祖厲河流域土壤侵蝕與水文—地貌過(guò)程變化的GIS輔助模擬.pdf

1、土壤侵蝕是發(fā)生在地表的水文-地貌過(guò)程。當(dāng)前，人類活動(dòng)加劇的土壤侵蝕是一個(gè)全球性的環(huán)境問(wèn)題，威脅著許多國(guó)家和地區(qū)，特別是半干旱區(qū)，農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。中國(guó)的黃土高原是人類活動(dòng)加劇土壤侵蝕，從而使經(jīng)濟(jì)受損的一個(gè)極端例子。本研究重點(diǎn)利用GIS輔助土壤侵蝕模型對(duì)黃土高原西部的祖厲河流域的土壤侵蝕問(wèn)題進(jìn)行了研究。取得的主要成果如下： (1)基于四個(gè)尺度(1∶250,000，1∶50,000，1∶10,000，and1∶5,000)的數(shù)字高程

2、模型和USPED模型計(jì)算的土壤侵蝕結(jié)果對(duì)比表明，1∶50，000的數(shù)字高程模型與更高分辨率數(shù)字高程模型提供了幾乎一樣的用以估算土壤侵蝕所需的地形信息，而1∶250，000的數(shù)字高程模型，由于過(guò)低的估算了細(xì)溝侵蝕和片蝕，從而過(guò)低的估算了土壤侵蝕的總量。 (2)由于降水是土壤侵蝕最重要的驅(qū)動(dòng)因子，土壤侵蝕計(jì)算的精度在很大程度上取決于對(duì)各站點(diǎn)的降水觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的空間插值。我們的實(shí)驗(yàn)表明1階趨勢(shì)的OrdinaryKriging插值方

3、法可以很好的反映祖厲河流域的多年平均降水的空間分布，而在進(jìn)行高程校正后，空間插值的精度可以進(jìn)一步得到提高。 (3)高泉溝小流域(祖厲河流域內(nèi)的一個(gè)小流域)小區(qū)觀測(cè)的徑流和土壤侵蝕對(duì)比表明，土地利用類型不同，徑流量和土壤侵蝕量都存在著顯著差異。相同條件(降水，地形)下，不同土地利用類型產(chǎn)生徑流的大小順序依次為：荒地＞農(nóng)田＞休耕地＞草地＞疏林地＞灌木。然而，不同土地利用類型產(chǎn)生侵蝕的大小順序不同于徑流，其順序依次為：農(nóng)田＞荒地＞休耕

4、地＞草地＞疏林地＞灌木。這直觀表明，通過(guò)調(diào)整土地利用可以控制土壤侵蝕。此外，不同的農(nóng)作物類型(小麥、土豆，扁豆等)產(chǎn)生的徑流和侵蝕也有差異。高泉溝的觀測(cè)數(shù)據(jù)還表明，不同坡度的農(nóng)田產(chǎn)生的徑流和侵蝕是非線性的。對(duì)于草地(紫花苜蓿)類型，凹坡相對(duì)于其它坡型(凸坡，S型，直線坡)最容易產(chǎn)生徑流和侵蝕。觀測(cè)數(shù)據(jù)還進(jìn)一步證實(shí)了在草地條件下，徑流和侵蝕與植被的覆蓋度密切相關(guān)，隨著降雨強(qiáng)度的增大，這種影響更為明顯。 (4)對(duì)比LISEM對(duì)高泉溝

5、小流域1992/08/29和1993/07/20場(chǎng)次降水觀測(cè)結(jié)果和模擬結(jié)果表明，LISEM可以用來(lái)進(jìn)行黃土高原徑流和土壤侵蝕的模擬計(jì)算，并且模型在高強(qiáng)度降水條件下效果更好。對(duì)LISEM模型的敏感性分析表明，較高的前期土壤含水量和較低的飽和水力傳導(dǎo)率非常敏感。 (5)本研究還利用修正的區(qū)域尺度的土壤侵蝕模型SEMMED對(duì)祖厲河流域的土壤侵蝕進(jìn)行了模擬計(jì)算，從而為政府的決策和規(guī)劃人員為水土保持進(jìn)行土地管理提供了有效的評(píng)估信息。對(duì)比1