不同土地利用背景下三峽庫(kù)區(qū)土壤侵蝕模擬.pdf

1、三峽大壩作為世界大型水利工程之一，它的建設(shè)形成了三峽庫(kù)區(qū)這一特殊區(qū)域。本區(qū)地處長(zhǎng)江上游末端，不僅關(guān)系到三峽工程的安全，更是關(guān)系到長(zhǎng)江流域生態(tài)安全的重要生態(tài)屏障區(qū)。三峽大壩的建設(shè)以及隨之而來(lái)的城鎮(zhèn)遷建、移民安置必定會(huì)對(duì)本區(qū)的地表形態(tài)造成擾動(dòng)，進(jìn)而對(duì)區(qū)域土地利用及氣候環(huán)境造成影響從而影響到水土流失過(guò)程。土壤侵蝕及其導(dǎo)致的一系列環(huán)境問(wèn)題是世界性主要環(huán)境問(wèn)題之一也是該區(qū)所面臨的最為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。土壤侵蝕導(dǎo)致大量的泥沙直接入庫(kù)，淤積將大大縮減水

2、庫(kù)有效庫(kù)容、縮短三峽電站壽命的同時(shí)引發(fā)和加劇長(zhǎng)江流域洪災(zāi)。
　　本文基于3S技術(shù)，采用通用土壤流失方程RUSLE對(duì)三峽庫(kù)區(qū)1990-2010年間5個(gè)年份土壤侵蝕進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)研究區(qū)1990-2010年的土壤侵蝕強(qiáng)度時(shí)空變化、不同土地利用背景下的土壤侵蝕強(qiáng)度時(shí)空變化及分布規(guī)律進(jìn)行定量分析，為三峽庫(kù)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。最后基于三峽庫(kù)區(qū)1990年侵蝕降雨特征，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)2010年75個(gè)站點(diǎn)降雨侵蝕力進(jìn)行模擬、驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上

3、，預(yù)測(cè)2030年75個(gè)站點(diǎn)降雨侵蝕力。選取2030年預(yù)測(cè)結(jié)果中位于庫(kù)區(qū)周圍的28個(gè)站點(diǎn)降雨侵蝕力進(jìn)行Kriging插值，結(jié)合2030年庫(kù)區(qū)自然增長(zhǎng)、生態(tài)保護(hù)情景下土地利用模擬數(shù)據(jù)，基于修正土壤通用流失方程（RUSLE）計(jì)算2030年庫(kù)區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度。結(jié)果表明：
　　①1990-2010年三峽庫(kù)區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)與土壤侵蝕量總體上呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，多年平均土壤侵蝕量為18356.45萬(wàn)t，屬于中度侵蝕；從空間上看，土壤侵蝕整體空間分布

4、結(jié)構(gòu)具有不平衡特征，主要表現(xiàn)為由東向西逐漸減小的趨勢(shì)，研究區(qū)微度、輕度侵蝕等級(jí)分布面積最廣。
　　②1990-2010年間水田、草地面積有所下降，水域、建設(shè)用地呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。庫(kù)區(qū)建設(shè)用地的土地利用變化動(dòng)態(tài)度增速最快，其次是水域。水田與旱地的相互轉(zhuǎn)換、水田旱地的轉(zhuǎn)出與轉(zhuǎn)入、林草地的互換、林地與草地的水體淹沒(méi)是1990-2010這20年間庫(kù)區(qū)土地利用轉(zhuǎn)換的主要方式。
　　③6種不同土地利用在同一年分內(nèi)土壤侵蝕強(qiáng)度指數(shù)：旱地

5、＞草地＞林地＞水田＞建設(shè)用地；各土地利用類型微度侵蝕的面積逐漸增加，中度侵蝕及其以上的侵蝕等級(jí)的侵蝕面積都不同程度的向低等級(jí)轉(zhuǎn)移；土地利用類型之間的轉(zhuǎn)化對(duì)土壤侵蝕產(chǎn)生的深刻的影響，特別是造成土壤侵蝕的跨級(jí)突變，林草地的開(kāi)墾、水田的旱種會(huì)造成土壤侵蝕強(qiáng)度的升高，耕地的退耕還林壞草，草地轉(zhuǎn)換成林地導(dǎo)致土壤侵蝕強(qiáng)度的降低。
　?、?010年庫(kù)區(qū)降雨侵蝕力的平均模擬相對(duì)誤差為15％，測(cè)試樣本數(shù)據(jù)相對(duì)誤差為14.67%，預(yù)測(cè)相對(duì)誤差為19.

6、65%，NE系數(shù)為0.85，說(shuō)明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)庫(kù)區(qū)降雨侵蝕力具有良好模擬效果；2010年庫(kù)區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度的Kappa指數(shù)為0.75，總體計(jì)算結(jié)果能滿足模擬與預(yù)測(cè)需求。
　?、菰谕恋乩貌蛔兦闆r下，2030年庫(kù)區(qū)輕度、中度侵蝕面積均有所增加，微度侵蝕面積及強(qiáng)度以上侵蝕面積均呈減少趨勢(shì)，且侵蝕強(qiáng)度轉(zhuǎn)變中的58%來(lái)源于相鄰侵蝕強(qiáng)度，跨侵蝕等級(jí)區(qū)的較少；在降雨侵蝕力不變情況下，自然增長(zhǎng)、生態(tài)保護(hù)情境下未來(lái)土地利用變化所導(dǎo)致的土壤侵蝕均呈下