基于遙感和RUSLE的植被指數(shù)對(duì)小流域輸沙影響的研究.pdf

1、植被的水土流失研究多以坡面徑流小區(qū)為主，而在流域尺度以定性或半定量分析為主，極少考慮研究區(qū)域的的植被生長(zhǎng)季節(jié)和降水變化，也極少結(jié)合地形地貌背景，研究結(jié)果缺少實(shí)際檢驗(yàn)。本文以小流域次降雨事件為切入點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外相對(duì)成熟的水文和土壤侵蝕分析方法及模型結(jié)構(gòu)、因子，嘗試在小流域尺度下研究不同土地利用、植被季節(jié)性變化對(duì)小流域侵蝕輸沙的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，為土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或評(píng)價(jià)提供可靠的數(shù)據(jù)支持，為小流域綜合規(guī)劃和治理提供理論依據(jù)。
　　以湖北谷

2、城縣白楊溝小流域（面積5.38km2）控制站1987年-1996年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于RUSLE方程的降雨動(dòng)能、土壤可蝕性、地形因子和Landsat5—TM影像提取四種植被指數(shù)（歸一化植被指數(shù)—NDVI、增強(qiáng)植被指數(shù)—EVI、纓帽變換的綠度指數(shù)和修正的土壤調(diào)整植被指數(shù)—MSAVI），植被指數(shù)通過(guò)三種公式轉(zhuǎn)換使之成為反映流域輸沙的一個(gè)因子（聯(lián)合因子），與RUSLE中植被覆蓋與管理因子C的意義相同;并分析轉(zhuǎn)換后的聯(lián)合因子季節(jié)性變化規(guī)律，及

3、不同土地利用對(duì)流域輸沙影響。主要取得以下結(jié)論:
　　從轉(zhuǎn)換公式和植被指數(shù)與流域輸沙關(guān)系來(lái)講，優(yōu)先選擇轉(zhuǎn)換公式1和轉(zhuǎn)換公式2，植被指數(shù)以NDVI、MSAVI計(jì)算的聯(lián)合因子最優(yōu)，可以用于反映流域植被總體的水平;當(dāng)以EVI指數(shù)計(jì)算時(shí)，主要參考轉(zhuǎn)換公式2計(jì)算聯(lián)合因子;當(dāng)以綠度指數(shù)計(jì)算時(shí)，可參考轉(zhuǎn)換公式1和轉(zhuǎn)換公式2計(jì)算聯(lián)合因子。
　　轉(zhuǎn)換公式(1):C=exp(-α×VI/β-VI)；
　　轉(zhuǎn)換公式(2):C=(α2-VI/α

4、1)β。
　　VI代表NDVI、EVI、綠度、MSAVI指數(shù);α、β轉(zhuǎn)換公式參數(shù)
　　從不同土地利用類型的聯(lián)合因子與流域輸沙季節(jié)性變化的關(guān)系來(lái)看，公式1和公式2轉(zhuǎn)換植被指數(shù)的聯(lián)合因子是表達(dá)植被對(duì)流域輸沙的有效因子，可反映耕地農(nóng)事活動(dòng)及林地植被生長(zhǎng)的季節(jié)性變化，并可以指示出對(duì)流域輸沙的影響，旱地、喬木林地的NDVI的聯(lián)合因子可以解釋降雨沙模數(shù)季節(jié)性變化的50％左右，MSAVI的聯(lián)合因子可以解釋降雨輸沙模數(shù)季節(jié)性變化的40％左右

5、。即小流域早地和喬木林地植被的季節(jié)性變化可以抑制潛在最大侵蝕量的40％-50％。
　　從降雨侵蝕力和流域植被的聯(lián)合因子對(duì)流域輸沙影響的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，降雨侵蝕力R10對(duì)流域輸沙的貢獻(xiàn)率達(dá)88.19％，植被和其他因子對(duì)流域輸沙的貢獻(xiàn)率僅有11.81％，流域內(nèi)總體植被的聯(lián)合因子對(duì)流域輸沙的貢獻(xiàn)率為6.48％。降雨侵蝕力R10平均每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位將促進(jìn)流域輸沙模數(shù)增加3.44t/km2，植被的聯(lián)合因子平均每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位將促進(jìn)流域

6、輸沙模數(shù)增加0.94t/km2。降雨侵蝕力R10對(duì)流域輸沙的影響強(qiáng)度是聯(lián)合因子的3.75倍，流域植被的作用對(duì)輸沙的影響遠(yuǎn)小于降雨侵蝕力的影響。
　　從不同土地利用類型植被的聯(lián)合因子共同作用對(duì)流域輸沙的影響強(qiáng)度來(lái)看，旱地對(duì)流域輸沙的影響強(qiáng)度最大，其次為喬木林地，灌木林地和水田對(duì)流域輸沙的影響強(qiáng)度最小。早地、喬木林地、水田、灌木林地的聯(lián)合因子每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差單位將促進(jìn)流域輸沙模數(shù)分別增加0.98t/km2、0.79t/km2、0.60

7、t/km2、0.60t/km2。
　　從不同土地利用類型植被的聯(lián)合因子對(duì)流域輸沙的貢獻(xiàn)（程度）來(lái)看，旱地和喬木林地對(duì)流域輸沙的影響程度最大，其次是灌木林地和水田;旱地和林地位于同一水文響應(yīng)單元內(nèi)，喬木林地的水土保持防護(hù)功能作用導(dǎo)致林地對(duì)流域輸沙的影響僅次于旱地。由于降雨侵蝕力作為侵蝕輸沙的外部動(dòng)力條件，將流域不同土地利用類型作為輸沙的來(lái)源，旱地、喬木林地、灌木林地、水田對(duì)流域輸沙的貢獻(xiàn)率分別為36.20％、27.71％、19.08