基于GIS和CSLE的區(qū)域土壤侵蝕定量評價(jià)研究.pdf

1、廣西土壤侵蝕為水力侵蝕,其境內(nèi)主要為喀斯特巖溶地區(qū)和典型紅壤區(qū),且兩地區(qū)均為生態(tài)環(huán)境脆弱地帶,加之不合理的土地利用方式及人為影響因素強(qiáng)烈,極易發(fā)生土壤侵蝕,導(dǎo)致了嚴(yán)重的石漠化現(xiàn)象和水土流失。因此,研究廣西喀斯特巖溶區(qū)和典型紅壤區(qū)的一整套土壤侵蝕定量評價(jià)方法,查清廣西土壤侵蝕現(xiàn)狀,掌握土壤侵蝕的分布、面積和強(qiáng)度具有重要的理論和實(shí)踐意義。鑒于此,本文依托第一次全國水利普查廣西水土保持專項(xiàng)普查成果,借助遙感與 GIS技術(shù),以CSLE土壤侵蝕模

2、型為理論指導(dǎo),探討研究了CSLE模型在喀斯特巖溶地區(qū)及典型紅壤區(qū)CSLE模型的適用性情況,并以此為基礎(chǔ),建立廣西土壤侵蝕定量評價(jià)數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建土壤侵蝕影響因子計(jì)算分析平臺,最后以典型喀斯特地區(qū)大化縣和典型紅壤區(qū)岑溪市為例進(jìn)行了實(shí)證研究。本文研究得到的主要結(jié)論如下:
　　1.設(shè)計(jì)并建立了廣西土壤侵蝕定量評價(jià)數(shù)據(jù)庫。基于遙感與GIS平臺,采用Geodatabase模型和數(shù)據(jù)庫技術(shù),按照分層分類原則,設(shè)計(jì)并建立了廣西土壤侵蝕定量評價(jià)數(shù)據(jù)庫

3、。利用基礎(chǔ)地理、土壤侵蝕影響因子、衛(wèi)星影像、氣象、侵蝕強(qiáng)度等柵格、矢量、屬性和文檔等主要數(shù)據(jù),為區(qū)域土壤侵蝕因子計(jì)算、土壤侵蝕評價(jià)與生態(tài)建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。
　　2.建立自動化土壤侵蝕定量評價(jià)平臺?；谥袊寥懒魇Х匠?CSLE),集成利用.Net、Python、ArcPy站點(diǎn)包、Python Add-in等編程技術(shù)和工作流技術(shù)(Workflow),運(yùn)用柵格數(shù)據(jù)分析、趨勢面分析、地統(tǒng)計(jì)分析等算法,設(shè)計(jì)并開發(fā)了降雨侵蝕力R、

4、土壤可蝕性K、坡度坡長LS、水土保持生物措施B、水土保持工程措施E、水土保持耕作措施T、植被覆蓋度及石漠化因子等土壤侵蝕影響因子計(jì)算分析的工作流模型,實(shí)現(xiàn)了土壤侵蝕影響因子的自動化計(jì)算與分析,為區(qū)域土壤侵蝕定量評價(jià)提供了一個自動化技術(shù)平臺。
　　3.依托上述建立的數(shù)據(jù)庫和分析平臺,以岑溪市和大化縣為例展開了區(qū)域土壤侵蝕評價(jià)試點(diǎn)研究。根據(jù)研究區(qū)域?qū)嶋H情況和現(xiàn)狀,采用不同的計(jì)算方法和公式確定了適用于岑溪市和大化縣土壤侵蝕定量評價(jià)的各個

5、因子值,在此基礎(chǔ)上計(jì)算研究區(qū)土壤侵蝕模數(shù)并進(jìn)行精度驗(yàn)證,結(jié)果表明模擬結(jié)果良好。2010年岑溪市和大化縣土壤侵蝕總面積分別為2744.13km2、2710.83km2,年平均土壤侵蝕模數(shù)分別為1059.96t/(km2.a)、1106.23 t/(km2.a)。揭示了岑溪市和大化縣土壤侵蝕與主要影響因子間關(guān)系:(1)研究區(qū)海拔與土壤侵蝕面積呈遞減關(guān)系,海拔越高,土壤侵蝕面積越小;(2)總體來看,各研究區(qū)15°以上區(qū)域是土壤侵蝕防治的重點(diǎn),

6、應(yīng)加強(qiáng)該區(qū)域的土壤侵蝕防治力度;(3)大化縣與岑溪市相比,大化縣屬于典型喀斯巖溶山地,不同土地利用類型的土壤侵蝕特點(diǎn)與非喀斯特地區(qū)還是有較大差異的;(4)大化縣、岑溪市發(fā)生土壤侵蝕的主要土壤類型分別為石灰(巖)土、赤紅壤;(5)大化縣不同植被覆蓋度下的土壤侵蝕特征與岑溪市有明顯差異,植被覆蓋度為50~60％和60~70%是土壤侵蝕強(qiáng)度類型集中分布區(qū),侵蝕強(qiáng)度在50~70%的植被覆蓋度存在臨界值,這與非喀斯特地區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度隨著植被覆蓋度