秦岭山地丹江流域土地利用变化的土壤侵蚀效应评价

doi:10.11849/zrzyxb.20131354

自然资源学报 ›› 2016, Vol. 31 ›› Issue (4): 583-595.doi: 10.11849/zrzyxb.20131354

秦岭山地丹江流域土地利用变化的土壤侵蚀效应评价

李婷, 刘康^*, 马力阳, 包玉斌, 吴磊

西北大学城市与环境学院,西安 710127

收稿日期:2013-12-10 修回日期:2016-01-21 出版日期:2016-04-28 发布日期:2016-04-28
通讯作者: 刘康（1963- ）,男,教授,博士生导师,主要从事生态评价与规划研究。 E-mail:liuk63@126.com
作者简介:李婷（1989- ）,女,陕西咸阳人,硕士研究生,研究方向为生态评估。E-mail:ltingxbdx@126.com
基金资助:
环保部重点项目（STSN-05-27）; 林业公益性行业科研专项（201304309）

Evaluation on Soil Erosion Effects Driven by Land Use Changes over Danjiang River Basin of Qinling Mountain

LI Ting, LIU Kang, MA Li-yang, BAO Yu-bin, WU Lei

College of Urban and Environmental Science, Northwest University, Xi’an 710127, China

Received:2013-12-10 Revised:2016-01-21 Online:2016-04-28 Published:2016-04-28
Supported by:
Environmental Protection Administration Key Projects, No.STSN-05-27; Special Scientific Research Fund of Meteorological Public Welfare Profession of Forest, No.201304309

摘要/Abstract

摘要： 论文采用ArcGIS 10.0及InVEST土壤保持模型,分析2000—2010年秦岭山地丹江流域土地利用类型变化特征,模拟流域不同时期不同土地利用类型土壤侵蚀及土壤保持量的变化规律,并着重探讨土地利用类型方式转变对流域土壤侵蚀的影响。结果表明：1）2000—2010年间,流域裸地大比例减少90.18%（831.06 hm²）,主要转移至水域,耕地大面积减少5 197.24 hm²（4.11%）,主要流向灌丛和城镇;坡耕地还林还草初见成效,湿地的保护与恢复成效显著。2）2000—2010年间,流域土壤侵蚀状况较为严重,整体处于中度侵蚀至强度侵蚀级别,但10 a间侵蚀状况有减缓趋势;在该研究时段内,耕地大面积转为灌丛是该流域由土地利用类型变化引起的土壤侵蚀减缓的主要原因;另外,耕地转为林地以及裸地面积的减少也起到了减轻土壤侵蚀的作用;以自然生态系统为主的林地、灌丛及草地转为耕地时,土壤侵蚀强度则会明显增加。3）生态系统土壤保持功能受多方因素共同影响;2000、2010年研究区实际土壤保持量分别为5.35×10⁸、5.47×10⁸t;占全区面积一半以上的林地和灌丛单位面积土壤保持量较为稳定,全区土壤保持功能有所提高。保证一定面积的林地、在人工干预下合理安排坡耕地还林还草区域的空间分布是秦岭山地丹江流域减少土壤侵蚀的必要措施,同时应注重对可利用耕地的保护。

关键词: InVEST土壤保持模型, 秦岭山地丹江流域, 土地利用变化, 土壤保持量, 土壤侵蚀

Abstract: Using ArcGIS 10.0 and InVEST Sediment Retention Model, we analyzed the temporal and spatial characteristics of land use change from 2000 to 2010 in Danjiang River Basin, and simulated the change rules of soil erosion and soil conservation under different land use patterns in different periods in order to explore the effect of land use and land cover change on soil erosion and soil conservation. The result indicates: Bare land reduced a large percentage of 90.18 (831.06 hm²) and mainly transferred to water body. Farmland reduced a large area of 5 197.24 hm² (4.11%) mainly converted to shrubs and towns. The action of grain for green project has begun to show its effects. The reservation and recovery of wetland was particularly effective. During the last ten years, the tendency of soil erosion in this basin was slowing down, but the situation is still serious that most areas are in intensity degree or middle degree of erosion. Taking the feature of land transfer during the study period into consideration, the transition of plough to shrubs was the primary cause of alleviating soil erosion. On the contrary, the inversed transition of forest land, shrubs or grassland to plough was the mainly cause of intensification of soil erosion. The total actual soil conservation in the year of 2000 and 2010 was 5.35×10⁸ and 5.47×10⁸ t, respectively. The soil conservation of ecosystem had an improvement in the whole region because the woodland, which covered more than half of the study area, had stable quantity of soil conservation per unit area. The soil conservation function of ecosystem is a result of all factors. Ensuring a certain area of forest land, and arranging reasonable spatial distribution of grain for green project under artificial intervention are the prerequisites of preventing deterioration of large area soil erosion in Danjiang River Basin of Qinling Mountain. Meanwhile, attention should also be paid to the preservation of arable land.

