶园和裸地的景观格局,预测水土流失面积下降9.27%。因此,可通过BP映射关系对优化景观格局后预测水土流失情况,为指导水土流失防治提供参考。(4)基于地形位指数理论和最小累积阻力模型,建立水土保持阻力表面,并将其划分了低等安全水土保持区、中等安全水土保持区和高等水土保持安全区,并在此基础上,进一步分析其景观类型和地形位指数上的分布,优化其景观格局以期减少水土流失的现象。研究结果:在地形位指数小1.11区域内,合理利用建设用地,建立小流域综合治理区;在地形位指数1.11～1.89区间内,将周边零散的旱地调整为茶园,建立"茶园-水保生态区";地形位指数大于1.89,建立"崩岗—水保生态区—生态旅游区"一体的治理模型;通过其优化方式以期减少水土流失现象。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S157

【参考文献】