秦巴山地土壤侵蚀多维变化研究
发布时间：2021-02-15 02:16
土壤侵蚀是世界上土地退化的重要过程之一,被认为对粮食供应,人类健康和陆地生态系统构成了严重威胁。土壤侵蚀在时空分布上存在显著差异,造成土壤侵蚀的原因是复杂多样的。本研究基于修订后的通用土壤侵蚀方程（RUSLE）,结合DEM数据、多时相遥感数据、长时间序列气象数据和土壤属性数据评估了秦巴山地2000～2018年土壤侵蚀情况。通过构建土壤侵蚀模数与环境变量和生物气候变量之间的多元线性回归方程,预测了3种气候情景（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）5种GCMs模型（BCC-CSM1-1.1、GFDL＿CM3、Had GEM2＿ES、IPSL＿CM5A＿LR和Nor ESM1＿M）下2050s（2041～2060年）秦巴山地土壤侵蚀空间分布变化。从不同角度（坡度、地貌类型、行政单元、土地利用类型）和不同因素（自然因素和社会因素）方面分析了秦巴山地土壤侵蚀强度空间分布格局,以及造成土壤侵蚀动态变化的主要驱动因素。主要结论如下:（1）2000～2018年秦巴山地降雨侵蚀力因子（R）时空分布特征表现为从东向西、从南至北逐渐递减,2010年年均R值显著高于其他年份。土壤可侵蚀因子（K）受土壤质...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
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技术路线图
第二章基础数据与研究方法11第二章基础数据与研究方法2.1研究区概况2.1.1地理位置秦巴山地位于我国中西部(102°54′~112°40′E，30°50′~34°59′N)，地跨河南、甘肃、四川、湖北、重庆六个省市，东西长约1000km，南北宽约300km，总面积约30×104km2[86]。秦巴山地是我国南北过渡带的主体和青藏高原向东部平原重要的大尺度生态廊道，也是气候变化的敏感区和生态环境的脆弱区，地势自西向东逐渐降低，地形地貌复杂多样，地形起伏较大。该区域地处我国北亚热带和暖温带过渡区，南北两侧气候差异较大，气温和降水由南到北呈递减趋势，区内年均温12~16℃，年降水量450~1300mm。植被类型多样且地带特征明显，秦岭主体是以暖温带落叶阔叶林为优势的植被类型，秦岭以南的大巴山区为北亚热带常绿落叶阔叶混交林[87]。图2-1秦巴山地高程及气象站点分布图2.1.2地形地貌秦岭造山带处于印度板块、太平洋板块和欧亚板块相互作用的复合部位[88]，以凤县—太白走滑剪切断裂带和徽成盆地为界，向东西向延伸，并将秦岭划分为东秦岭和西秦
秦巴山地土壤侵蚀多维变化研究142.3数据处理及方法2.3.1地形起伏度（TUI）本文采用邻域分析和均值变点法计算秦巴山地地形起伏度（TUI），该方法已应用于许多研究中[96,97]。首先，在ArcGIS10.2中通过SpatialAnalysis下的邻域分析工具对DEM数据依次开辟×（n=2，3，…，31）像元大小的窗口，统计其最大值和最小值，再用栅格计算器计算两者之间的差值，即为该窗口下的地形起伏度。然后，统计每个窗口下地形起伏度的平均值，并对其进行线性拟合（图2-2a），R2接近于1，拟合度较高。由图2-2a发现，随窗口面积增加，平均起伏度增速由快变慢。在窗口面积达到9×104m2之前，拟合曲线斜率较大，起伏度的增速较快；在12.96×104m2之后增速较缓；在9~12.96×104m2之间出现增速由快变缓的点，此点为变点，其对应的窗口大小即为最佳单元。最后，采用均值变点法确定秦巴山地地形起伏度最佳计算单元[98]。步骤如下：（1）将每个窗口下平均地形起伏度值除以对应窗口面积，得到1，2，…，31个窗口下单位面积的平均起伏度值；（2）对进行对数运算，得到数列{}，然后计算数列{}的方差为30.45。（3）设=2，3，…，31，每一个值都将数列分成两部分，即{1，2，…，1}和{，+1，…，31}，分别求两个数列的算术平均值1、2和方差：（4）计算与的差值，出现的突变点对应的窗口面积即为最佳统计单元。图2-2平均起伏度值与窗口面积关系的拟合曲线图及与差值的变化曲线由图2-2b发现，在第12个点即=11时，差值达到最大，为24.04，该点对应的窗口为11×11像元。由图2得出，通过30mDEM数据计算秦巴山地地形起伏度的最佳计算单元面积为10.89×104m2。最后计算得到秦巴山地的地形起伏度为0~763m，平均起