Key words: Danjiang River Basin of Qinling Mountain, InVEST sediment retention model, land use change, soil conservation, soil erosion

中图分类号:

S157

李婷, 刘康, 马力阳, 包玉斌, 吴磊. 秦岭山地丹江流域土地利用变化的土壤侵蚀效应评价[J]. 自然资源学报, 2016, 31(4): 583-595.

LI Ting, LIU Kang, MA Li-yang, BAO Yu-bin, WU Lei. Evaluation on Soil Erosion Effects Driven by Land Use Changes over Danjiang River Basin of Qinling Mountain[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2016, 31(4): 583-595.

参考文献

[1] 柳长顺, 齐实, 史明昌. 土地利用变化与土壤侵蚀关系的研究进展 [J]. 水土保持学报, 2001, 15(S1): 10-13, 17.

[2] 许月卿, 彭建. 贵州猫跳河流域土地利用变化及其对土壤侵蚀的影响 [J]. 资源科学, 2008(8): 1218-1225.

[3] 喻锋, 李晓兵, 陈云浩, 等. 皇甫川流域土地利用变化与土壤侵蚀评价 [J]. 生态学报, 2006(6): 1947-1956.

[4] FISTIKOGLU O, HARMANCIOGLU N B. Integration of GIS with USLE in assessment of soil erosion [J]. Water Resources Management, 2002, 16(6): 447-467.
[5] DESMET P, GOVERS G. A GIS procedure for automatically calculating the USLE LS factor on topographically complex landscape units [J]. Journal of Soil and Water Conservation, 1996, 51(5): 427-433.
[6] OZCAN A U, ERPUL G, BRSARAN M, et al. Use of USLE/GIS technology integrated with geostatistics to assess soil erosion risk in different land uses of Indagi Mountain Pass—Cankırı, Turkey [J]. Environmental Geology, 2008, 53(8): 1731-1741.
[7] 潘美慧, 伍永秋, 任斐鹏, 等. 基于USLE的东江流域土壤侵蚀量估算 [J]. 自然资源学报, 2010, 25(12): 2154-2164.

[8] 周平, 蒙吉军. 鄂尔多斯市1988—2000年土壤水力侵蚀与土地利用时空变化关系 [J]. 自然资源学报, 2009, 24(10): 1706-1717.

[9] 李婷, 刘康, 胡胜, 等. 基于InVEST模型的秦岭山地土壤流失及土壤保持生态效益评价 [J]. 长江流域资源与环境, 2014, 23 (9): 1242-1250.

[10] 杨园园, 戴尔阜, 付华. 基于InVEST模型的生态系统服务功能价值评估研究框架 [J]. 首都师范大学学报(自然科学版), 2012, 33(3): 41-47.

[11] RIFE T L. Modeling the Value of Ecosystem Services: Application to Soil Loss in Southeastern Allegheny County [M]. United States: Youngstown State University, 2010.
[12] GOLDSTEIN J H, CALDARONE G, COLVIN C, et al. The natural capital project, Kameameha Schools, and InVEST: Integrating ecosystem services into land-use planning in Hawaii [EB/OL]. http://natural-capital project.org/pubs/NatCap_ Hawaii_KS_TEEBcase_2010.pdf.
[13] 周彬, 余新晓, 陈丽华, 等. 基于InVEST模型的北京山区土壤侵蚀模拟 [J]. 水土保持研究, 2010, 17(6): 9-13.

[14] 饶恩明, 肖燚, 欧阳志云, 等. 海南岛生态系统土壤保持功能空间特征及影响因素 [J]. 生态学报, 2013, 33(3): 746-755.

[15] 白杨, 郑华, 庄长伟, 等. 白洋淀流域生态系统服务评估及其调控 [J]. 生态学报, 2013, 33(3): 711-717.

[16] 亢文选. 陕西省生态环境保护 [M]. 西安: 陕西人民出版社, 2006.

[17] 王星, 李占斌, 李鹏. 陕西省丹汉江流域退耕地恢复过程中的植被演替 [J]. 应用生态学报, 2012, 23(2): 347-356.

[18] 刘晓君, 李占斌, 李鹏. 丹江流域陕西片土地利用空间分异性特征研究 [J]. 水土保持通报, 2012(1): 201-206.

[19] 高杨, 吕宁, 薛重生, 等. 不同区域土地利用与土壤侵蚀空间关系研究 [J]. 中国水土保持, 2006, 33(11): 21-23, 58.

