文档介绍：基于遥感与GIS的土壤侵蚀强度快速估测方法
张有全1, 2,宫辉力3,赵文吉3
1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林长春 130012;2. 中国科学院研究生院,北京 100039;
3. 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室,北京 100037
摘要:针对土壤侵蚀问题,提出了一种基于遥感数据、气象数据、土壤数据的区域土壤侵蚀快速估测方法。首先,通过对土壤侵蚀问题形成原因和影响因素的分析,确定土壤侵蚀敏感性因子;其次,利用遥感(RS)、GIS技术提取土壤侵蚀敏感性因子信息;然后,在GIS系统支持下,运用主成分分析方法,进行土壤侵蚀强度分级;以北京密云水库周边区域为例,进行了土壤侵蚀估测方法的应用,并对该区域的土壤侵蚀空间特征进行分析。研究结果表明:(1)区域土壤侵蚀快速估测方法与实际情况有较好的一致性;(2)密云水库周边地区土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,%,%;(3)土壤侵蚀受坡度、地貌影响明显,中度侵蚀主要发生在低山、丘陵区以耕地为主的土地利用上,以及坡度在大于25°的阳坡地带。
关键词:RS;土壤侵蚀;GIS;主成分分析
中图分类号:S157 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)01-0102-06
土壤侵蚀是指地球表面的土壤及其母质受水力、风力、冻融、重力等外力的作用,在各种自然因素和人为因素的影响下发生的各种破坏、分离、搬运和沉积的现象[1]。土壤侵蚀不仅破坏土地资源,而且将大量携带养分、重金属和化肥、农药的泥沙进入江河湖库,造成水体富营养化[2],同时导致土壤肥力下降,生态环境恶化,是世界上的主要环境问题之一。
国内外学者针对土壤侵蚀问题提出了许多土壤侵蚀的预测模型,如USLE、RUSLE、WEPP、CREAMS、ANSWERS等,这些模型在一定的研究区域得到了成功的应用。但这些模型在应用时有一定的区域条件限制,大多适于缓坡地。同时,严格的土壤侵蚀估算都以试验小区为依托,获取各个相关因子的常年数据,再进行土壤侵蚀的研究。但是目前我国大部分地区暂时还难以获取足够的侵蚀模数资料,使用试验小区的方法进行大尺度区域的土壤侵蚀监测存在着成本巨大,监测周期长的不足。本文在深入分析土壤侵蚀主要影响因素的基础上,选取主要的影响因子,在遥感和GIS技术的支持下, 运用主成分分析方法进行土壤侵蚀强度分级,从而实现区域土壤侵蚀的快速监测。
1 研究区概况
北京是资源型缺水的特大城市,人均不足300 m3,是全国人均量的1/8,世界人均量的1/30[3]。密云水库作为北京市最大的饮用水源基地,保障着首都1/3的供水,生态位势极其重要。近年来由于人们对其周边土地不合理的开发利用以及采矿、筑路、盲目扩大旅游业等,导致了库区周围,尤其是库东北、北部地区的土壤侵蚀现象较为严重。据1999年北京市遥感调查, km2,占全县总面积的45%[4],进行水库周边地区土壤侵蚀危险度等级判定,对保护和改善水库周边生态环境,保证首都人民用水以及用水安全,以及合理规划水库周边土地利用有着重要意义。
2 土壤侵蚀敏感性因子的选择
针对土壤侵蚀问题形成和影响因素的大量分析和研究工作表明,区域土壤侵蚀的敏感性主要受降水、成土母质、地形坡度和地表覆盖