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三峡库区湖北段水土保持数据库建设及其应用

作　者: 蔡道明
导　师: 吴宜进；张平仓
学　校: 华中师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 三峡库区湖北段土壤侵蚀定量评价危险度 GIS
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

三峡库区湖北段的生态环境十分脆弱,农业生产条件差,社会经济水平低,该段是长江上游水土流失强烈的地区之一,宜昌所辖多个县(区)遭受侵蚀面积超过30%。不合理或过度开发土地资源使水土流失加重。三峡工程建成后,大量移民使土地紧缺和环境承载压力的矛盾更加突出,水土流失进一步加剧。本文依托湖北省水土保持监测中心项目“王家桥小流域数据库建设及其水土保持系统评估”,以三峡库区湖北段为研究对象,通过收集整理研究区与水土保持相关的基础数据,利用地理信息系统技术建立三峡库区湖北段水土保持数据库,并利用数据库,对研究区待土壤侵蚀的影响因子特征、土壤侵蚀强度动态变化和不同土壤侵蚀背景条件下的土壤侵蚀危险度进行了分析,以期了解研究区土壤侵蚀状况及其特征。本文主要研究成果如下：(1)收集和整理三峡库区湖北段与水土保持相关的基础数据,主要包括DEM数据、遥感影像数据、NDVI数据、土壤数据、径流观察小区数据和气象数据,并建立三峡库区湖北段水土保持数据库。(2)分析三峡库区湖北段土壤侵蚀影响因子的变化规律。结果表明研究区海拔1000m以上的土地面积最多,缓坡、斜坡和陡坡土地分布最为广泛；研究区年降雨量存在微弱的减少趋势,降雨量由南向北逐渐减少；研究区多年单位面积NDVI值为0.587,呈现上升趋势,低植被覆盖率主要出现在长江的干流附近；1999-2007年间有林地面积增加最大,旱地面积减少最多,土地利用结构变化总体上呈现有林地、水田、建设用地和水域面积增加,疏林地和旱地面积呈下降的趋势。(3)利用RUSLE模型估算三峡库区湖北段两个时段的土壤侵蚀强度。结果表明研究区1999到2007年微度侵蚀、极强度侵蚀面积比例有所下降,轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀和剧烈侵蚀面积比例有一定的增加,侵蚀向高等级转移；土壤侵蚀较严重地区主要分布在山高谷深的峡谷地段；研究区土壤侵蚀量主要由极强度侵蚀和剧烈侵蚀产生,2007年两者的侵蚀量之和占总侵蚀量的49.45%。(4)利用抗蚀年限法,计算三峡库区湖北段土壤的抗蚀年限,并对土壤侵蚀潜在危险度进行分级。结果表明整个研究区的土壤侵蚀潜在危险度以无险型和轻险型为主。整个研究区的土壤侵蚀潜在危险度指数SEPDI为1.40,每个县的SEPDI值都小于2,说明整个研究区土壤侵蚀危险度并不高。并分析不同侵蚀背景的土壤侵蚀潜在危险度,认为200～500m高程带侵蚀危险度最大,>35°坡度带侵蚀程度最严重,南坡SEPDI值相对其它坡向侵蚀程度要大；各土壤类型中,棕壤和暗棕壤的无险型侵蚀比例最大,石灰土和紫色土的土壤侵蚀潜在危险度指数最小；30～45%植被覆盖度带的SEPDI最高。

全文目录

中文摘要  5-7
Abstract  7-11
1. 绪论  11-18
  1.1 研究背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 国外土壤侵蚀定量研究现状  12-14
    1.2.2 国内土壤侵蚀定量研究现状  14-15
    1.2.3 土壤侵蚀定量研究趋势  15
  1.3 研究区概况  15-16
  1.4 研究目标和内容  16-17
  1.5 研究方法和技术路线  17-18
2. 三峡库区湖北段水土保持数据库建立  18-24
  2.1 数据库建立的基本原则  18
  2.2 数据的采集和格式  18-19
  2.3 原始数据处理  19-22
    2.3.1 数字地面高程模型(DEM)数据  19
    2.3.2 研究区土壤数据  19-20
    2.3.3 遥感影像  20
    2.3.4 实验小区数据  20-21
    2.3.5 气象数据  21-22
  2.4 数据库的构建与内容  22-24
3. 三峡库区湖北段土壤侵蚀影响因子特征分析  24-36
  3.1 三峡库区湖北段降雨变化规律  24-28
    3.1.1 年平均降雨量空间分布特征  24-25
    3.1.2 降雨类型和发生频率  25-26
    3.1.3 降雨变化趋势分析  26-27
    3.1.4 降雨的周期分析  27-28
  3.2 三峡库区湖北段植被指数NDVI变化规律  28-30
  3.3 三峡库区湖北段地形特征  30-31
  3.4 土地利用变化  31-36
4. 三峡库区湖北段土壤侵蚀定量评价  36-51
  4.1 定量评价模型的选择  36-37
    4.1.1 模型选择条件  36
    4.1.2 模型介绍  36-37
  4.2 RUSLE模型因子确定  37-47
    4.2.1 降雨侵蚀力  37-40
    4.2.2 土壤可蚀性因子  40-43
    4.2.3 地形因子  43-44
    4.2.4 覆盖与管理因子  44-46
    4.2.5 水土保持措施因子  46-47
  4.3 基于RUSLE的三峡库区湖北段土壤侵蚀定量评价  47-51
5. 三峡库区湖北段土壤侵蚀危险度评价  51-61
  5.1 土壤抗蚀年限的估算  51-52
  5.2 土壤侵蚀潜在危险度分级评价  52-55
  5.3 土壤侵蚀潜在危险度与其背景的空间分析  55-61
    5.3.1 不同高程等级的土壤侵蚀潜在危险度分析  55-56
    5.3.2 不同坡度等级的土壤侵蚀潜在危险度分析  56-57
    5.3.3 不同土壤类型的土壤侵蚀潜在危险度分析  57-58
    5.3.4 不同坡向的土壤侵蚀潜在危险度分析  58-59
    5.3.5 不同植被覆盖率的土壤侵蚀潜在危险度分析  59-61
6. 结论与展望  61-64
  6.1 主要研究结论  61-62
  6.2 问题  62-64
参考文献  64-68
攻读学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69

三峡库区湖北段水土保持数据库建设及其应用

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