不同土地利用背景下三峽庫區(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，它的建設形成了三峽庫區(qū)這一特殊區(qū)域。本區(qū)地處長江上游末端，不僅關系到三峽工程的安全，更是關系到長江流域生態(tài)安全的重要生態(tài)屏障區(qū)。三峽大壩的建設以及隨之而來的城鎮(zhèn)遷建、移民安置必定會對本區(qū)的地表形態(tài)造成擾動，進而對區(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程。土壤侵蝕及其導致的一系列環(huán)境問題是世界性主要環(huán)境問題之一也是該區(qū)所面臨的最為嚴重的環(huán)境問題。土壤侵蝕導致大量的泥沙直接入庫，淤積將大大縮減水

2、庫有效庫容、縮短三峽電站壽命的同時引發(fā)和加劇長江流域洪災。
　　本文基于3S技術，采用通用土壤流失方程RUSLE對三峽庫區(qū)1990-2010年間5個年份土壤侵蝕進行計算，并對研究區(qū)1990-2010年的土壤侵蝕強度時空變化、不同土地利用背景下的土壤侵蝕強度時空變化及分布規(guī)律進行定量分析，為三峽庫區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。最后基于三峽庫區(qū)1990年侵蝕降雨特征，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對2010年75個站點降雨侵蝕力進行模擬、驗證，在此基礎上

3、，預測2030年75個站點降雨侵蝕力。選取2030年預測結果中位于庫區(qū)周圍的28個站點降雨侵蝕力進行Kriging插值，結合2030年庫區(qū)自然增長、生態(tài)保護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）計算2030年庫區(qū)土壤侵蝕強度。結果表明：
　?、?990-2010年三峽庫區(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，多年平均土壤侵蝕量為18356.45萬t，屬于中度侵蝕；從空間上看，土壤侵蝕整體空間分布

4、結構具有不平衡特征，主要表現(xiàn)為由東向西逐漸減小的趨勢，研究區(qū)微度、輕度侵蝕等級分布面積最廣。
　?、?990-2010年間水田、草地面積有所下降，水域、建設用地呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。庫區(qū)建設用地的土地利用變化動態(tài)度增速最快，其次是水域。水田與旱地的相互轉換、水田旱地的轉出與轉入、林草地的互換、林地與草地的水體淹沒是1990-2010這20年間庫區(qū)土地利用轉換的主要方式。
　?、?種不同土地利用在同一年分內土壤侵蝕強度指數(shù)：旱地

5、＞草地＞林地＞水田＞建設用地；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的侵蝕面積都不同程度的向低等級轉移；土地利用類型之間的轉化對土壤侵蝕產(chǎn)生的深刻的影響，特別是造成土壤侵蝕的跨級突變，林草地的開墾、水田的旱種會造成土壤侵蝕強度的升高，耕地的退耕還林壞草，草地轉換成林地導致土壤侵蝕強度的降低。
　?、?010年庫區(qū)降雨侵蝕力的平均模擬相對誤差為15％，測試樣本數(shù)據(jù)相對誤差為14.67%，預測相對誤差為19.

6、65%，NE系數(shù)為0.85，說明BP神經(jīng)網(wǎng)絡對庫區(qū)降雨侵蝕力具有良好模擬效果；2010年庫區(qū)土壤侵蝕強度的Kappa指數(shù)為0.75，總體計算結果能滿足模擬與預測需求。
　?、菰谕恋乩貌蛔兦闆r下，2030年庫區(qū)輕度、中度侵蝕面積均有所增加，微度侵蝕面積及強度以上侵蝕面積均呈減少趨勢，且侵蝕強度轉變中的58%來源于相鄰侵蝕強度，跨侵蝕等級區(qū)的較少；在降雨侵蝕力不變情況下，自然增長、生態(tài)保護情境下未來土地利用變化所導致的土壤侵蝕均呈下