基于“3S”技术对淮河上游山丘区土壤侵蚀变化的研究

摘要

一直以来，淮河流域的水土流失都是淮河治理所面对的主要问题，近20年来，流域水土保持工作已经取得了显著成就，然而，淮河流域的水土流失问题并没有得到根本的改善，水土保持任务仍然艰巨。 淮河上游山丘区主要包括淮干上游的大别山、桐柏山区，具有巨大的涵养水土、调节河川径流功能，是维护整个淮河流域生态平衡的屏障。然而近年来，区内土地利用方式和结构的不合理诱发了严重的人为水土流失，淮河上游山丘区已经成为淮河流域水土流失最为严重的地区之一。因此，对该区的土壤侵蚀变化进行研究，探索区域土地利用方式的时空演变对区域土壤侵蚀强度的影响，对淮河上游山丘区探询更为有效的水土保持方略和决策具有重要的意义。 本研究借助于“3S”技术(RS、GPS、GIS)，对采集到的淮河上游山丘区1995年和2000年两期的土地利用方式和土壤侵蚀强度数据，进行动态定量的时空变化分析研究，在此基础上，着重分析了区域5年间土壤侵蚀强度的动态转化和土壤侵蚀强度的区域变化特点以及各种土地利用方式变化对土壤侵蚀强度变化的影响。结果表明： 1995年至2000年，淮河上游山丘区的土壤侵蚀强度和面积有较大幅度的减轻。5年间，有较大面积的轻度、中度水蚀转化为微度水蚀，转化面积分别为937.61 km<'2>和291.46km<'2>。2000年本区域轻度以上的水力侵蚀面积达6208 km<'2>，占区域总面积的23.44％，水土流失现象仍较为严重。 5年间研究区域金寨县与霍山县的侵蚀综合指数有较大幅度的下降，下降指数幅度都达到了0.28，淮河流域水土保持重点县工程效果显著。 1995年至2000年淮河上游山丘区土地利用方式变化主要趋势是耕地大量减少，林地和建设用地迅速增加。5年间，耕地减少1061.34km<'2>，林地增加837.87km<'2>，建设用地增加274.62km<'2>。 2000年不同土地利用方式下土壤侵蚀率，在林地利用方式中，灌木林地和疏林地的侵蚀程度最为严重，其侵蚀率高达36.64％和32.37％。在草地中，中覆盖度草地的土壤侵蚀最为严重，其侵蚀率达到70.02％。在耕地中，丘陵区旱地和丘陵区水田土壤侵蚀率最高，分别高达71.95％和48.07％。不合理的开发利用土地资源和经营管理制度会给水土保持带来严重后果。 1995年至2000年淮河上游山丘区土地利用方式变化与土壤侵蚀强度变化的关系。土壤侵蚀变化主要发生在水田、旱地、林地、草地这四种土地利用方式中。其中较为明显的是林地中土壤侵蚀强度的下降。轻度、中度和强度类型变成微度类型的面积分别为325.31km<'2>、156.89 km<'2>、25.15 km<'2>。中度类型变成轻度土壤侵蚀类型的面积为90.67 km<'2>。不同土地利用方式之间的转化对土壤侵蚀变化的影响主要体现在耕地变为林地和建设用地对土壤侵蚀的抑制上。其中土壤侵蚀强度类型由轻度水蚀变成微度水蚀的土地利用方式当中，有21.96km<'2>为耕地转变为林地斑块，3.14 km<'2>为耕地转变为建设用地斑块。这表明退耕还林确实是一项行之有效的水土保持措施，此种土地利用方式转化有利于土壤侵蚀强度下降。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

2引言

3数据与方法

3.1数据源

3.1.1遥感影像

3.1.2土壤侵蚀数据

3.1.3土地利用数据

3.1.4其它资料

3.1.5野外实地GPS定位观测

3.2研究方法

3.2.1土壤侵蚀类型及强度变化的图像判读

3.2.2 GIS空间拓扑叠加分析原理模型

3.2.3 GIS空间叠加结果的信息处理

3.2.4动态转换矩阵原理

3.2.5研究方法

3.3数据挖掘

3.3.1土壤侵蚀强度分类分级数据

3.3.2土壤侵蚀强度动态变化数据

3.3.3土壤侵蚀强度的区域变化特征数据

3.3.4土地利用方式面积汇总数据

3.3.5土地利用方式的动态变化数据

3.3.6土壤侵蚀与土地利用结构关系数据

3.3.7土地利用方式变化和土壤侵蚀强度变化的关系数据

3.4技术路线

4结果与分析

4.1土壤侵蚀分类与分级

4.2土壤侵蚀强度的时空动态变化

4.2.1土壤侵蚀强度类型动态变化转换矩阵

4.2.2 1995-2000年土壤侵蚀强度类型的面积变化

4.2.3小结

4.3土壤侵蚀强度的区域变化特点

4.3.1以市县为单位的土壤侵蚀强度综合指数

4.3.2土壤侵蚀强度综合指数分析

4.4淮河上游山丘区土地利用变化与土壤侵蚀研究

4.4.1土地利用现状

4.4.2土地利用方式的动态变化

4.4.3不同土地利用类型与土壤侵蚀的关系

4.4.4不同土地利用方式下土壤侵蚀率

4.4.5土地利用方式变化与土壤侵蚀变化的关系

4.4.6小结

5结论

参考文献

附录

致谢

作者简历

成果清单