基于土地利用/土地覆被变化的InVEST土壤保持型应用研究

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在全球变化的大背景之下,人类活动对全球变化产生的生态效应研究受到广泛关注。土地利用/土地覆被变化(LUCC)是受人类活动影响最重要、最直接的方面;区域土壤侵蚀及生态系统土壤保持功能的变化正是全球变化中最显著、影响最深刻的生态问题之一。因此,对于LUCC与土壤侵蚀关系研究日益成为全球变化领域中一项重要课题。土壤侵蚀导致泥沙沉积物堆积,对流域的水利基础设施造成压力,增加了其治理及维护成本。本文采用ArcGIS10.0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,探讨土地利用/土地覆被变化对流域土壤侵蚀的影响,在此基础上对该流域生态系统减轻泥沙淤积水库和保证水质的土壤保持功能做出评价,并运用该模型模拟2010年土地利用/土地覆被情景下该流域在未来40年内的生态系统土壤保持功能大小。结果表明:(1)2000-2010年,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5197.24hm2(4.11%)主要流向灌丛和城镇。(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极强度侵蚀级别,并且10年间侵蚀状况呈加剧趋势;(3)新增灌丛及草地来自退耕,且处于植被生长的初级阶段,管理程度低,导致变化区域植被覆盖度下降,故在耕地转化为灌丛及草地后的一定时段内土壤侵蚀发生率偏高,使得耕地大面积转为灌丛成为该流域由土地利用类型变化引起的土壤侵蚀加剧的主要原因。(3)生态系统土壤保持功能受多方因素共同影响,2000年、2010年研究区实际土壤保持量分别为6.19×108 t、9.20×108 t;2010年土地利用/土地覆被情景下未来40年内的生态系统减轻泥沙淤积水库和保证水质的土壤保持功能价值量分别为343.43亿元、6872.08亿元。
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