考虑地形变化的延安水土流失估计

• 作 者: 李文梁
• 机 构: 长安大学
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2021年01期
• 关键词: 延安 RUSLE InSAR 地形数据更新 土壤侵蚀量估计

我国是世界上土壤侵蚀最严重的国家之一,其不仅制约着经济社会的可持续发展,而且威胁着人民的生命财产安全。定期开展土壤侵蚀估计,并适时地采取有针对性的措施,是减少土壤侵蚀、维护人类与自然环境和谐统一的关键。在众多成因中,地形因素是土壤侵蚀估计中一个重要的因子。但是,随着城市化进程的快速发展,区域地形变化速度加快,目前的土壤侵蚀估计忽略了地形因子的时效性,从而导致土壤侵蚀估计误差。因此,及时有效获取更新的数字高程模型（DEM）是反映土壤侵蚀现状的关键。基于此,本文以实施了“平山造城”工程的延安为例,利用合成孔径雷达干涉测量（In SAR）技术获取了精细化的现势DEM,并将其引入到修正通用土壤侵蚀方程RUSLE计算中,评估了延安市近20年的土壤侵蚀强度。主要研究内容及成果如下:（1）选取覆盖延安新区的TDX/TSX影像,借助In SAR技术获取了最新的DEM,通过与历年的DEM数据做对比,得到了“平山造城”工程以来的地形变化状况,发现工程填挖的土层可达百米而且不同时期削山区和填沟区面积基本相近,延安新区随着工程进行坡度、坡长值小的区域面积占比增大;（2）延安2001～2014年间侵蚀变化明显,2014年以后各个区域的侵蚀等级保持稳定,其中微度侵蚀的面积从2001的942 km2增加到2014年的1991 km2。轻度侵蚀以下面积占比在2014年达到峰值,约为70%。延安土壤侵蚀等级分布变化与植被覆盖率分布变化相一致。市区西南方向侵蚀状况一直以微度侵蚀为主,侵蚀严重的区域主要分布在市区周围及其北部区域,但随着时间推移,土壤侵蚀的状况逐渐转好。土壤侵蚀量变异系数较大的值分散在延安市北面,说明该区域内的土壤侵蚀状况变化最明显。而且多集中分布在延安新区,印证了延安新区的平山造城工程在施工过程中对土壤侵蚀有极大的影响;（3）借助地理探测器发现降雨量在延安区域内对土壤侵蚀空间分异的影响效果最小,植被覆盖率对土壤侵蚀空间分异的影响较为明显,其中在2019年的影响最为明显。通过进一步研究发现剧烈侵蚀多发生在植被覆盖度为45%以下的区域内。坡度小于2°时土壤侵蚀模数均值基本都小于1000t·km-2·a-1,以微度侵蚀为主,同时发现在115m-135m的坡长区间发生的土壤侵蚀反而比在坡长95-115m发生的土壤侵蚀量小,说明除坡长外有影响力更大的作用因子在影响着土壤侵蚀的发生。以延安新区为典型区域,分析人类活动对土壤侵蚀的影响,发现在平山造城工程实施后,距离路面较近的人类经常活动区域内,土壤侵蚀程度很轻,但远离路面的过程中侵蚀会愈加严重。