土壤方面有关电大毕业论文范文 与桐柏大别山区小流域土壤侵蚀格局有关论文范文素材

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桐柏大别山区小流域土壤侵蚀格局

张计凯

(安徽理工大学测绘学院,安徽 淮南 232001)

摘 要:以我国淮河干流上游的桐柏大别山区为研究对象,以不同时期遥感影像资料和其他相关资料为基础,应用3S技术手段对调查资料数据进行相关分析,揭示了研究区土壤侵蚀的格局和动态特征,为区域土壤治理和水土流失防治提供了科学可行的建议.

关键词:桐柏大别山区;土壤侵蚀;空间格局;散布特征;水土流失

中图分类号:S157 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2016.05.107

收稿日期:2016-03-05;修回日期:2016-04-06

作者简介:张计凯(1990-),男,安徽宿州人,在读硕士,主要从事GPS测量与数据处理研究,E-mail:1294599180@.com.

1 研究区概况

该研究的区域范围是淮河流域三大区之一的桐柏大别山区,位于淮河干流上游,地理位置范围为东经113°16′~116°45′,北纬30°57′~32°43′,主要涉及安徽省金寨县、霍山县,河南省信阳市、桐柏县以及湖北省部分地区,共16个县(市、区),区域面积27 214.16 km2.桐柏大别山区横跨安徽、河南、湖北3个省份,流域内有佛子岭、梅山、龙河口、响洪甸、磨子潭五大水库,水系发达,水资源丰富,然而时空分布不均匀,地表径流量具有明显的季节性,径流量变化比较大,容易形成交替出现的洪涝与旱灾.由于土壤条件和气候条件的复杂多样性,对区域空间内各种生物的发展及繁衍都有很大的帮助,是一个自然生物库,同时地质类型多,资源数量庞大,因此该研究区域具有极大的开发利用价值[1].

土壤侵蚀是一种极其复杂的过程,对自然生态和人类生活都有着不可忽视的危害.由2000年的遥感调查资料能够得出,桐柏大别山区水土流失面积达到6 505 km2,其中轻度流失达到3 120 km2,中度流失达到2 320 km2,强度及以上流失达到

1 065 km2.资料表明,水土流失的土地主要是坡耕地和四荒地,两者流失面积分别占区域水土流失总面积的25.7%和24.2% [2];另外林业用地、道路占地及一些基本建设用地的水土流失也相当严重.

2 土壤侵蚀格局与动态特征研究方法

1)数据来源.调查研究中用到的主要数据资料有:1987—2007年的遥感数据资料、森林资源调查数据资料、政府报告文件、地形图、相关研究论文和其他图件资料等.

2)数据处理.主要利用遥感影像处理软件EDRAS IMAGINE和ArcGIS,结合野外实地调查及其他相关数据资料,对TM遥感数据进行解译分 析[1],根据分析数据建立表格和图表,表示土壤侵蚀散布特征.

3)图谱分析方法.用时间序列作为轴,对每个空间单元进行操作,把时间上相邻的各期数据两两合成,也就是把前一个时刻的空间单元属性值作为个位数,生成各空间单元的图谱,其相应数据便是土地利用和土壤侵蚀图谱[2].

4)土壤侵蚀分析方法.土壤侵蚀的产生受各种因素影响,不仅有自然因素影响,还有人类活动干扰.结合收集到的研究区相关数据资料,分时段和全时段进行综合和整体相关分析,揭示土壤侵蚀的各个强度等级及其相互转换关系.依据SL 190—2007 土壤侵蚀强度分级标准和土壤侵蚀强度判定指标[3],确定1997年和2007年土壤侵蚀强度及其所占面积.通过对研究区土壤侵蚀变化过程进行分析,把握研究区土壤侵蚀空间格局及其强度和面积的变化规律[4].

5)研究技术路线.主要采用人机交互的判读分析方法,结合相关的数据图件资料,分析土壤侵蚀的空间格局特征和不同时段动态特征[5].

3 桐柏大别山区土壤侵蚀的空间散布格局

3.1 土壤侵蚀数量特征

根据土壤侵蚀的遥感图像解译和野外实地数据调查结果,可以得出研究区在2007年各个强度等级的侵蚀面积以及各侵蚀强度等级占土地总面积的比例,见表1.

由表1可以看出,每种侵蚀强度等级的面积都有所不同,所占土地总面积的比例也不同,这就是土壤侵蚀的数量特点.根据土壤侵蚀的各强度等级所占的土壤面积和受到侵蚀的土壤总面积两种数据,可以计算出各强度等级土壤侵蚀面积占受到侵蚀土地总面积的比例,见表2.

由表2可以看出,2007年桐柏大别山区土壤侵蚀中大部分为轻度,只有很小一部分属于中度和强烈,极少部分属于极强烈,几乎没有剧烈土壤侵蚀散布的数量特征.

