基于GIS和CSLE的區(qū)域土壤侵蝕定量評價研究.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烈,極易發(fā)生土壤侵蝕,導(dǎo)致了嚴重的石漠化現(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、面積和強度具有重要的理論和實踐意義。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數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建土壤侵蝕影響因子計算分析平臺,最后以典型喀斯特地區(qū)大化縣和典型紅壤區(qū)岑溪市為例進行了實證研究。本文研究得到的主要結(jié)論如下:
　　1.設(shè)計并建立了廣西土壤侵蝕定量評價數(shù)據(jù)庫?；谶b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)計并建立了廣西土壤侵蝕定量評價數(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)域土壤侵蝕因子計算、土壤侵蝕評價與生態(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平臺?；谥袊寥懒魇Х匠?CSLE),集成利用.Net、Python、ArcPy站點包、Python Add-in等編程技術(shù)和工作流技術(shù)(Workflow),運用柵格數(shù)據(jù)分析、趨勢面分析、地統(tǒng)計分析等算法,設(shè)計并開發(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算分析的工作流模型,實現(xiàn)了土壤侵蝕影響因子的自動化計算與分析,為區(qū)域土壤侵蝕定量評價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)域土壤侵蝕評價試點研究。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的各個

5、因子值,在此基礎(chǔ)上計算研究區(qū)土壤侵蝕模數(shù)并進行精度驗證,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,

6、應(yīng)加強該區(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%是土壤侵蝕強度類型集中分布區(qū),侵蝕強度在50~70%的植被覆蓋度存在臨界值,這與非喀斯特地區(qū)土壤侵蝕強度隨著植被覆蓋度