北方典型水蚀-风蚀交错带土壤侵蚀时空分布格局研究——以张家口市为例

作     者：王晓艺 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马菁;苏正安

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：水力侵蚀 风力侵蚀 时空变化 137Cs 土地利用类型 

摘      要：本研究以张家口市土壤侵蚀为研究对象,利用DEM及土地利用等遥感影像,通过USLE(universal soil loss equation)模型与风蚀模型进行整合和模拟,分析该地区2005～2015年水力侵蚀和风力侵蚀的时空分布格局与动态演变规律,明晰该地区土地利用及土壤保持功能变化特征。主要结果如下:(1)该地区土壤水力侵蚀以轻度侵蚀为主,且强烈侵蚀面积由2005年的820.45km降至2015年的51.66km,不同侵蚀类型的侵蚀面积均呈下降趋势。从分布来看水力侵蚀主要集中于坝下地区,蔚县、阳原、琢鹿等地水力侵蚀程度更是在强烈以上。从土地利用类型角度来看,草地和耕地水力侵蚀最为严重,林地受影响程度较低。整体来说该地区水蚀状况有所好转,但侵蚀面积依然较大,仍需采取进一步措施进行治理。(2)该地区土壤风力侵蚀全部为轻度侵蚀和中度侵蚀,2005年轻度面积是11784.90 km,占侵蚀面积的82.72%,中度侵蚀面积是2461.93 km,占17.28%,而2015年轻度侵蚀面积是7322.08 km,占100%,这表明2005～2015年该市不同强烈风力侵蚀面积均呈下降趋势;2015年以前中度风力侵蚀集中分布在康保、张北、尚义等地;张家口市风力侵蚀主要集中坝上地区,该区2005、2010、2015年风蚀面积分别是9520.47 km、8086.85 km和5674.71 km,而坝下地区2005、2010、2015年水蚀面积分别为4762.36 km、2808.34 km和1647.37 km;耕地和草地风力侵蚀最为严重,林地受影响程度较低,其它土地利用类型的总面积较小,但中度侵蚀面积占比相对较高。(3)以张家口市风蚀代表性区域张北县作为研究对象,采用核素示踪技术开展农田防护林区风力侵蚀空间分布格局研究。Cs计算的农耕地土壤侵蚀模数为20.63t/(hm·a),农田四周防护林土壤侵蚀模数为2.72 t/(hm·a),与风蚀模型的计算结果较为接近,这表明本研究中基于USLE模型得出的结论具有参考价值,也充分证明了本研究所采用的风蚀模型计算结果较为可靠。此外,2005～2015年土地利用变化空间分布也表明张家口市在实施了“三北防护林工程、退耕还林和京津冀风沙源治理工程等一系列生态工程之后,土壤侵蚀整体上有较大程度的改善。