基于GIS和RUSLE的典型喀斯特流域土壤侵蚀时空演变规律

发布时间：2017-09-06 10:39

  本文关键词：基于GIS和RUSLE的典型喀斯特流域土壤侵蚀时空演变规律

  更多相关文章： GIS RUSLE 喀斯特 后寨河流域 土壤侵蚀

【摘要】：土壤侵蚀是我国政府和民众普遍关注的热点问题,也是国际学术前沿研究的热点问题(张佳华,2004;胡良军,1998;陈奇伯等,2001;徐艳杰等,2012;姚妤等,2011)。喀斯特地区由于特殊的地质地貌背景和降水,使之成为土壤侵蚀严重、生态环境逐渐恶化、人民生活贫困的地区。喀斯特地区的岩石种类主要以白云岩和石灰岩为主,它们都属于碳酸盐岩类。这类的岩石具有坚硬、抗风化能力强的特征,正因为碳酸盐岩的这些特性决定了喀斯特地区的土壤环境情况,加上坡度又高又陡,土壤的成土速率非常低,致使喀斯特地区的土壤十分贫瘠,植被生长困难等问题的发生。因此,喀斯特地区的土壤侵蚀不仅使得土壤的质量发生了变异,也对生态环境和农业生产都造成了十分严重的影响和破坏,逐渐成为制约喀斯特地区农业发展的主导因素。所以,弄清喀斯特地区的土壤侵蚀状况与规律,对防治喀斯特地区的土壤侵蚀与退化,解决喀斯特地区土壤贫瘠,改善生态环境具有十分重要科学指导价值,如何正确估算和评价喀斯特地区土壤侵蚀情况,对评价土壤侵蚀与土地生产力关系,实施小流域水土保持规划,确认引起水土流失的关键因子等方面也具有重要意义。但是,长期以来喀斯特地区的水土流失并未引起相关部门以及政府的广泛重视(Pu Junbing et al.,2013;Zhu Hanhua et al.,2012)。主要是因为在过去的研究中,人们往往沿用非喀斯特地区的水土流失评价标准,由于喀斯特地区的土壤侵蚀模数普遍偏小,得出喀斯特地区水土流失轻微的结论。这是一个长期存在的误区。根据水利部2007年颁布的土壤侵蚀分类分级标准(SL190-2007),轻度侵蚀的侵蚀模数指标的下限因各土壤侵蚀类型区的土壤允许流失量不同而异,在喀斯特地区为500 t·km-2·yr-1。从目前的研究成果得到,喀斯特地区的土壤侵蚀模数多低于500 t·km-2·yr-1,如若按照上述的统一指标来判断,却发现土壤侵蚀的级别均在轻度侵蚀级别之内(曹建华等,2008),但根据实地调查和研究,该地区的土壤侵蚀却已经对当地的生态环境和农业生产造成了极大的危害(蔡运龙,1996),如:石漠化问题(。喀斯特石漠化地区极易发生山洪、滑坡、泥石流,再加上岩溶发育,更容易导致水旱灾害频繁发生,引起一系列重大的生态环境问题(Yuan Daoxian,1997;袁道先,2006),由土壤侵蚀导致的石漠化问题,不但引起土地生产力的下降(苏维词,2004;李阳兵等,2003;卢耀如等,2006),也已形成恶性循环,造成喀斯特地区山穷、水枯、林衰、土瘦等,一些地方的水土流失发展到了无土可流的阶段(S.J.Wang et al.,1999),成为中国农村贫困面最广、贫困人口最多、贫困程度最深的地区(S.J.Wang et al.,2002),严重制约了区域社会经济的可持续发展(王克林,2008),对在喀斯特地区人们的生存亮起了红灯。因此,准确而又可靠的喀斯特山地土壤流失量数值,对正确认识喀斯特地区石漠化的过程和机制(Xiaoyong Bai et al.,2011;Yue Y M et al.,2013;Qi X et al.,2013),判别喀斯特山地石漠化严重程度(严冬春等,2008;李豪等,2009),确定喀斯特地区的土壤侵蚀量,是极为重要和迫切的(彭涛等,2009;Xiaoyong Bai et al.,2013)。本文试图以典型喀斯特流域为例,在GIS和RS技术支持下,结合典型喀斯特流域土壤侵蚀的实际调查和测试,采用修正的通用土壤流失方程(RUSLE),估算该流域1973、1990、2002、2013年的土壤侵蚀量,分析土壤侵蚀的时空分布演变规律,以期为喀斯特地区防治水土流失提供科学依据和实践指导。研究结果如下:(1)从时间上来看,1973-2013年普定后寨河流域的土壤侵蚀模数的变化呈逐渐减小的趋势,土壤侵蚀模数分别为222.72 t/(km2·a),192.26t/(km2·a),177.97t/(km2·a),103.82t/(km2·a),土壤侵蚀总量从1973年的118376.28t减少到2013年的26121.10t,降低幅度达到22%。(2)从空间上来看,该典型喀斯特流域的土壤侵蚀与当地的地形坡度的关系十分密切,土壤侵蚀强度等级变化最为活跃的地区主要是集中在上游的峰丛洼地区域,值得注意的是:8°~25°坡度的区域对侵蚀总量的贡献率占到了40.81%,是该流域受到侵蚀的主要坡度段;(3)该典型喀斯特流域的平均土壤侵蚀模数值普遍偏低,数值基本上是在1000t/(km2·a)以下,介于微度侵蚀和轻度侵蚀之间。总体上来看,近40年以来,后寨河流域的中度侵蚀和强度侵蚀情况仍在不断的加剧,土壤侵蚀量的增加速度较快。因此,在保证该流域的强度、极强度侵蚀不增加的前提下,中强度侵蚀区域是有关部门和政府需要预防和加强侵蚀整治和相关水土保持规划和措施布置的重点区域。
【关键词】：GIS RUSLE 喀斯特 后寨河流域 土壤侵蚀
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 1 前言9-20
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 土壤侵蚀研究现状10-12
• 1.2.1.1 国内外研究现状10-11
• 1.2.1.2 国内研究现状11-12
• 1.3 技术应用现状12-17
• 1.4 研究目标、内容和创新点17-20
• 1.4.1 研究目标17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.4.3 研究特色18-19
• 1.4.4 技术路线19-20
• 2 研究区概况20-25
• 2.1 地理位置和行政区划20
• 2.2 气象20-21
• 2.3 构造、地层和岩性21-22
• 2.3.1 构造21
• 2.3.2 地层21-22
• 2.4 土壤和植被22
• 2.5 土地资源概况22-23
• 2.6 社会经济概况23-25
• 3 数据来源与研究方法25-31
• 3.1 数据来源与处理25
• 3.2 RUSLE模型各因子的确定25-31
• 3.2.1 降雨侵蚀力因子R的获取25-26
• 3.2.2 土壤可蚀性因子K的获取26-27
• 3.2.3 坡度坡长因子LS的提取27-28
• 3.2.4 植被覆盖因子C与水土保持措施因子P的获取28-30
• 3.2.5 土壤侵蚀量的评价方法30-31
• 4 普定后寨河流域土壤侵蚀动态变化分析31-35
• 4.1 不同历史阶段后寨河流域土壤侵蚀分布31-34
• 4.2 本章小结34-35
• 5 地形坡度对土壤侵蚀空间差异性的影响分析35-38
• 5.1 地形坡度对土壤侵蚀空间差异性的影响35-36
• 5.2 本章小结36-38
• 6 土壤侵蚀强度空间分布变化的分析38-40
• 6.1 土壤侵蚀强度的空间分布变化38-39
• 6.2 本章小结39-40
• 7 主要结论和讨论40-42
• 7.1 主要结论40-41
• 7.2 讨论41-42
• 致谢42-43
• 参考文献43-47
• 附录47-49
• 硕士期间科研成果47-48
• 论文发表情况47
• 申报专利情况47-48
• 主持或参与科研项目48-49
• 参加项目情况48-49

