基于GIS和CSLE模型的珠江流域土壤侵蚀评价与制图

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土壤侵蚀严重威胁着生态环境和区域的可持续发展,阻碍了健康土壤提供正常的生态系统服务,已成为国内外众多研究学者关注的环境问题。珠江是中国第三大河流,珠江流域地处亚热带南部,湿润多雨,喀斯特地貌分布广泛,且位于珠江流域下游的珠江三角洲是我国经济发展的重要引擎,经济高度发达。相对于北方,珠江流域的土壤侵蚀研究较薄弱,除水土保持监测公告外,对全流域总体性认识比较薄弱,暂时没有公开发布的珠江流域区整体的较高分辨率土壤侵蚀速率图;同时,珠江流域土壤侵蚀潜在危险程度高,目前的研究和治理尚与珠江三角洲繁荣的经济不相适应,不能满足水土保持与美丽中国建设的需要。因此,迫切需要利用现代科学技术,对珠江流域土壤侵蚀进行系统研究。本研究基于CSLE模型,使用地图代数和空间插值两种方法,对珠江流域(包括海南省等区域)土壤侵蚀速率制图,分析土壤侵蚀的空间分布特征、主控因子及敏感性。主要结论如下:(1)降雨侵蚀力大、植被覆盖度高和坡度较陡,是研究区的主要特征。土壤侵蚀受到多种因素的影响,但主要的影响因素各地区有所不同。珠江流域地处亚热带南部,降水量大,植被覆盖良好,但丘陵区坡度较陡。坡度坡长因子高值见于云贵高原、东部山地和海南五指山等地,是土壤侵蚀的主要诱发因子。研究区域的植被覆盖度较高,是土壤侵蚀的主要抑制因子。(2)利用地图代数法和空间插值法可完成研究区土壤侵蚀速率制图。本研究采用地图代数和空间插值两种计算方法对研究区进行土壤侵蚀速率制图,其土壤侵蚀速率均值分别为791.78 t/(km2·a)和615.37 t/(km2·a),两者值较接近(差值小于该地区允许流失量的一半)。研究区土壤侵蚀广泛分布,均主要集中分布在研究内贵州省及云南省、广西中部和广东省沿海区,其中强烈和极强烈侵蚀区域范围较小且分布在较零散的坡耕地上。地图代数和空间插值两种方法制图结果相比,由于空间插值法是基于抽样调查单元获取较详细精确的水土保持措施信息,其结果更接近土壤侵蚀的实际情况。(3)土地利用类型为影响土壤侵蚀的主控因子。基于地理探测器方法,各地区土壤侵蚀因子影响程度从大到小的排序均基本为土地利用、水保措施(特别是B因子)、地形、土壤和降水。其中,土地利用类型为影响土壤侵蚀速率的主控因子,其次为B因子;通过两因子交互作用,均为土地利用类型与其他影响因子协同作用增强了对土壤侵蚀形成影响,进一步说明土地利用类型为土壤侵蚀量的主控性因子。(4)滇黔桂山地丘陵区和南岭山地丘陵区是土壤侵蚀敏感性较高的区域。研究区中轻度敏感广泛分布,在水土流失治理管控中,首先考虑山地丘陵区土地利用结构优化,滇黔桂山地丘陵区注意土壤结构的改良、通过修建梯田等改变微地形,在华南沿海丘陵台地区和海南及海南诸岛丘陵区这两区中应注意防范暴雨事件的影响,整个研究区主要调整土地利用结构。同时,应集中考虑滇黔桂山地丘陵区和南岭山地丘陵区这两个分区水土流失的综合治理。
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