本文编号：3034249
【文章来源】：河南大学河南省
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【学位级别】：硕士
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第二章基础数据与研究方法11第二章基础数据与研究方法2.1研究区概况2.1.1地理位置秦巴山地位于我国中西部(102°54′~112°40′E，30°50′~34°59′N)，地跨河南、甘肃、四川、湖北、重庆六个省市，东西长约1000km，南北宽约300km，总面积约30×104km2[86]。秦巴山地是我国南北过渡带的主体和青藏高原向东部平原重要的大尺度生态廊道，也是气候变化的敏感区和生态环境的脆弱区，地势自西向东逐渐降低，地形地貌复杂多样，地形起伏较大。该区域地处我国北亚热带和暖温带过渡区，南北两侧气候差异较大，气温和降水由南到北呈递减趋势，区内年均温12~16℃，年降水量450~1300mm。植被类型多样且地带特征明显，秦岭主体是以暖温带落叶阔叶林为优势的植被类型，秦岭以南的大巴山区为北亚热带常绿落叶阔叶混交林[87]。图2-1秦巴山地高程及气象站点分布图2.1.2地形地貌秦岭造山带处于印度板块、太平洋板块和欧亚板块相互作用的复合部位[88]，以凤县—太白走滑剪切断裂带和徽成盆地为界，向东西向延伸，并将秦岭划分为东秦岭和西秦
秦巴山地土壤侵蚀多维变化研究142.3数据处理及方法2.3.1地形起伏度（TUI）本文采用邻域分析和均值变点法计算秦巴山地地形起伏度（TUI），该方法已应用于许多研究中[96,97]。首先，在ArcGIS10.2中通过SpatialAnalysis下的邻域分析工具对DEM数据依次开辟×（n=2，3，…，31）像元大小的窗口，统计其最大值和最小值，再用栅格计算器计算两者之间的差值，即为该窗口下的地形起伏度。然后，统计每个窗口下地形起伏度的平均值，并对其进行线性拟合（图2-2a），R2接近于1，拟合度较高。由图2-2a发现，随窗口面积增加，平均起伏度增速由快变慢。在窗口面积达到9×104m2之前，拟合曲线斜率较大，起伏度的增速较快；在12.96×104m2之后增速较缓；在9~12.96×104m2之间出现增速由快变缓的点，此点为变点，其对应的窗口大小即为最佳单元。最后，采用均值变点法确定秦巴山地地形起伏度最佳计算单元[98]。步骤如下：（1）将每个窗口下平均地形起伏度值除以对应窗口面积，得到1，2，…，31个窗口下单位面积的平均起伏度值；（2）对进行对数运算，得到数列{}，然后计算数列{}的方差为30.45。（3）设=2，3，…，31，每一个值都将数列分成两部分，即{1，2，…，1}和{，+1，…，31}，分别求两个数列的算术平均值1、2和方差：（4）计算与的差值，出现的突变点对应的窗口面积即为最佳统计单元。图2-2平均起伏度值与窗口面积关系的拟合曲线图及与差值的变化曲线由图2-2b发现，在第12个点即=11时，差值达到最大，为24.04，该点对应的窗口为11×11像元。由图2得出，通过30mDEM数据计算秦巴山地地形起伏度的最佳计算单元面积为10.89×104m2。最后计算得到秦巴山地的地形起伏度为0~763m，平均起
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