基于GIS平臺(tái)汶川震后新生水土流失分布特征研究.pdf

1、汶川地震新生水土流失在空間的分布變化,主要表現(xiàn)在土地利用/土地覆被面積變化和土壤侵蝕面積變化。本研究以面積凈變幅度、土壤侵蝕強(qiáng)度指數(shù)特征、土地利用結(jié)構(gòu)特征指數(shù)來(lái)研究區(qū)域內(nèi)新生水土流失空間分布變化。利用研究區(qū)域三縣(平武縣、青川縣和北川縣)’地震前(2007年)和地震后(2008年)遙感影像,以GIS為平臺(tái),提取土地利用/土地覆被、植被覆蓋度和土壤侵蝕程度等數(shù)據(jù)信息,結(jié)合三縣1:5萬(wàn)DEM數(shù)據(jù),分析土地利用/土地覆被、坡度、植被覆蓋度、土

2、壤侵蝕程度等面積變化量和面積凈變幅度。通過(guò)分析自然生態(tài)系統(tǒng)、耕地生態(tài)系統(tǒng)、不同坡度段、不同植被覆蓋度段及不同土壤侵蝕程度下面積變化量及凈變幅度,得出研究區(qū)域三縣震后新生水土流失空間變化特征。研究結(jié)果表明:
　　 (1)研究區(qū)域以水田、旱地、林地、草地為主要土地利用類(lèi)型。≤5°和5～8°坡度段,水田、旱地面積比重較大;8～15°、15-25°、25-35°、＞35°坡度段,旱地、林地和草地面積比重較大。研究區(qū)域三縣在地震前、后不同

3、坡度段的主要土地利用結(jié)構(gòu)變化不大.主要土地利用類(lèi)型中,面積凈變幅度最大的為水田,其次旱地;面積凈變幅度最小:平武縣、青川縣為林地,北川為草地。主要土地利用類(lèi)型總面積變化方面,青川縣面積凈變幅度最大,受到地震影響最大,北川縣面積凈變幅度最小,受到地震影響也相對(duì)最小。
　　 (2)自然生態(tài)系統(tǒng)中,三縣震后林地、草地面積呈減少趨勢(shì)。平武、青川縣自然生態(tài)系統(tǒng)受地震影響最大的為草地,北川縣為林地。林地面積減少幅度最大的為平武縣,其次為北川

4、和青川縣。草地面積減少幅度最大的為青川縣,其次為平武,北川草地面積減少幅度最小。汶川地震對(duì)青川、平武縣草地生態(tài)系統(tǒng)影響較大,對(duì)林地生態(tài)系統(tǒng)影響較小;對(duì)北川縣林地生態(tài)系統(tǒng)影響較大,對(duì)其草地生態(tài)系統(tǒng)影響較小。
　　 耕地生態(tài)系統(tǒng)中,青川縣、平武縣旱地面積減少量較大,水田較小;北川縣早地、水田面積減少量均相對(duì)較小。汶川地震對(duì)青川縣、平武縣旱地生態(tài)系統(tǒng)影響較大,對(duì)水田和北川耕地生態(tài)系統(tǒng)影響較小。青川、平武縣耕地生態(tài)系統(tǒng)主要地類(lèi)總面積變化

5、幅度較大,北川縣耕地生態(tài)系統(tǒng)地類(lèi)總面積變化幅度較小,汶川地震對(duì)青川、平武縣耕地生態(tài)系統(tǒng)影響較大,對(duì)北川縣耕地生態(tài)系統(tǒng)影響較小。
　　 (3)平武縣水田和旱地在8-150坡度段面積變化幅度最大,≤5°和＞35°坡度段較小;林地、草地在5～8°坡度段面積變化幅度最大,＞35°坡度段較小.青川縣水田、早地、林地和草地在8～15°坡度段面積變化幅度最大,水田在25～35°坡度段面積變化幅度最小,早地在≤5°坡度段面積變化幅度最小,林地和

6、草地在＞35°坡度段面積變化幅度最小.北川縣水田、林地和草地在8～15°坡度段面積變化幅度最大,旱地在＞35°坡度段最大;水田在≤5°坡度段面積變化幅度最小,早地為15～25°坡度段,林地為25～35°坡度段,草地為15～25°坡度段。地震對(duì)平武縣8～15°坡度段土地利用/土地覆被類(lèi)型影響最大,＞35°坡度段影響最小;地震對(duì)青川、平武縣5～8°坡度段土地利用/土地覆被影響最大,25～35°和＞35°坡度段影響較小。
　　 (4)

