| 题名 | 黄土丘陵沟壑区土地利用变化与土壤侵蚀 |
| 作者 | 赵文武 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 傅伯杰 |
| 关键词 | 土地利用 景观因子 土壤侵蚀 土壤流失 格局 过程 尺度 尺度转换 GIS RUSLE SEDEM 黄土丘陵沟壑区 Land use Landscape factors Soil erosion Soil and water loss Pattern Process Scale Scaling RULSE The hilly and gully area of Loess Plateau |
| 其他题名 | Effects of landscape factors change on soil erosion in hilly and gully area of Loess Plateau，China |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 黄土丘陵沟壑区是我国乃至全球土壤侵蚀最为严重的地区之一，其影响因素涉及短历时高强度降雨、低覆盖度植被、易侵蚀土壤和较陡坡度等，而其中最主要的原因之一则是不合理的土地利用。探讨集水区／流域尺度土地利用与土壤侵蚀的关系对于黄土丘陵沟壑区的区域综合治理和可持续发展具有重要意义。 本论文在综述土地利用／土地覆被变化、土地利用与土壤侵蚀、尺度转换等研究进展的基础上，以“格局－过程－尺度”理论为指导，综合应用GIS技术、土壤侵蚀模型、多元统计方法等，以探讨土地利用与土壤侵蚀关系为主体，系统分析了黄土丘陵沟壑区集水区尺度主要景观因子与土壤流失的关系，开展了集水区／流域尺度土壤侵蚀评价和土壤流失模拟研究，主要结论如下： （1） 降雨侵蚀力空间分布对土壤流失有重要影响。子长集水区的降雨侵蚀力空间分布，在总体上呈现出从西北到东南逐渐增加的趋势。降雨侵蚀力重心在南北方向上的变化对土壤流失的影响不大，但是在东西方向上的变化能明显改变土壤流失量。降雨侵蚀力重心与水文站点或较陡坡度等级重心的距离越近，亦越能导致较多的土壤流失发生。 （2） 黄土丘陵沟壑区不同地形因子与水土流失的相关性不同，不同月份之间相关程度也不一致。就整体而言，集水区体积与径流量的相关性较高，沟壑密度与含沙量、侵蚀模数的相关性较高。所拟合的地形因子与水土流失的关系模型中，径流量、7月份含沙量、7月份侵蚀模数与地形因子的拟合效果较好，其它月份拟合效果一般或者较差。 （3） 时空尺度变化能明显改变径流输沙的关系，影响径流输沙关系模型的拟合优度。在时间尺度上，7月份径流输沙的相关性整体上高于其它月份；在空间尺度上，清涧河流域径流输沙的相关性整体上高于其它流域。径流输沙的关系在整体上符合二次方程关系，但在部分月份为乘幂曲线。 （4） 多数景观指数能够指示粒度变化的尺度效应，其中，聚集度、集合度没有尺度转折点，其它指数均表现出明显或不明显的尺度转折点。比例尺越大，景观指数值随粒度增加的第一个尺度转折点到来的也越早；景观指数随粒度变化的第一尺度域，是确定粒度大小、进行景观格局分析的适宜取值范围。 （5） 土地利用格局变化能够改变降雨－径流、径流－泥沙的关系，进而影响水土流失。对于子长集水区，草地、林地的增加和耕地的减少，改变了降雨－径流、径流－泥沙的关系，导致80年代的年降雨－径流量和年径流－含沙量的双累积曲线的斜率均小于90年代；对于杏河集水区，低覆盖度草地增加和中覆盖草地、林地减少，明显影响了降雨量和径流量、降雨侵蚀力和输沙率的关系，出现了从80年代到90年代，降雨量和降雨侵蚀力在整体上明显下降，但是水土流失量却表现出同比增加的现象。为了控制水土流失，不仅需要调整土地利用类型，也要注重土地利用的空间分布格局。 （6） 在月降雨侵蚀力的模型中，以rain9为自变量的模型拟合优度优于以rainmonth为自变量的模型，以ΣEI30、ΣEI10为因变量的模型拟合优度优于以ΣE60I10为因变量的模型。以rain9为自变量的模型以三次方程和乘幂曲线为主，以rainmonth为自变量的模型则以二次方程或三次方程为主。时空尺度变化也能明显改变模型拟合优度。 （7） 延河流域中的大部分地区土壤侵蚀量介于5000-20000 Mg km-2 a-1之间，东南部的土壤流失量在整体上高于西北部的土壤流失量。降雨侵蚀力因子、坡度坡长因子、土壤可蚀性因子和土壤保持措施因子在整体上都表现出从西北向东南逐渐增加或减少的趋势；作物覆盖与管理因子的空间分布则主要受耕地空间分布的影响。 （8） SEDEM模型能够模拟土地利用格局变化条件下的土壤流失，而且模型的精度具有明显的尺度效应，但是由于黄土丘陵沟壑区独特的地貌、气候等特征，SEDEM模型的有效性系数较低，并不适于在该区应用。 （9） 针对坡面和小流域／集水区尺度，提出能够反应土壤流失过程的土地利用格局指数（土壤流失格局指数，SLPI）。SLPI考虑了不同土地利用的空间分布及对泥沙的拦截过程，其值介于0-1之间，SLPI越大说明土地利用格局越有助于土壤流失。 （10）为了控制土壤流失，实现土地可持续利用，需要针对侵蚀因子的时空变异，选择适宜土地利用方式，注重土地利用空间配置；同时，应注意利用与保护相结合，完善土地信息系统建设，提高土地可持续利用的管理水平。在进一步的研究中，尚需要注重沟蚀、土壤流失格局指数和土壤流失模型等方面的研究。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 公开日期 | 2011-07-26 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/592]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵文武. 黄土丘陵沟壑区土地利用变化与土壤侵蚀[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2004. |
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