国家自然科学基金(41301032)
- 作品数：8 被引量：85H指数：5
- 相关作者：刘宇赵文启吕一河汪亚峰罗明良更多>>
- 相关机构：中国科学院成都理工大学西南科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球环境科学与工程理学更多>>
- 土壤侵蚀研究中的景观连通度:概念、作用及定量被引量：14
- 2016年
- 土壤侵蚀过程是广泛存在的地表物质运移、再分配过程,受景观格局的调控。关于景观格局与土壤侵蚀之间相互关系的研究众多,但耦合景观格局与土壤侵蚀过程的概念框架和有效工具比较少。景观连通度在斑块、坡面到流域等多个尺度上影响土壤侵蚀的发生和发展,是深刻影响土壤侵蚀过程的关键景观格局特征。从景观连通度的概念、分类着手,分析了景观连通度在土壤侵蚀过程中的作用,阐述了土壤侵蚀研究中定量景观连通度的方法,总结了基于土壤侵蚀过程定量景观连通度的两类主要途径:景观连通度指数方法和融合景观连通度概念的分布式土壤侵蚀模型。景观连通度概念及其定量在方法论上将景观格局与土壤侵蚀过程联系起来,是景观格局—土壤侵蚀相互作用研究的有效工具。
- 刘宇
- 关键词：土壤侵蚀土壤保持
- 景观指数耦合景观格局与土壤侵蚀的有效性被引量：35
- 2017年
- 景观格局分析是景观生态学中揭示景观变化及其生态效应的主要方法,而景观指数是景观格局分析中广泛使用的工具。土壤侵蚀是土壤物质在景观中的迁移和再分配过程,受地形、植被和人类活动及其空间格局的调控。运用景观格局分析揭示景观格局变化特别是土地利用/覆被格局变化对土壤侵蚀的影响是土壤侵蚀研究中应用景观生态学原理和方法的典型。在当前的研究中,斑块-廊道-基质范式下建立的景观指数对侵蚀过程的解释能力不断受到质疑,建立筛选适用的景观指数的原则和方法十分必要。以延河流域碾庄沟小流域为例,利用WATEM/SEDEM模型模拟多个年份流域侵蚀产沙和输沙量;基于土地利用/覆被数据,利用Fragstat4.2软件,计算了相应年份流域斑块、边界密度、形状、集聚与分散和斑块类型多样性4个方面的代表性景观指数。在此基础上,分析了景观指数与流域侵蚀产沙和输沙之间的关系,讨论了景观指数在土壤侵蚀研究中的有效性,在景观和斑块类型水平上分析了景观指数表达"源"、"汇"两大类景观类型的空间格局与侵蚀产沙和输沙之间的关系的一致性。结果表明:斑块-廊道-基底范式下发展的景观指数在指示景观格局的土壤侵蚀效应时存在局限。相对而言,斑块类型尺度的景观指数更能有效表达景观格局与土壤侵蚀的关系。基于景观类型在土壤侵蚀过程中的"源"、"汇"功能,提出了在土壤侵蚀研究中筛选适用的景观指数的原则:(1)对"源"、"汇"两类景观类型,景观指数与土壤侵蚀状况表征变量的相关系数符号相反;(2)对同为"源"或"汇"景观类型的多个景观类型,景观指数与土壤侵蚀表征变量的相关系数应具有符号一致性。尽管景观指数在斑块类型水平上具有一定的有效性,但用其预测景观格局变化的侵蚀效应有很大的不确定性。因此,基于土壤侵蚀过程
- 刘宇
- 关键词：景观指数土壤侵蚀
- WATEM/SEDEM框架下的土壤保持效益传输研究被引量：1
- 2017年
