区域土壤侵蚀影响因子的尺度效应研究 ——以延河流域为例

论文摘要

土壤侵蚀是威胁人类生存与发展的重要环境问题之一,它受地形、降雨、土壤、植被覆盖、人类活动等多种因素的影响,它是多重尺度上多因子综合作用的结果。在不同区域,各因子随着尺度变换对土壤侵蚀定量模拟的作用力不同。本文选择陕北黄土丘陵沟壑区延河流域作为典型研究区,选用中国土壤流失方程式(CSLE)作为模型,计算各因子及其组合在不同尺度下的土壤侵蚀模数,分析土壤侵蚀影响因子的尺度变化规律及其对土壤侵蚀的敏感性,揭示影响因子作用于区域土壤侵蚀的尺度效应。结果表明：利用信息熵法得到各影响因子与土壤侵蚀模数空间相关性排序依次为：坡度坡长因子>降雨侵蚀力因子>生物措施因子>耕作措施因子>土壤可蚀性因子,低精度数据下各影响因子与土壤侵蚀模数的相关程度高于高精度数据下各影响因子与土壤侵蚀模数的相关程度；坡度坡长因子是影响区域土壤侵蚀最为敏感的因子,它随着空间尺度变化对土壤侵蚀的影响最大,DEM分辨率降低,土壤侵蚀模数变小；生物措施因子的敏感性次之,其随着空间尺度变大,土壤侵蚀模数增大；坡度坡长因子和生物措施因子组合随着尺度增大土壤侵蚀模数减少,二者组合的空间尺度变化对土壤侵蚀的影响程度高于单一生物措施因子尺度变化对土壤侵蚀的影响,而低于单一坡度坡长因子空间尺度变化对土壤侵蚀的影响；降雨侵蚀力因子和土壤可蚀性因子的空间尺度变化对土壤侵蚀几乎没有影响,但降雨侵蚀力随着时间尺度变化对土壤侵蚀有着重要影响。该研究对于延河流域土壤侵蚀影响因子的尺度效应及因子敏感性进行了定量分析,可为类似区域或尺度上的土壤侵蚀研究提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 研究背景和意义
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 国外土壤侵蚀尺度效应研究
• 1.3.2 国内土壤侵蚀尺度效应研究
• 1.4 研究内容和拟解决的关键问题
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 拟解决的关键问题
• 第二章 研究基础
• 2.1 实验样区及数据
• 2.1.1 研究区域概述
• 2.1.2 基础数据
• 2.2 研究方法和技术路线
• 第三章 土壤侵蚀模型的选择及各影响因子的定量研究
• 3.1 土壤侵蚀模型的选择
• 3.2 坡度坡长因子
• 3.2.1 DEM数据选择
• 3.2.2 坡度坡长LS因子提取
• 3.3 降雨侵蚀力因子
• 3.3.1 延河流域降雨量的空间分布
• 3.3.2 降雨侵蚀力的计算方法
• 3.3.3 降雨侵蚀力插值方法选择
• 3.3.4 降雨侵蚀力的计算结果
• 3.4 土壤可蚀性因子
• 3.4.1 土壤可蚀性因子K值的计算
• 3.4.2 K值图的生成
• 3.5 水保措施因子
• 3.5.1 生物措施因子
• 3.5.2 耕作措施因子
• 第四章 延河流域土壤侵蚀影响因子的尺度效应分析
• 4.1 高精度因子组合下的土壤侵蚀量
• 4.2 延河流域土壤侵蚀的空间尺度效应分析
• 4.2.1 改变单一因子计算土壤侵蚀量
• 4.2.2 改变两个因子计算土壤侵蚀量
• 4.2.3 改变三个因子计算土壤侵蚀量
• 4.2.4 改变四个因子计算土壤侵蚀量
• 4.3 延河流域土壤侵蚀的时间尺度效应分析
• 4.4 土壤侵蚀影响因子与侵蚀模数的空间相关性分析
• 4.4.1 信息熵原理及算法
• 4.4.2 高精度数据下土壤侵蚀模数及其影响因子的相关性分析
• 4.4.3 低精度数据下土壤侵蚀模数及其影响因子的相关性分析
• 第五章 结论
• 5.1 研究结论
• 5.2 有待进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