[20] 赵克玉, 陈义琦, 丁利民. 二龙山水库排沙减淤技术的研究 [J]. 泥沙研究, 1995, 2(2): 57-63.

[21] 刘书榜, 冯东玲. 鱼岭水库泥沙淤积成因分析及排沙减淤措施 [J]. 西北水资源与水工程, 2002, 13(2): 46-48, 51.

[22] 章文波, 付金生. 不同类型雨量资料估算降雨侵蚀力 [J]. 资源科学, 2003, 25(1): 35-41.

[23] United States Department of Agriculture. EPIC-Erosion/Productivity Impact Calculator 1. Model Documentation. Technical Bulletin Number 1768, Washington D C, USDA-ARS, 1990
[24] 张科利, 彭文英, 杨红丽. 中国土壤可蚀性值及其估算 [J]. 土壤学报, 2007, 44(1): 7-13.

[25] 陈法扬. 不同坡度对土壤冲刷量影响的实验 [J]. 中国水土保持, 1985, 2: 18-19.

[26] 陈明华, 周伏建, 黄炎和, 等. 坡度和坡长对土壤侵蚀的影响 [J]. 水土保持学报, 1995, 9(1): 31-36.

[27] 程琳, 杨勤科, 谢红霞, 等. 基于GIS和CSLE的陕西省土壤侵蚀定量评价方法研究 [J]. 水土保持学报, 2009, 23(5): 61-66.

[28] 江忠善, 王志强. 黄土丘陵区小流域土壤侵蚀空间变化定量研究 [J]. 土壤侵蚀与水土保持学报, 1996, 2(1): 1-9.

[29] 陈龙, 谢高地, 裴厦, 等. 澜沧江流域生态系统土壤保持功能及其空间分布 [J]. 应用生态学报, 2012, 23(8): 2249-2256.

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[1]	汪言在, 董一帆, 苏正安. 基于土地利用与植被恢复情景的土壤侵蚀演变特征[J]. 自然资源学报, 2020, 35(6): 1369-1380.
[2]	廖伟华, 聂鑫, 蒋卫国. 基于序列模式的土地利用变化分析——以广西壮族自治区为例[J]. 自然资源学报, 2020, 35(5): 1160-1171.
[3]	卢龙辉, 陈福军, 许月卿, 黄安, 黄玲. 京津冀“生态系统服务转型”及其空间格局[J]. 自然资源学报, 2020, 35(3): 532-545.
[4]	臧玉珠, 刘彦随, 杨园园. 山区县域土地利用格局变化及其地形梯度效应——以井冈山市为例[J]. 自然资源学报, 2019, 34(7): 1391-1404.
[5]	陆荣杰, 王莺, 吴家森, 姜培坤. 不同经营方式毛竹林氮流失年动态规律[J]. 自然资源学报, 2019, 34(6): 1296-1305.
[6]	于元赫, 李子君, 林锦阔, 刘金玉, 王硕. 沂河流域土地利用时空变化图谱特征分析[J]. 自然资源学报, 2019, 34(5): 975-988.
[7]	罗娅, 熊康宁, 李永垚, 盈斌, 韦清章. 石漠化治理区土地利用变化安全性评价——以花江、红枫湖、鸭池石漠化治理区为例[J]. 自然资源学报, 2019, 34(3): 600-612.
[8]	张冉, 王义民, 畅建霞, 黎云云. 基于水资源分区的黄河流域土地利用变化对人类活动的响应[J]. 自然资源学报, 2019, 34(2): 274-287.
[9]	荆延德, 张华美. 基于LUCC的南四湖流域面源污染输出风险评估[J]. 自然资源学报, 2019, 34(1): 128-139.
[10]	权瑞松. 基于情景模拟的上海土地利用变化预测及其水文效应[J]. 自然资源学报, 2018, 33(9): 1552-1562.
[11]	陈雅如, 肖文发, 滕明君, 冯源. 三峡库区景观格局粒度效应及其对土地利用变化过程的响应[J]. 自然资源学报, 2018, 33(4): 588-599.
[12]	刘婷, 邵景安. 基于BP神经网络的三峡库区土壤侵蚀强度模拟[J]. 自然资源学报, 2018, 33(4): 669-683.
[13]	杨浩, 王子羿, 王婧, 孟娜. 京津冀城市群土地利用变化对热环境的影响研究[J]. 自然资源学报, 2018, 33(11): 1912-1925.
[14]	王会来, 刘娟, 姜培坤, 周国模, 李永夫, 吴家森. 森林土壤呼吸对人为干扰因素的响应[J]. 自然资源学报, 2017, 32(7): 1240-1255.
[15]	钟科元, 郑粉莉. 1960—2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究[J]. 自然资源学报, 2017, 32(2): 278-291.