7、植被覆蓋度中,研究區(qū)域三縣60～75%和＞75%覆蓋度段為重點(diǎn)。研究區(qū)域三縣不同覆蓋度段面積隨植被覆蓋度增大而增大。平武縣震后＞75%覆蓋度段面積增加最大,60～75%覆蓋度段面積減少最大,其面積由60～75%、45～60%、15-30%向＞75%、≤15%、30～45%覆蓋度段面積轉(zhuǎn)移趨勢(shì)。青川縣震后45～60%覆蓋度段面積增加最大,＞75%覆蓋度段面積減少最大,其面積由＞75%、60～75%向45～60%、15～30%、≤15%、3

8、0～45%覆蓋度段面積轉(zhuǎn)移趨勢(shì)。北川縣震后＞75%覆蓋度段面積增加最大,北川縣僅在60～75%覆蓋度段面積減少,其面積由60～75%向＞75%、30～45%、15～30%、≤15%、45～60%覆蓋度段面積轉(zhuǎn)移趨勢(shì)。平武縣震后＞75%覆蓋度段面積增加幅度最大,在60～75%覆蓋度段面積減少幅度最大。青川縣震后15～30%覆蓋度段面積增加幅度最大,在＞75%覆蓋度段面積減少幅度最大。北川縣震后30～45%覆蓋度段面積增加幅度最大,北川縣僅

9、在60～75%覆蓋度段面積減少。
　　 (5)不同植被覆蓋度類(lèi)型面積對(duì)比可知,60～75%和＞75%覆蓋度段對(duì)平武縣影響最大,＞75%、60～75%和45～60%覆蓋度段對(duì)青川縣影響最大,＞75%、60～75%覆蓋度段對(duì)北川縣影響最大。不同植被覆蓋度類(lèi)型面積變化量隨植被覆蓋度增大而增大。研究區(qū)域三縣在≤15%、15～30%、30～45%植被覆蓋度段面積凈變幅度較大,面積凈變幅度最明顯的為北川縣。三縣中,北川縣在30～45%植被覆

10、蓋度段面積增加最大,面積凈變幅度為310.52%。不同植被覆蓋度類(lèi)型面積變化量隨植被覆蓋度增大而增大,與植被覆蓋度成正相關(guān)性。不同植被覆蓋度類(lèi)型面積凈變幅度隨植被覆蓋度增大而減小,與植被覆蓋度和面積變化量成負(fù)相關(guān)性。
　　 (6)不同土壤侵蝕程度類(lèi)型中,三縣地震前、后微度侵蝕面積較大,地震后微度侵蝕面積有所減少。地震后平武縣微度、輕度侵蝕面積減少,中度、強(qiáng)度、極強(qiáng)度和劇烈侵蝕面積增加。青川縣微度、輕度和強(qiáng)度侵蝕面積減少,中度、極

11、強(qiáng)度和劇烈侵蝕面積增加。北川縣微度、輕度、強(qiáng)度和極強(qiáng)度侵蝕面積減少,中度和劇烈侵蝕面積增加。震后三縣土壤侵蝕面積由微度、輕度和強(qiáng)烈向中度、極強(qiáng)度和劇烈轉(zhuǎn)移。汶川地震對(duì)劇烈土壤侵蝕影響很大。震后三縣土壤侵蝕程度由微度、輕度、中度和強(qiáng)度向極強(qiáng)度、劇烈侵蝕轉(zhuǎn)移,輕度以上土壤侵蝕面積增加明顯。
　　 (7)研究區(qū)域三縣土壤侵蝕強(qiáng)度指數(shù):平武縣震前土壤侵蝕強(qiáng)度指數(shù)(SEI)11741.84,震后:39550.22,為震前的3.37倍。青川

12、縣震前SEI:8197.68,震后:22933.02,為震前的2.80倍。北川縣震前SEI:9847.59,震后:16649.53,為地震前的1.69倍。震后三縣土壤侵蝕強(qiáng)度明顯增加。地震對(duì)平武縣土壤侵蝕影響最大,其次青川縣,北川縣影響較小。震前平武縣土地利用結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)(LUI):467.00,震后:447.81,減小了19.19,為震前的0.96倍。青川縣震前LUIL330.51,震后:306.17,減小了24.34.,為地震前的0