丹江口库区土地利用与土壤侵蚀变化及其关系研究

发布时间：2020-08-10 13:50

【摘要】：随着人口-资源-环境之间矛盾的日益尖锐,人类活动引起的土地利用变化,严重干扰了生态系统的物质循环和能量流动,进而造成了自然界的侵蚀循环过程变化,导致土壤侵蚀状况的加剧,并引发了一系列环境效应。丹江口库区的土壤侵蚀状况对水质有着至关重要的影响,关系到南水北调中线工程的成功与否。随着人类活动强度的增加,势必引起土地利用强度和利用方式的改变,这无疑会对丹江口库区的土壤侵蚀状况带来一定的影响。因而开展土地利用与土壤侵蚀关系的研究对于保护丹江口库区生态环境,确保南水北调工程水质安全具有重要意义。本文通过解译Landsat遥感影像获取区域土地利用类型数据,并分析了2002-2013年间丹江口库区土地利用变化过程；同时,利用修正的土壤流失模型RUSLE对2002-2013年库区的土壤侵蚀量进行模拟分析；最后,从土地利用类型转移和景观格局变化角度探讨土壤侵蚀对土地利用变化的响应。结果如下：1、在2002-2013年期间,由于退耕还林还草、封山育林措施的实施以及城镇化的建设,丹江口库区主要的土地利用变化过程集中在林地、耕地、灌草地之间的转移以及建设用地的扩张上。具体表现为林地面积增幅较大,12年间扩大了13.72%(475.44km2)；耕地面积涨幅较小,增加了5.76%(58.81km2)；灌草地面积显著减少,缩减了37.61%(895.85km2)；建设用地增长迅速,扩大了近2.40倍(265.70 km2)。2、2002、2008和2013年,丹江口库区的土壤侵蚀均以微度侵蚀为主。除在城市扩张地区,土壤侵蚀强度有所增加外,库区的土壤侵蚀强度整体呈减轻趋势。12年间库区呈现较高强度土壤侵蚀不断向较低强度土壤侵蚀转移的现象。其中,轻度、中度、强烈、极强烈以及剧烈侵蚀转为微度侵蚀共936.52km2,使得微度侵蚀面积逐步增多。而轻度、中度、强烈、侵蚀面积逐步减小,极强烈和剧烈侵蚀面积先降后增。3、土壤侵蚀强度随各土地利用类型的转移而改变,其变化程度受各类型植被覆盖度和坡度决定。2002-2013年来,在丹江口库区地势较为平缓的地区,植被覆盖度相近的土地利用类型虽发生转移,但并未造成土壤侵蚀强度的改变。土壤侵蚀强度减弱主要是受灌草地变为林地或耕地的影响,且其等级降低程度受植被覆盖度大小的决定。土壤侵蚀强度增加主要发生在地势起伏较大的区域,该区林地、耕地转为灌草地,或较高植被覆盖用地类型转为建设用地均会造成土壤侵蚀强度的增加。4、在景观和类型水平上,对土壤侵蚀变化影响最大的景观指数改变是的斑块数、形状指数、平均斑块面积和最大斑块指数的改变。具体来说,随着斑块数和形状指数变化的增加,流域内部土壤侵蚀的变异程度呈加剧的趋势。此外,灌草地的平均斑块面积、最大斑块指数以及建设用地的最大斑块指数增大,伴随着流域土壤侵蚀程度加剧,而林地最大斑块指数的增大,伴随着土壤侵蚀程度减弱。5、在丹江口库区,土地利用变化是引起土壤侵蚀发生改变的主要原因。因此,为保障丹江口水库的水质安全,应当合理地配置土地利用方式,优化土地利用格局。此外,在城镇化发展的过程中还应采取适当的措施,以减轻因城镇化扩张造成的土壤侵蚀程度加剧。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(武汉植物园)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157.1

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