地形因子计算方法对土壤侵蚀评价的影响
发布时间：2021-09-13 20:28
选取嫩江县、怀来县、吴起县、开州区、长汀县5个区域1∶1万地形图,生成5 m分辨率的DEM作为数据源。分别用分段坡长法和汇流面积法计算了坡长坡度因子,并用中国土壤流失方程（CSLE）计算了土壤侵蚀模数,评价了土壤侵蚀强度,对比分析了分段坡长法和汇流面积法对坡长因子及水土流失面积的影响。结果表明:采用汇流面积法提取的坡长因子值和空间分布差异比分段坡长法更大,2种方法的低值区差异较小,高值区差异较大。2种方法计算水土流失面积比例差异不大,而在计算土壤侵蚀强度上显示出明显的差异。研究结果为不同地形区土壤侵蚀的地形因子和土壤侵蚀评价提供了数据支撑和理论基础。
【文章来源】：水土保持学报. 2019,33(06)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同算法的坡长因子
2种算法坡长因子值在空间上的差异可以分为偏大、偏小和相等3种情况。汇流面积法比分段坡长法计算值偏大的区域主要分布在不同流向汇集的坡面下端(如栅格序号29,35和36),且入口处累计汇流面积越大,差异也就越大,如栅格序号36差异大于栅格序号35。汇流面积法比分段坡长法计算值偏小的区域主要分布在流向为东北、西北、东南和西南方向,同时该区域内的所有栅格水流流入流出方向一致(如栅格序号1～3)。汇流面积法和分段坡长法计算值相等的区域主要分布在流向方向为东、西、南和北方向,同时该区域内的所有栅格水流流入流出方向一致(如栅格序号30～34)。当然,5个区域坡面特征不同,流向分布规律也不同,加上分级区间的影响,3种类型的差异会部分抵消,但最终在分级的高值区差异会变大,因为越到坡面下端,汇集效果越大,差异也越大。相比起分段坡长法只考虑一维最长坡长,汇流面积法用二维贡献面积代替一维坡长,这就使坡长增大导致地表径流和土壤侵蚀增加的机理得以体现。因此,汇流面积法对于流域和区域尺度上的土壤侵蚀评价更加合理,尤其是对于像嫩江县那样汇流比较强烈的漫川漫岗地区。表3 各区域2种算法坡长因子分级面积比例和相对差异 区域 项目 <0.1 0.1～1.2 1.2～1.9 1.9～2.4 2.4～2.8 2.8～3.1 ≥3.1 分段坡长法 1.3 6.7 70.2 17.9 3.5 0.3 0.2 嫩江县 汇流面积法 1.3 7.1 14.8 11.6 10.0 6.6 48.6 相对差异/% 0 6.5 -79.0 -34.7 186.3 2188.8 19628.2 分段坡长法 0.1 18.6 34.5 28.7 11.2 4.3 2.5 怀来县 汇流面积法 0.1 24.9 28.6 13.4 7.1 2.9 23.0 相对差异/% 0 33.5 -16.9 -53.5 -36.8 -33.6 823.6 分段坡长法 1.1 13.9 26.1 36.0 12.9 5.9 4.1 吴起县 汇流面积法 1.1 20.9 26.4 14.3 8.9 3.8 24.6 相对差异/% 0 50.7 0.8 -60.2 -30.6 -36.4 505.6 分段坡长法 2.6 17.4 29.1 31.2 11.5 5.1 3.1 开州区 汇流面积法 2.6 23.0 28.1 13.8 7.7 3.1 21.7 相对差异/% 0 32.3 -3.4 -55.9 -33.2 -39.0 607.1 分段坡长法 8.0 29.2 37.6 15.7 6.1 2.4 0.9 长汀县 汇流面积法 8.0 34.7 28.5 10.2 4.4 1.8 12.5 相对差异/% 0 18.6 -24.3 -35.2 -28.3 -26.1 1254.3
2种方法计算的土壤侵蚀模数除嫩江县外空间分布差异不大,嫩江区低值差异不大,中高值差异较大(图3)。从图4可以看出,用分段坡长法计算嫩江县的土壤侵蚀强度主要集中在轻度;用汇流面积法计算嫩江县土壤侵蚀强度主要集中在轻度和中度;用2种方法计算吴起县和开州区的土壤侵蚀强度都主要集中在强烈以上;用2种方法计算怀来县和长汀县的土壤侵蚀强度都主要集中在轻度到极强烈之间。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单位汇水面积的地形因子特征评价[J]. 胡刚,宋慧,石星军. 地理科学. 2016(04)
[2]坡长坡度因子计算工具[J]. 符素华,刘宝元,周贵云,孙中轩,朱小立. 中国水土保持科学. 2015(05)
[3]黑土区基准坡长和LS算法对地形因子的影响[J]. 胡刚,宋慧,刘宝元,石星军,张绪良,方海燕. 农业工程学报. 2015(03)
