基于RUSLE模型的浙东四明山土壤侵蚀现状分析

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地球表层是人类生产生活的物质基础,而土壤侵蚀作为全球广泛存在的生态环境问题日益引起世界各国的普遍关注,我国更是将生态文明建设上升到国家战略层面。浙江四明山区通过积极开展生态发展项目来践行生态文明战略,并取得了一定成效。因此,定量分析四明山地区地质尺度与现代尺度土壤侵蚀速率的大小关系,深入探究具体区域土壤侵蚀变化原因,探讨人类活动与土壤侵蚀的相关性,为四明山地区防治减灾、经济建设、社会发展的整体布局提供参考性数据和资料,并且从地理学角度论证当地生态文明建设的重要意义。本研究以四明山地区为例,首先,采用古地貌面恢复法和修正通用土壤侵蚀方程,依据水土保持学的基本理论,应用空间分析和数理统计方法计算地质尺度地表侵蚀情况和现代尺度(1995、2005、2015年)土壤侵蚀量。其次在地质尺度侵蚀量和国家土壤侵蚀标准的基础上对现代尺度土壤侵蚀进行分析。然后研究人类活动强度指数和地势起伏度与土壤侵蚀的关系。最后,探索生态文明战略指导下的人类活动与土壤侵蚀动态变化的相互关系。论文主要取得以下结论:1、基于古地貌恢复法,采取克里金插值算法,恢复的古地貌面面积为932.65km~2;将恢复的古地貌面减去现今地貌面,得到总剥蚀量为141.86 km~3,平均剥蚀厚度152.1 m;研究区内玄武岩覆盖在古风化壳之上,通过覆盖的玄武岩的年龄进而推测古夷平面准平原过程的结束时间,最后一期夷平面解体和保存的时间10.5~3.0 Ma,计算得到研究区地质尺度剥蚀速率为0.014~0.0507 mm/a。分析发现四明山地区地质尺度地表剥蚀以水力侵蚀为主,主要呈现NW-SE展布,沿沟谷河床侵蚀。2、采取修正土壤流失方程RUSLE来计算1995、2005、2015年三期土壤侵蚀速率。基于降水数据、土壤质地数据、DEM、遥感影像、土地利用数据分别计算出降水侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子、植被覆盖与管理因子、水土保持措施因子。根据五种土壤侵蚀因子计算得到土壤侵蚀模数,结果显示:四明山地区1995、2005、2015年平均土壤侵蚀模数分别为4292.4 t/(km~2·a),1897.1t/(km~2·a),1887.7 t/(km~2·a);然后计算四明山地区土壤流失厚度,对应的土壤平均侵蚀速率分别为4.049 mm/a、1.789 mm/a、1.780 mm/a。三期现代尺度土壤侵蚀速率相对于地质尺度地表剥蚀速率分别加快了至少79.8、35.3、35.1倍。根据国家土壤侵蚀分类分级标准,可判断:1995为中度侵蚀;2005与2015年,研究区土壤侵蚀为轻度。从四明山区域土壤侵蚀强度1995至2005至2015的转移矩阵可知:1995-2005年土壤侵蚀总趋势由高级别侵蚀强度向低级别土壤侵蚀转移,而2005-2015年呈现出土壤侵蚀强度稳中有降。3、在四明山现代尺度土壤侵蚀驱动机制分析中对土壤侵蚀模数与人类活动强度指数、地势起伏度进行相关性统计中发现:四明山土壤侵蚀模数与地势起伏度呈现正相关且相关性变化较小,说明地形对土壤侵蚀影响相对稳定,地势起伏度越大,土壤越易被侵蚀。土壤侵蚀模数与人类活动强度呈现负相关,说明人类活动越强,土壤侵蚀强度越弱。结合研究区相关统计数据,发现四明山区域产业布局合理,农民收入大幅提高,农业现代化水平逐渐增高,生态文明建设取得了良好成绩。综合分析表明:四明山地区土壤侵蚀因素中降水、植被和水保措施对侵蚀结果影响较大,地形要素对土壤侵蚀影响相对稳定;同时,生态文明战略实施下相关人类活动对以土壤侵蚀为代表的区域生态环境保护表现出显著的正向效应。
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