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘钦普;美国土壤侵蚀治理的历史、现状和问题[J];许昌师专学报;2000年02期

2 王少军,张志;湖北省丹江口市土壤侵蚀景观形成机理[J];水土保持通报;2001年05期

3 John.W.Peterson PE;美国控制土壤侵蚀的经验[J];中国水土保持;2002年07期

4 Taro Uchida,Takahisa MiZuayma,Akitsu Kimoto ,Yuko Asano;中国东南部利用铯-137观测荒坡土壤侵蚀的局限性[J];中国水土保持;2002年07期

5 杨胜天,朱启疆,张卫国;应用智能化遥感解译方法监测贵阳市土壤侵蚀[J];中国水土保持;2002年07期

6 任兆选;美国土壤侵蚀实验室马克博士来绥考察[J];中国水土保持;2002年08期

7 ;澳大利亚对土壤侵蚀的解释[J];水土保持科技情报;2002年03期

8 ;美国对土壤侵蚀的解释[J];水土保持科技情报;2002年03期

9 ;日本的土壤侵蚀概念与法规[J];水土保持科技情报;2002年03期

10 ;土壤侵蚀[J];水土保持科技情报;2002年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 谢婧;吴健生;王秀茹;郑茂坤;;深圳市土地利用对土壤侵蚀的影响研究[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

2 何伯干;;福建晋江流域土壤侵蚀及其危害[A];第四届全国工程地质大会论文选集（一）[C];1992年

3 樊哲文;黄灵光;钱海燕;方豫;;鄱阳湖流域土壤侵蚀的空间分异规律及影响因素分析[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年