3.2 土壤侵蚀的空间分布格局

2007年桐柏大别山区各县 (市、区) 土壤侵蚀散布情况,见表3.

由表3可以看出,安徽省金寨县、霍山县以及河南省信阳市、商城县、桐柏县、新县等地是土壤侵蚀的主要散布地,占总侵蚀面积的比例为70.95%,这反映出土壤侵蚀在空间上的散布格局特征.金寨县侵蚀最严重,面积最大;商城县和新县侵蚀在伯仲之间,是相对比较轻的地区.各县(市、区)土壤侵蚀面积占相应县(市、区)土地总面积的比例都不一样,其中舒城县土壤侵蚀比例最高,达到100%,说明桐柏大别山区土壤侵蚀最为紧张的区域即是安徽省舒城县.除去区域不完整的县(市、区),各县(市、区)土壤侵蚀面积占桐柏大别山区土地总面积的比例也有明显的不同.

4 土壤侵蚀格局与动态特征研究结果

笔者运用ArcGIS软件,结合遥感技术(Remote Sensing,RS)、地理信息系统(Geography Information Systems,GIS)和全球定位系统(Global Positioning Systems,GPS)3种技术,对所有收集到的桐柏大别山区土壤侵蚀数据进行加工和分析,对比研究各时期数据,得到桐柏大别山区土壤侵蚀的空间散布格局特点,主要有2个方面:土壤侵蚀的强度特征和土壤侵蚀的数量特征.

1)土壤侵蚀的强度特征.根据笔者对有关数据资料的分析加工,得到研究区土壤侵蚀的各强度等级所占的侵蚀面积,经过计算能够得出各强度等级面积占侵蚀总面积的比例,可以反映研究区土壤侵蚀强度散布的特点.由表2可知,从总体上看,2007年桐柏大别山区大部分是轻度侵蚀,小部分是中度侵蚀,只有极少部分是强烈和极强烈侵蚀,这种分布特征表示该区域土壤侵蚀状况正在改善.

2)土壤侵蚀的数量特征.笔者通过对收集到的相关数据资料分析总结,得出桐柏大别山区的土地总面积是27 214.16 km2,2007年研究区内受到侵蚀的土壤面积是6 378.15 km2,土壤被侵蚀的比例是23.44%,仍然超过了1/5.这就说明研究区内土壤被侵蚀的现象仍然很严重,反映出土壤恢复的力度不大,仍然需要花费大量的精力来治理该区域的土壤侵蚀状况.

5 土壤侵蚀治理政策建议

土壤侵蚀会造成土地质量、土壤肥力、土地生产力的下降,同时加剧干旱和洪涝等自然灾害的发生,严重影响人类的生存安全[6].近年来土壤侵蚀现象不断加剧主要原因由于人类不合理且没有节制的生产活动,因此要解决这个问题,必须优化人类生产活动.人类既是自然界的改造者,又是征服者,在人类谋求自身生存与发展活动中,必然与周围自然环境产生紧密联系,也必然对环境资源产生压力[7].

笔者针对土壤侵蚀现象的治理和预防,提出了5点建议:一是通过相关政策,控制人口基数,通过教育提高人口综合素质,宣传土地资源保护的重要性;二是优化现有产业结构,利用高科技来提高自然资源的转化和利用效率;三是开发新能源,通过技术力量变废为宝,降低人类生活和生产活动对土地等自然资源的依赖程度;四是科学规划耕地面积,增加湖泊面积、植被数量和质量;五是逐步减少对资源的过度开采,增强资源的二次利用率.

6 结束语

笔者经过调查研究,确定了桐柏大别山区土壤侵蚀的格局和动态散布特征,根据这些特征提出相应的建议.为了治理土壤侵蚀,预防土壤再侵蚀,优化人类的活动是关键.

参考文献:

[1] 张荣华.桐柏大别山区土壤侵蚀特征及敏感性评价[D].山东:山东农业大学,2010.

[2] 盖小刚.沂蒙山区土地覆被与土壤侵蚀动态特征[D].山东:山东农业大学,2010.

[3] 周佳佳,黄宪卓.沂蒙山区土壤侵蚀强度动态变化研究[J].现代农村科技,2012(10):58-60.

[4] 朱惇.遥感和GIS技术支持下的区域土壤侵蚀评价与时空变化分析[D].武汉:华中农业大学,2010.

[5] 颉耀文,陈怀录,徐克斌.数字遥感影像判读法在土壤侵蚀调查中的应用[J].兰州大学学报,2002(2):157-162.

[6] 陈婷婷.基于RS与GIS的青岛市土壤侵蚀演变的研究[D].山东:山东师范大学,2009.

[7] 郎南军,郑科,温绍龙,等.金沙江流域高原山地土壤侵蚀影响因子的相关分析[J].北京林业大学学报,2002(3):39-44.

(责任编辑 邸开宇)

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