辽西半干旱区坡地景观类型组合对土壤侵蚀减缓效应分析

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坡地是我国耕地资源的主要分布区之一,坡面作为构成山地、丘陵和破碎高原最基本的景观单元,也是土壤侵蚀发生的基本单元。坡地土壤侵蚀使得地表物质迁移,易造成山区土地退化、土地生产力降低等问题,威胁坡底人们的生存环境。辽宁省坡耕地面积约占全省耕地总面积的1/3,耕地侵蚀主要发生在坡耕地上。辽西地区长期的农业耕作使得坡地分布多种景观类型,构成不同的景观类型组合,对坡地土壤侵蚀起到不同的减缓效应。基于此,为探明坡地不同景观类型组合对土壤侵蚀的影响,本文以辽西半干旱区典型小流域——白山小流域为研究区,采用Arc GIS分析、景观指数分析、实验分析等方法,对不同景观类型组合的样地进行景观异质性分析,以土壤含水量和土壤粘粒含量为土壤侵蚀的表征指标,分析半干旱区小流域坡地不同景观类型组合对土壤侵蚀的减缓效应,主要研究结果如下:(1)白山小流域景观类型组合复杂多样,景观异质性程度相对较高。流域内分布较为广泛的景观类型为农村道路、田坎、旱地、公路用地、有林地,占流域总面积的比例分别为65.086%、29.536%、1.821%、1.184%、0.873%,组成了十一种景观类型组合。耕地由于耕作方式和工程措施不同,可分为坡耕地、水平梯田耕地、坡式梯田耕地三类。其中主要的景观类型组合有果园-坡耕地-果园-坡耕地(OFSOFS)、林地-水平梯田耕地(WFLT)、林地-坡式梯田耕地(WFST)、林地-坡耕地-林地-坡耕地(WFSWFS)、林地-草地-坡耕地(WGFS)、林地-果园-坡耕地-果园(WOFSO)。流域的景观分割指数(DIVISION)为0.992,景观形状指数(LSI)为59.473,香农多样性指数(SHDI)为1.654,整体景观类型较多样化,景观破碎化程度较高,景观异质性程度相对较高。(2)当坡地景观类型组合相同时,对土壤侵蚀减缓效应总体上差异不大。但当景观类型在坡面位置不同时,对土壤侵蚀减缓效应略有差异。A1与A2均为果园-坡耕地-果园-坡耕地(OFSOFS)景观类型组合,对土壤侵蚀减缓效应相似。两坡面土壤含水量和粘粒含量差值较小,分别为0.034%、0.23%。但当景观类型在坡面位置不同时,对土壤侵蚀减缓效应略有差异。相比较而言,坡中上部分布果园时,比分布坡耕地对土壤侵蚀减缓效应更明显。林地-水平梯田耕地(WFLT)景观类型组合中水平梯田可以降低土壤地表侵蚀的程度,减弱土壤细粒物质的流失,对坡地土壤侵蚀减缓效应更明显。坡顶分布的林地中,土壤含水量和粘粒含量低于同坡面位置的水平梯田,对土壤侵蚀的减缓效应不明显。(3)当坡地景观类型组合不同时,对土壤侵蚀减缓效应差异明显。当景观类型组合不同时,土壤含水量和粘粒含量的变化趋势和取值范围差异明显。G1水平梯田耕地(FST)景观类型组合中0~20cm的土壤含水量和粘粒含量的取值范围为10.33%-17.98%、2.62%-3.62%,而G2果园-坡耕地-果园-坡耕地(OFSOFS)景观类型组合的取值范围为8.10%-16.00%、1.80%-3.50%。综合0~20cm土壤含水量和粘粒含量的差值分析,坡耕地(FS)、林地-草地-坡耕地(WGFS)、林地-果园-坡式梯田耕地(WOFST)、坡式梯田耕地(FST)、坡耕地-果园-坡式梯田耕地-果园-坡式梯田耕地(FSOFSTOFST)五种组合对土壤侵蚀减缓效应起到明显作用。单一坡耕地的坡面相比较林地与坡耕地相间分布的复合坡面而言,对土壤侵蚀减缓效应更明显。单一坡式梯田耕地的坡面相比较果园与坡式梯田耕地相间分布的复合坡面,对土壤侵蚀减缓效应不明显。总的来看,非耕作景观类型越多或趋于复杂的景观类型组合对土壤侵蚀的减缓效应明显。
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