4 蔡继清;任志勇;李迎春;;土壤侵蚀遥感快速调查中有关技术问题的商榷[A];全国第一届水土保持监测学术研讨会论文集[C];2001年

5 马为民;张剑波;田卫堂;;纹理解译标志在土壤侵蚀遥感调查中的应用[A];全国第一届水土保持监测学术研讨会论文集[C];2001年

6 卓慕宁;李定强;吴志峰;王继增;刘平;;广东省典型地区土壤侵蚀特征及防治对策[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年

7 黄毅;张玉龙;曹忠杰;高云彪;蔡景平;;辽宁省土壤侵蚀的变化趋势及其防治对策[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年

8 双瑞;双书东;程焕玲;;河南省不同土壤侵蚀区主要侵蚀特征及防治措施与对策[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年

9 林敬兰;杨学震;陈明华;;基于“3S”技术的福建省土壤侵蚀动态监测研究[A];中国水利学会首届青年科技论坛论文集[C];2003年

10 赵春华;张学兵;杨开望;史志华;王天巍;蔡崇法;丁树文;;替代能源措施对三峡地区典型流域土壤侵蚀的影响[A];全国水土保持生态修复研讨会论文汇编[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 黄观平;东莞土壤侵蚀59平方公里[N];东莞日报;2013年

2 记者 黄峰 通讯员 肖培青;土壤侵蚀快速调查与水土保持评估方法研究取得突破性进展[N];黄河报;2007年

3 杨旋;土壤侵蚀：触目惊心的黑洞[N];中国国土资源报;2010年

4 记者 郑北鹰;“长治”工程每年约减少土壤侵蚀2亿吨[N];光明日报;2005年

5 记者 杨亚非;轻点鼠标土壤侵蚀了然[N];人民长江报;2006年

6 记者　李力;我国年减少土壤侵蚀15亿吨[N];经济日报;2006年

7 记者 李锋德 李坤;辽宁全国首个完成高分辨率水土流失调查[N];中国水利报;2007年

8 江西省水利厅;江西省第三次土壤侵蚀遥感调查结果[N];江西日报;2004年

9 辽宁省水利厅;辽宁省第四次土壤侵蚀遥感普查成果公报[N];辽宁日报;2007年

10 本报记者 屈遐;水土保持不宜多家管理[N];中国环境报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陕永杰;太湖流域典型地区土壤侵蚀特征及其环境效应[D];南京大学;2011年

2 王芸;黄土高塬沟壑区砚瓦川流域径流泥沙对气候变化与人类活动的响应[D];西北农林科技大学;2015年

3 程楠楠;黄土高原土壤侵蚀与地貌形态耦合分析[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2016年

4 郁科科;陇中黄土高原土壤侵蚀与气候变化耦合特征及其对人地关系的影响[D];中国科学院研究生院(地球环境研究所);2016年

5 陈少辉;遥感影像融合在土壤侵蚀分析中的模型研究[D];华中科技大学;2007年

6 林惠花;典型区域土壤侵蚀的地理学分析[D];福建师范大学;2009年

7 刘洋;岷江源头区植被景观与流域土壤侵蚀的动态相关性[D];中国科学院研究生院（成都生物研究所）;2007年

8 华丽;“人—自然”耦合下土壤侵蚀时空演变及其防治区划应用[D];华中农业大学;2013年

9 黄炎和;闽南地区的土壤侵蚀与治理[D];福建师范大学;2001年

10 贾丽;基于CAESAR模型的土壤侵蚀研究[D];华东师范大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨泽;兴县土壤侵蚀及景观格局研究[D];山西农业大学;2015年

2 尚书;小流域土壤侵蚀评价系统的设计与实现[D];北京林业大学;2015年

3 韦安胜;秦岭北麓面源污染风险评价[D];西北农林科技大学;2015年

4 许福慧;黄土区露天煤矿排土场土壤侵蚀治理效益研究[D];中国地质大学(北京);2015年

5 闫帅;土壤侵蚀空间估算与土地利用调控研究[D];中国地质大学(北京);2015年

6 苗连朋;黄土丘陵区典型流域植被与水沙变化响应关系模型比较研究[D];西北农林科技大学;2015年

7 李耀军;黄土高原土壤侵蚀时空变化及其对气候变化的响应[D];兰州大学;2015年

8 路彩玲;海原县土地利用变化与土壤侵蚀关系研究[D];宁夏大学;2015年

9 吴胡强;大别山上舍小流域不同林分土壤侵蚀特征研究[D];南京林业大学;2015年

10 宓莹;云南大石坝水库流域土壤侵蚀与沉积泥沙来源的关系研究[D];南京师范大学;2015年

，

本文编号：802656