- 土壤侵蚀是陆地生态系统中广泛存在的地表过程,具有当地和异地两方面的生态环境和社会经济影响。土壤保持为人类社会提供防止土壤肥力下降和减少库塘淤积等效益。当前对异地土壤保持效益的计算大多基于当地土壤保持量、采用单一的泥沙输移比,忽视了泥沙输移比的尺度效应及其与流域特征和降雨等因素的时空变异相关的事实,缺乏对土壤保持效益空间传输的定量和显式表达。本文基于WATEM/SEDEM模型框架,通过流域侵蚀产沙和泥沙传输模拟,建立了评估当地和异地土壤保持效益的方法,量化了碾庄沟流域不同土地利用类型区土壤保持效益的输入和输出及其空间格局。该方法能识别土壤保持效益净供给区和净受益区,可建立起供给区和受益区之间定量化、空间直观的土壤保持效益传输联系,可为实施空间位置明确的生态补偿决策服务。
- 刘宇滕佳昆
- 关键词：土壤侵蚀土壤保持黄土高原
- 20世纪80年代以来长江流域植被变化的速度和格局被引量：10
- 2016年
- 长江流域是我国的经济重心,生态区位重要。长期以来开展的生态建设工程和城镇扩展等人文驱动是造成流域植被变化的重要原因。利用长时间序列的GIMMS 3g植被NDVI监测数据,对长江流域植被变化的速度、空间格局及其时段变异进行分析。结果显示:20世纪80年代以来,长江流域植被发生了显著的变化,植被覆盖总体呈上升趋势;坡度带、海拔带、土地利用/覆被变化类型区和土地利用/覆被类型区之间存在随时段而异的鲜明差异,低海拔、坡度小的区域、长江中游各流域增速高,而长江上游和下游地区增速较慢;植被覆盖降低的区域从农林业影响为主的山区转向城市群分布区,城镇建设成为植被NDVI降低的主要因素。分时段植被变化速度的差异表明,退耕还林工程显著加快了流域植被的恢复速度。从各个土地利用/覆被类型植被变化速率的分析结果来看,人为影响较大的土地利用/覆被类型植被NDVI变化速度较快,表明人类影响强度的变化是流域内植被变化的主要因素。在流域内部,自然地理条件和人文因素分别是长江上游和中下游植被变化的主导因素。
- 刘宇朱源
- 关键词：植被变化长江流域3GNDVI土地利用变化
- 黄土高原小流域植被恢复的土壤侵蚀效应评估被引量：18
- 2016年
- 植被建设是治理土壤侵蚀的重要途径,特别是坡面土壤侵蚀。退耕还林还草是黄土高原乃至全国最大规模的植被建设工程,黄土高原是该工程的重点地区之一。小流域是土壤侵蚀综合治理的基本单元。通过退耕还林工程实施前后小流域土壤侵蚀的模拟和分析,可以为植被建设成效评估和调整治理策略提供参考。运用修正土壤流失方程RUSLE,在ARCGIS10.2平台下模拟了羊圈沟小流域1984年、1996年、2006年、2012年和2014年5个年份的土壤侵蚀,评估了退耕还林前后黄土高原小流域植被恢复对土壤侵蚀的影响。降雨侵蚀力R利用延安气象站30年（1984—2014年,除1999年外）的日降雨数据计算,LS因子利用将矢量化的1∶5 000地形图插值生成DEM提取;土壤可蚀性K因子利用2006年实测土壤理化数据计算,总结概括前人研究成果获取C、P因子值。研究结果表明：（1）各坡度带侵蚀都显著减弱,15°~25°,25°~35°和〉35°坡度带是中度以上侵蚀发生的主要区域。1984—2014年3种坡度带的侵蚀面积之和分别占总面积的44.93%,42.65%,35.78%,23.23%和22.98%;（2）退耕还林前后相比,土壤侵蚀强度显著降低：中度以上侵蚀面积急剧减少,土壤侵蚀转变为以微度、轻度和中度侵蚀为主,3类侵蚀面积之和在2006年、2012年和2014年分别占总侵蚀面积的26.53%,44.24%和43.47%;（3）土壤侵蚀模数呈现减小的趋势,从1984年到2014年,土壤侵蚀强度从15 327.57t/（km2·a）降至3 270.19t/（km2·a）,降低70%以上。总体上,土壤侵蚀明显降低,表明植被建设有效遏制了土壤侵蚀,退耕还林工程对水土保持和治理土壤侵蚀起到了显著的效果。
