基于3S技术和USLE模型的土壤侵蚀研究

摘要

土壤侵蚀作为一种非点源污染,其流失土壤中所含养分进入水体,将会增加水库水体富营养化的风险,因此引起了社会各界的广泛关注。近几十年来,随着3S技术(遥感、地理信息系统和全球定位系统)的迅速发展和土壤侵蚀机理研究的不断深入,3S技术和土壤侵蚀评价模型的结合越来越受到人们的重视。
　　 丹江口水库位于湖北、河南、陕西3省交界处,是南水北调中线工程的水源地,其库区周围生态环境的状况对丹江口水库的水质产生直接的影响。在国家科技支撑重点项目的支持下,本文利用3S技术和美国通用土壤侵蚀方程(USLE),对丹江口水库河南境内的土壤侵蚀状况进行了评价,探讨了土壤侵蚀对丹江口水库水质的影响。主要结论如下:
　　 首先对研究区遥感影像进行预处理,建立地理环境的解译标志,采用人机交互式目视解译方法获取不同时期土地利用现状,采用归一化植被指数提取研究区的植被覆盖度。
　　 利用美国通用土壤侵蚀方程USLE,并对其降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、植被覆盖度因子、地形因子、水土保持措施因子进行深入分析与量化研究,实现了研究区域土壤侵蚀量以及流失土壤养分量的估算。从1991年到2007年,研究区的土壤侵蚀量呈下降趋势,土壤侵蚀模数从1991年的44.8t·hm-2·α-1到2007年16.9 t·hm-2·α-1。
　　 土壤侵蚀造成的土壤养分流失量较大,其中每年有机质流失量约10.8万吨；全氮流失量有0.66万吨；全磷流失量0.5万吨。年均养分流失模数达到有机质15.02t/km2,全氮0.92t/km2,全磷0.72t/km2。
　　 改善库区的生态环境,减少非点源污染,保证丹江口水库的水清澈任重而道远。

目录

文摘

英文文摘

基金项目]

1 绪论

1.1 选题背景和意义

1.1.1 涉及概念

1.1.2 国内外研究概况

1.1.3 遥感与GIS在土壤侵蚀中的应用和发展

1.2 研究的目的、意义及内容

1.2.1 研究目的和意义

1.2.2 研究内容和方法

1.2.3 技术路线

2 研究区域和研究方法

2.1 研究区域概况

2.1.1 地形地貌

2.1.2 气候特点

2.1.3 王壤和植被

2.1.4 主要河流介绍

2.1.5 农业种植结构

2.1.6 社会经济

2.1.7 水土流失调查情况

2.2 研究方法

2.2.1 室内准备

2.2.2 野外工作

3 研究区土壤侵蚀模数的计算

3.1 USLE模型简介

3.2 USLE模型各参数计算

3.2.1 降雨侵蚀力因子(R)计算

3.2.2 土壤可蚀性因子K的计算

3.2.3 地形因子(LS)的计算

3.2.4 地表覆盖因子C的计算

3.2.5 水土保持措施因子P的计算

3.3 流域土壤侵蚀模数计算

3.4 小结

4 研究区土壤侵蚀时空格局变化分析

4.1 土壤侵蚀分类分级

4.2 研究区不同个时期土壤侵蚀量估算

4.3 研究区土壤侵蚀空间格局及其变化总体特征

4.3.1 海拔与土壤侵蚀时空变化

4.3.2 坡度与土壤侵蚀时空变化

4.3.3 土地利用变化与土壤侵蚀时空变化

4.4 小结

5 研究区养分流失预测

5.1 养分流失量的预测模型

5.2 小结

6 结论

6.1 研究结果

6.2 有待进一步研究的问题

参考文献

附录 表

附录 图

致谢

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