顾及尺度效应的丹江口库区土壤侵蚀时空分异特征及驱动力研究

发布时间：2020-08-12 04:04

【摘要】：地球是人类赖以生存的物质基础。土壤侵蚀已成为全球性的生态环境问题,严重影响到区域可持续发展和社会安全稳定,引起世界各国的广泛关注。丹江口库区作为“南水北调”中线工程的水源区,土壤侵蚀直接关系到库区生态环境质量和工程社会效益。本文基于GIS和RS平台,以丹江口库区为研究区域,利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)计算了2002年、2006年及2010年的土壤侵蚀量,获得土壤侵蚀强度分布图,在此基础上,对库区土壤侵蚀强度的尺度效应、时空分异特征和驱动力进行了定量研究,为库区水源保护和土壤侵蚀治理提供重要的科学依据。主要工作及结论如下:(1)基于景观指数探索了丹江口库区土壤侵蚀强度等级图的空间尺度效应,在此基础上基于信息熵和分形理论构建了最优尺度选择模型,通过景观指数尺度效应曲线法对该模型的结果进行了验证。结果显示,土壤侵蚀强度斑块的景观指数对尺度具有一定的依赖性,不同的指数对尺度的响应方式不同,一部分景观指数的尺度效应可以通过简单函数进行预测,其余景观指数的尺度效应在一定尺度范围内可预测,超出范围后变化无规律。根据最优尺度选择模型得到最优尺度为90m,通过景观指数尺度效应曲线法发现90m在景观指数尺度效应曲线的第一尺度域内,证明了90m的合理性。(2)在最优尺度下,探索了2002年、2006年和2010年的丹江口库区土壤侵蚀强度的时空分布特征。从时间演化上,土壤侵蚀强度随时间的推移有所好转,轻度侵蚀的重心逐渐南移。从空间格局上,库区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,中度及以上强度的土壤侵蚀主要集中在北部山区。不同土地利用类型下土壤侵蚀强度由强到弱的顺序为:未利用地建设用地耕地林地水体。就坡度而言,15°-25°之间土壤侵蚀最严重。(3)利用地理加权回归(GWR)和灰色关联分析对2002年库区的土壤侵蚀强度与主要驱动因子的关系进行定量研究。GWR模型结果显示,三个驱动因子与土壤侵蚀强度之间的线性关系不强,R~2(Adjusted)为0.38,大部分区域的主导因子是坡度,北部部分区域的主导因子是降水。基于灰色关联分析发现,三个因子与土壤侵蚀强度的关联度由强到弱为:坡度降水量土地利用强度。在驱动力分析的基础上,对土壤侵蚀的治理提出建议。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157.1
【图文】：

技术路线图,技术路线

技术路线

位置,丹江口库区,汉江干流,侵蚀面积

武汉理工大学硕士学位论文侵蚀面积集中在陕西省境内，约为 33962.61 平方公里。丹江口库区的土壤侵蚀面积较大，约占长江流域总侵蚀面积的 10%，丹江口水库周边区域、汉江干流两岸及人口较密集的川道两侧为侵蚀主要分布区域。库区中超过 80%的人口为农业人口，大量土地被开垦成耕地，在夏季集中的暴雨冲蚀下，造成严重面蚀，坡耕地和荒地的土壤流失最严重。也有部分地区会因为暴雨造成山洪及泥石流一类的灾害，使得地表土层以“卷铺盖”的形式被冲蚀离开原地[60]。

丹江口库区,土壤侵蚀模数

图 2-2 2002 年丹江口库区土壤侵蚀模数图 2-3 2006 年丹江口库区土壤侵蚀模数图 2-4 2010 年丹江口库区土壤侵蚀模数根据计算结果，2002、2006 和 2010 年丹江口库区土壤侵蚀模数的最大值分别为 65590 t/(hm2·a)、53364 t/(hm2·a)和 36738 t/(hm2·a)，均值为 119 t/(hm2·a)、99t/(hm2·a)和 102 t/(hm2·a)。可见 2006 年土壤侵蚀量总体较低，剧烈侵蚀随时间减

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