- 赵文启刘宇罗明良汪亚峰吕一河
- 关键词：植被恢复土壤侵蚀退耕还林黄土高原
- 耦合景观破碎化和土壤侵蚀的“源”“汇”边界指数被引量：5
- 2018年
- 景观破碎化是促进侵蚀产沙和输沙的重要驱动力,而边界密度是量化景观破碎化的指标,其将景观破碎化与侵蚀产沙和输沙相联系。在土壤侵蚀研究中,土地利用/覆被边界密度是表达景观破碎化的常用指标,但由于该指数未考虑土壤侵蚀过程的方向性,在指示景观破碎化的侵蚀产沙和输沙效应时,缺乏过程机理基础,有效性差。该文在区分土壤侵蚀产沙和泥沙传输过程中土地利用/覆被类型"源"、"汇"功能的基础上,考虑了侵蚀产沙和输沙的方向性,根据"源""汇"功能类型相对于边界的空间配置,提出了"源""汇"功能边界及其提取方法,进而计算"源""汇"功能边界密度,并在小流域尺度验证其有效性。结果显示,相对于土地利用/覆被边界密度,"源""汇"功能边界密度指数与土壤侵蚀模数和输沙模数的相关性均明显增强,能更好地反映景观破碎化与流域侵蚀产沙和输沙的关系,增强了景观格局分析方法揭示流域土壤侵蚀变化的准确性。
- 赵亮赵亮
- 关键词：景观破碎化土壤侵蚀景观指数
- 坡面径流冲刷侵蚀的植被覆盖阈值现象研究被引量：5
- 2018年
- 提高植被覆盖度是防治坡面土壤侵蚀的主要途径之一。一般而言,随着植被覆盖度的增加,侵蚀产沙量会呈负指数下降。植被覆盖度与侵蚀的发展之间存在多种多样的阈值现象。采取GIS模拟技术和野外控制试验相结合的方法,揭示植被覆盖度与坡面径流冲刷侵蚀之间的阈值现象。研究结果表明,在植被覆盖度较低、植被分布分散的情况下,植被汇聚径流的作用会导致侵蚀风险的升高;当植被覆盖度达到一定的阈值后,随着植被覆盖度的继续增加,侵蚀产沙量逐渐减小,并最后趋于稳定。该研究结果有助于增强对植被覆盖度和土壤侵蚀之间阈值现象的认识,也表明简单地认为植被覆盖度和土壤侵蚀之间是负指数关系存在不严谨的地方,即在植被覆盖度较低时是不准确的。
- 滕佳昆刘宇
- 关键词：植被覆盖度土壤侵蚀GIS模型
- 水蚀流域土地覆被格局土壤保持能力空间分布式评价被引量：2
- 2014年
- 以丹江口水库以上的汉江流域为例,利用植被覆盖度、坡度加权的上游有效汇流面积空间分布型式和驱动-阻力耦合空间分布拟合函数2个指标,评价水蚀流域土地覆被格局土壤保持能力,并基于研究区14个子流域水文站泥沙资料进行验证。结果表明:汉江干流沿岸河谷盆地和丹江口水库周边丘陵区子流域是研究区城镇和农田的主要分布区,植被覆盖度低,距离汉江较近,当前覆被格局土壤保持能力相对较低,是河流泥沙的主要直接来源地;有效汇流面积空间分布型式和驱动-阻力耦合空间分布拟合函数能有效反映流域泥沙输出,可作为评价流域土地覆被格局土壤保持能力的指标。该评价方法基于土地覆被格局与土壤侵蚀的作用机制,简单易行,可为评价土地覆被格局土壤保持能力、土地覆被格局变化的土壤侵蚀效应提供一种简捷的途径。
- 刘宇
- 关键词：土壤侵蚀土壤保持
