基于RUSLE模型的太行山区土壤侵蚀时空分异特征及影响因子研究

摘要

土壤侵蚀特征及区域分异规律的研究对生态环境保护具有重要的意义,为探明太行山区土壤侵蚀特征,本论文应用归一化植被指数(NDVI)、数字高程模型(DEM)和土地利用等数据,结合GIS和RS技术,根据修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型,计算了太行山区2000年、2005年、2010年和2015年4期的土壤侵蚀模数,在此基础上分析了土壤侵蚀的时空变化特征,并探究了土壤侵蚀模数与坡度、土地利用类型和NDVI的关系。结果表明:1)2000—2015年4期平均土壤侵蚀模数分别为4434.14 t∙km^(−2)∙a^(−1)、2984.65 t∙km^(−2)∙a^(−1)、1761.93 t∙km^(−2)∙a^(−1)和1833.81 t∙km^(−2)∙a^(−1),呈现明显的减小趋势,16年间土壤侵蚀模数减少58.64%。2)太行山区土壤侵蚀强度降低1级的面积始终比增加1级的大,至少74.77%的地区未表现出等级上的变化,2005—2010年是侵蚀强度降低变化率最高的时间段。3)中低山区集中了2015年侵蚀总量(2.5×108 t)的86.54%,此区域的侵蚀模数与海拔无明显的相关性,而在亚高山区两者才呈现明显的正相关关系。4)土壤侵蚀总体上随坡度增加而增大,坡度阈值为40º左右;草地是太行山区土壤侵蚀模数最高的土地利用类别,平均达3605.73 t∙km^(−2)∙a^(−1);土壤侵蚀模数随年平均NDVI的增加呈显著降低趋势,NDVI达0.66后侵蚀降低速度放缓。土壤侵蚀是生态环境质量评价的重要指标,本研究可为太行山区水土流失治理和生态工程措施制定提供一定的科学依据。