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1、基于GIS技术分析不同土地利用对土壤侵蚀的影响 土壤侵蚀引起土地退化、土壤肥力下降、泥沙淤积和生态环境恶化等问题,被视为世界三大环境问题之一.它的产生包括气候、地形等自然因素和土地利用等人为因素共同作用下而形成,查轩等学者通过分析坡度坡向等地形因子及植被与土壤侵蚀关系,得出土壤侵蚀很大程度上取决于植被因素,坡度坡向与高度也是不可忽视的因素[1-3],邸利和王晗等学者通过研究土地利用与土壤侵蚀关系,分析出土地利用变化及类型对土壤侵蚀影响较大[4-5].土壤侵蚀是一个复杂的时空过程,若气象条件相同,土地利用的类型组成、空间配
2、置等土地利用格局就成为土壤侵蚀的主控因子之一[6].土地利用/覆盖会引起诸多生态环境问题,在生态环境脆弱的山地生态系统更加显着[7].文中选取地处亚热带山区,且具有典型性和代表性的粤北山区的乐昌市廊田镇南部山区作为研究对象,在GIS与RS技术支持下,对不同土地利用/覆盖背景下的土壤侵蚀状况进行分析,从而可以更好的把握土地利用/覆盖与土壤侵蚀的关系,为研究土地利用类型对土壤侵蚀的影响等提供依据,以便有效治理粤北山区的土壤侵蚀等生态环境问题和为区域农业的可持续发展提供科学依据. 1材料与研究方法 1.1研究区概况 研究区
3、位于广东乐昌市东南部,三面临山,武江河一级支流廊田河贯穿北部,总面积为4748.34hm²,东连仁化县,南接曲江区、与长来镇、乐城和五山镇相邻,是粤北地区两省五县九镇物质交流集散地之一(图1).山地丘陵面积广,平原狭小,地势从东南部向西北部递减,地形破碎,地处中亚热带季风气候,年均气温19.6℃,降雨量1500mm,降水量的年内变化也较大,降水年内分配呈现弱双峰式分布,降雨集中,降雨强度大.由于特殊的气候地形地貌,为此研究区的土地利用类型主要以林地和耕地为主. 1.2数据 为了细致地反映亚热带山地土地利用类型
4、与土壤侵蚀的关系情况,文中选取分辨率为10m的2010aSPOT多光谱影像图作为土地利用类型和土壤侵蚀信息获取的基本资料,并以研究区1:1万地形图为基础底图,利用R2V软件进行数字化并标高程值,以Arcgis9.3为依托,利用等高线生成DEM图,再进行提取坡度图、坡向图等地形因子,并且结合野外考察资料等为辅助分析资料. 1.3土地利用信息的提取 土地利用类型数据是通过遥感影像图进行目视判读获取.在判读过程中,充分利用地形地貌图等辅助数据,并进行实地验证.根据研究区的土地利用类型特征、野外实地调查土地利用现状、遥感分类的
5、技术及二调土地利用类型分类标准,确定研究区的土地利用类型划分为耕地、园地、林地、草地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、水域及水利设施用地和其他用地等8类型,解译出的土地利用类型(图2),并对各项土地利用类型的面积进行统计(表1). 1.4土壤侵蚀信息提取 土壤侵蚀数据根据《全国土壤侵蚀调查技术规程》,并对研究区域的自然地理资料进行收集、整理,结合流域的土壤类型、降雨、利用地形坡度、植被覆盖度、土地利用等相关资料,结合野外调查资料,建立研究区地理信息系统数据库.其中植被覆盖度先通过ERDASIMAGINE9.2中的NDV
6、I(归一化的植被指数),再进行建模生成植被覆盖度图,研究区平均植被覆盖度为58.38%,属于中覆盖区,接近于高覆盖(图3).土壤侵蚀图的提取,首先需要对土壤侵蚀进行分级,土壤侵蚀强度按照水利部制定的全国第二次土壤侵蚀遥感调查土壤侵蚀分级标准(SL190-96)划分为6个等级[8].依据水力侵蚀标准,将土地利用、坡度和植被覆盖度进行编码,生成土壤侵蚀强度分级图(图4),并对各类土壤侵蚀面积进行统计(表2). 2结果与分析 2.1土地利用现状 从土地利用类型现状图来看,土地利用主要以林地和耕地为主,占总比例的60.51%
7、和30.79%,其它用地仅仅8.7%.林地主要集中分布于东部和南部地区,而耕地集中分布于西北部地区,其他土地利用类型分布相对较为分散,具体各种土地利用面积和比例状况(表1). 2.2土壤侵蚀程度 土壤侵蚀程度分为无明显侵蚀(微度侵蚀)、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀共六种.由于无明显侵蚀是属于可允许侵蚀范围之内,土壤侵蚀包括轻度侵蚀及以上的等级,土壤侵蚀面积达1167.24hm²,占总面积比重为24.58%,其中轻度侵蚀面积为772.43hm²,占总侵蚀面积比重为66.17%,中
8、度侵蚀为21.11%,强度及以上的为12.72%.研究区土壤侵蚀状况(表2). 2.3不同土地利用类型的土壤侵蚀状况 利用ArcGis9.3中Arctoolbox工具中的空间overlay分析功能,将土地利用图与土壤侵蚀图进行空间叠置,对不同土地利用状况下的土壤侵蚀进行统计分析(表3).从表3可以看
