巢湖区域土壤侵蚀遥感动态监测

作     者：罗欣 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐雪海;谢华

授予年度：2023年

学科分类：082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0815[工学-水利工程] 

主      题：巢湖 土壤侵蚀 遥感 RUSLE模型 地理探测器 

摘      要：土壤资源是人类生产生活和社会经济发展的物质基础。中国正在遭受来自土壤侵蚀的严重威胁,严重威胁着我国粮食与环境安全。开展巢湖区域土壤侵蚀研究对区域土地利用规划和生态环境建设具有重要意义。面向安徽省水土保持与生态环境的建设需求,本文以巢湖区域为研究对象,基于气候、土壤、DEM和遥感影像等数据,利用GIS、RS技术,选取吴业素、Williams、刘宝元、Wischmeier、代侨和方广玲等针对不同因子提出的经验模型法,建立修正通用土壤流失模型（RUSLE）,对研究区2007、2012、2017和2021年四期土壤侵蚀强度进行定量评价并生成土壤侵蚀强度分布图;采用转移矩阵、分布指数、重心迁移模型、趋势分析等分析方法,探究巢湖区域土壤侵蚀的时空动态变化特征;利用地理探测器探讨研究区土壤侵蚀时空分布特征与驱动机制。研究结果如下:（1）近15年巢湖区域土壤侵蚀强度整体没有发生太大变化。微度侵蚀等级占比最大,剧烈侵蚀与极强度侵蚀占比最小,多分布在西部、南部以及东北部海拔100 m以上的丘陵山区,坡度在10°以上,这些地区距巢湖岸线较远,平均距离30.2 km,最远51.0 km,短期内不会对巢湖水质造成影响。随着安徽省千万亩森林增长工程等生态建设项目的开展,在巢湖外延1 km和5 km缓冲区内微度和轻度侵蚀面积占比总和分别保持在98%和93%以上,极强度及以上侵蚀等级面积占比仅不到1%和2%,巢湖流域一级保护区环境综合管控水平良好,巢湖生态保护工作不断有效开展。（2）土壤侵蚀强度动态变化分析结果显示,2007-2021年间土壤侵蚀强度总体呈现不明显的增加趋势,微度侵蚀面积减少了396.46 km,轻度及以上侵蚀强度的面积分别增加了228.18 km、44.67 km、43.96 km、46.27 km和28.72 km。其中巢湖岸线1km范围内中度以上侵蚀等级面积微小,5km范围内中度以上侵蚀等级面积变化不大,二者主要是微度与轻度侵蚀之间的转化。土壤侵蚀重心在2007-2021年的移动方向为“西南（6.91 km）—东北（10.40 km）—西北（5.74 km）,整体向西北方向迁移。（3）空间分布方面,从不同地形位指数来看,微度侵蚀受地形因素影响较小,在1-4级地形位地区均有分布;轻度及以上土壤侵蚀强度主要分布在地形位指数4-5级地区,尤其是极强度和剧烈强度等级受到地形的影响比较大。从不同土地利用类型来看,微度侵蚀在各地类上的分布差异性不大;轻度、中度、强度和极强度的土壤侵蚀主要分布在林地和其他地类中;剧烈侵蚀主要分布在其他地类中,其次是林地和建设用地。（4）驱动力分析结果表明,各驱动因子对巢湖区域土壤侵蚀空间分布的解释力由大到小为:坡度地形位指数高程土地利用类型土壤类型降雨量植被覆盖度人口密度经济因子。不同因子之间的交互作用均呈现非线性增强或双因子增强关系,其中,植被覆盖度因子与坡度因子的交互作用对土壤侵蚀的解释力最大,q值为0.1530。巢湖区域的土壤侵蚀高风险区主要分布在降雨量1600 mm以上、坡度25°以上、海拔在300 m、植被覆盖度在0.4-0.5、土地利用类型为其他用地、地形位指数在4-5级之间的地区。总体而言,巢湖区域土壤侵蚀强度主要是微度侵蚀;地形因素是决定土壤侵蚀分布的主要因素,土地利用类型是驱动土壤侵蚀变化的主要因素;植被覆盖度因子与坡度因子的交互作用对土壤侵蚀的影响程度更高。