喀斯特山區(qū)土地利用變化與土壤侵蝕耦合關(guān)系研究——以畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)為例.pdf

1、喀斯特山區(qū)是中國(guó)眾所周知的生態(tài)脆弱地區(qū)，以土壤侵蝕為主要特征的土地退化及石漠化制約著該地區(qū)的發(fā)展，也是該地區(qū)目前亟待解決的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。喀斯特山區(qū)成土過(guò)程緩慢而復(fù)雜，加之人口眾多，人地矛盾突出，人類對(duì)土地的利用方式和結(jié)構(gòu)使得地表覆被、徑流、土壤質(zhì)地等發(fā)生變化從而影響土壤侵蝕，同時(shí)土壤侵蝕造成土壤肥力下降、土地退化而制約土地利用結(jié)構(gòu)和布局，已有研究表明土地利用方式和結(jié)構(gòu)的不合理性對(duì)土壤侵蝕具有加強(qiáng)效應(yīng)，而土壤侵蝕的加重會(huì)加劇石漠化和人地矛

2、盾，使生態(tài)環(huán)境問(wèn)題更加嚴(yán)峻。因此，研究畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)土地利用與土壤侵蝕的耦合關(guān)系，有利于有限的土地資源的合理配置和喀斯特地區(qū)的生態(tài)保護(hù)，為區(qū)域土地規(guī)劃及水土保持等宏觀決策部門提供理論支撐。
　　本文以畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)1990、2000、2010年三期的landsat TM和ETM+數(shù)據(jù)當(dāng)作信息源，基于中國(guó)水利行業(yè)頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，利用RS與GIS技術(shù)結(jié)合提取畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)地類、坡度和植被三個(gè)間接因子數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上制作出畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)土壤侵蝕圖并

3、估算了畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)土壤侵蝕量，分析了畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)地類時(shí)空變化和土壤侵蝕變化特征，并探討了兩者的耦合關(guān)系。研究得到的主要結(jié)論如下：
　　1、1990-2010年畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)中林、耕、草地占比最大，按面積大小排序?yàn)榱值?耕地>草地；畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)綜合利用動(dòng)態(tài)度為0.088％，屬于極緩慢變化型，耕地面積持續(xù)減少，林地、城鄉(xiāng)工礦居民用地持續(xù)增大，草地、水域和未利用地則有先減后增趨勢(shì)，未利用地的單一土地利用動(dòng)態(tài)度數(shù)值表明該土地利用類型增長(zhǎng)

4、速度最為劇烈，為13.39%。不同地類之間轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)三大主要地類間，林地增加，植被覆蓋度得到提高，降雨截流能力增強(qiáng)，此外林地與草地轉(zhuǎn)入面積大部分來(lái)自于耕地及耕地面積持續(xù)減少，表明過(guò)度開(kāi)墾狀況有所好轉(zhuǎn)，得益于退耕還林還草生態(tài)工程，林草面積得到提高。耕地主要分布在小于25°的坡度帶，大部分位于坡度8°以下地帶；隨著坡度的升高，耕地分布面積減少，存在15°-25°的臨界點(diǎn)。各土地利用類型在各高程帶分布隨海拔升高有先增多后減少的拋

5、物線趨勢(shì)，在海拔2000米時(shí)達(dá)到峰值，各高程帶上土地利用類型分布面積按大小排序?yàn)橹猩?中低山>高中山>低山丘陵。
　　2、1990-2010年畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)以微、輕、中度侵蝕為主，微度侵蝕不計(jì)入侵蝕面積，則侵蝕面積占畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)總面積比例分別是70.22%、71.79%、64.49%，1990年、2000年、2010年的年平均侵蝕模數(shù)為221.51 t/(km2?a)、228.83 t/(km2?a)、190.75 t/

6、(km2?a)，土壤侵蝕的強(qiáng)度及程度有下降的趨向。1990-2000年間侵蝕強(qiáng)度加劇面積共計(jì)2932.97 km2，侵蝕強(qiáng)度減弱面積共計(jì)2055.65 km2，總體侵蝕強(qiáng)度增強(qiáng)。2000-2010年間土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)上升面積共計(jì)6866.89 km2，下降面積共計(jì)10772.25 km2，土壤侵蝕強(qiáng)度在此階段出現(xiàn)減弱趨向，土壤侵蝕得到改善。畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)土壤侵蝕主要分布在坡度為5-35°的坡度地帶，土壤侵蝕強(qiáng)度隨著坡度升高而加強(qiáng)；各高程帶的

7、土壤侵蝕強(qiáng)度與海拔高程的上升顯示出拋物線趨勢(shì)，各土壤侵蝕類型在各海拔地帶的分布面積隨海拔攀升而升高，在1500-2000m海拔范圍達(dá)到到峰值后，在大于2000m的高中山海拔高度后減少。
　　3、分析1990-2010年畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)土地利用與土壤侵蝕耦合關(guān)系得出：畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)水域、城市工礦居民用地、未利用地?zé)o明顯侵蝕，判定為微度侵蝕，不同地類的土壤侵蝕強(qiáng)度綜合指數(shù)大小為：旱地>灌木林地>中覆蓋度草地>疏林地>有林地>水田>高覆蓋度草地>

8、低覆蓋度草地>其他林地；耕地是土壤侵蝕發(fā)生的主要土地類型，耕地面積持續(xù)下降，過(guò)度開(kāi)墾狀況有所好轉(zhuǎn)，土壤侵蝕強(qiáng)度綜合指數(shù)顯著變小，侵蝕程度減弱，表明耕地減少與土壤侵蝕呈正相關(guān)關(guān)系；在林地動(dòng)態(tài)區(qū)，林地持續(xù)增加，土壤侵蝕強(qiáng)度綜合指數(shù)先增后降，表明林地增加與土壤侵蝕強(qiáng)度負(fù)相關(guān)，但部分林地仍然存在被開(kāi)墾和退化現(xiàn)象，使得土壤侵蝕程度加重；在草地動(dòng)態(tài)區(qū)，草地面積先減后增，土壤侵蝕強(qiáng)度綜合指數(shù)先變大再變小，表明草地增加與土壤侵蝕負(fù)相關(guān)，增加草地有利于土