[4]中国水力侵蚀抽样调查[J]. 刘宝元,郭索彦,李智广,谢云,张科利,刘宪春. 中国水土保持. 2013(10)
[5]土壤侵蚀与水土保持研究进展[J]. 李占斌,朱冰冰,李鹏. 土壤学报. 2008(05)
本文编号：3395288
【文章来源】：水土保持学报. 2019,33(06)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同算法的坡长因子
2种算法坡长因子值在空间上的差异可以分为偏大、偏小和相等3种情况。汇流面积法比分段坡长法计算值偏大的区域主要分布在不同流向汇集的坡面下端(如栅格序号29,35和36),且入口处累计汇流面积越大,差异也就越大,如栅格序号36差异大于栅格序号35。汇流面积法比分段坡长法计算值偏小的区域主要分布在流向为东北、西北、东南和西南方向,同时该区域内的所有栅格水流流入流出方向一致(如栅格序号1～3)。汇流面积法和分段坡长法计算值相等的区域主要分布在流向方向为东、西、南和北方向,同时该区域内的所有栅格水流流入流出方向一致(如栅格序号30～34)。当然,5个区域坡面特征不同,流向分布规律也不同,加上分级区间的影响,3种类型的差异会部分抵消,但最终在分级的高值区差异会变大,因为越到坡面下端,汇集效果越大,差异也越大。相比起分段坡长法只考虑一维最长坡长,汇流面积法用二维贡献面积代替一维坡长,这就使坡长增大导致地表径流和土壤侵蚀增加的机理得以体现。因此,汇流面积法对于流域和区域尺度上的土壤侵蚀评价更加合理,尤其是对于像嫩江县那样汇流比较强烈的漫川漫岗地区。表3 各区域2种算法坡长因子分级面积比例和相对差异 区域 项目 <0.1 0.1～1.2 1.2～1.9 1.9～2.4 2.4～2.8 2.8～3.1 ≥3.1 分段坡长法 1.3 6.7 70.2 17.9 3.5 0.3 0.2 嫩江县 汇流面积法 1.3 7.1 14.8 11.6 10.0 6.6 48.6 相对差异/% 0 6.5 -79.0 -34.7 186.3 2188.8 19628.2 分段坡长法 0.1 18.6 34.5 28.7 11.2 4.3 2.5 怀来县 汇流面积法 0.1 24.9 28.6 13.4 7.1 2.9 23.0 相对差异/% 0 33.5 -16.9 -53.5 -36.8 -33.6 823.6 分段坡长法 1.1 13.9 26.1 36.0 12.9 5.9 4.1 吴起县 汇流面积法 1.1 20.9 26.4 14.3 8.9 3.8 24.6 相对差异/% 0 50.7 0.8 -60.2 -30.6 -36.4 505.6 分段坡长法 2.6 17.4 29.1 31.2 11.5 5.1 3.1 开州区 汇流面积法 2.6 23.0 28.1 13.8 7.7 3.1 21.7 相对差异/% 0 32.3 -3.4 -55.9 -33.2 -39.0 607.1 分段坡长法 8.0 29.2 37.6 15.7 6.1 2.4 0.9 长汀县 汇流面积法 8.0 34.7 28.5 10.2 4.4 1.8 12.5 相对差异/% 0 18.6 -24.3 -35.2 -28.3 -26.1 1254.3
2种方法计算的土壤侵蚀模数除嫩江县外空间分布差异不大,嫩江区低值差异不大,中高值差异较大(图3)。从图4可以看出,用分段坡长法计算嫩江县的土壤侵蚀强度主要集中在轻度;用汇流面积法计算嫩江县土壤侵蚀强度主要集中在轻度和中度;用2种方法计算吴起县和开州区的土壤侵蚀强度都主要集中在强烈以上;用2种方法计算怀来县和长汀县的土壤侵蚀强度都主要集中在轻度到极强烈之间。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单位汇水面积的地形因子特征评价[J]. 胡刚,宋慧,石星军. 地理科学. 2016(04)
[2]坡长坡度因子计算工具[J]. 符素华,刘宝元,周贵云,孙中轩,朱小立. 中国水土保持科学. 2015(05)
[3]黑土区基准坡长和LS算法对地形因子的影响[J]. 胡刚,宋慧,刘宝元,石星军,张绪良,方海燕. 农业工程学报. 2015(03)
[4]中国水力侵蚀抽样调查[J]. 刘宝元,郭索彦,李智广,谢云,张科利,刘宪春. 中国水土保持. 2013(10)
[5]土壤侵蚀与水土保持研究进展[J]. 李占斌,朱冰冰,李鹏. 土壤学报. 2008(05)
本文编号：3395288
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