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土地利用/覆盖变化(land use and land cover change,LUCC)是全球环境变化的重要组成和原因,是全球环境变化研究的热点和前沿问题。土壤是LUCC研究的核心要素,是LUCC引起的主要环境效应之一。不同的土地利用情况下,土壤侵蚀状况也不同,植被覆盖与管理因子C是反映土壤侵蚀状况一个重要因子,因此研究北京地区土地利用变化对土壤侵蚀的影响,并通过C因子的变化来反映土壤侵蚀的变化,具有重要意义。可为今后土壤侵蚀研究、水土保持方案的制定提供一定科学依据。
本研究采用1984年,1992年,1996年,2000年,2004年及2008年Landsat TM(ETM+,MSS)遥感数据,在图像的预处理的基础上,一方面进行了土地利用分类方面的研究,另一方面进行全年植被覆盖度推算,并结合降雨侵蚀力数据,得到了各年份C因子值的空间分布特征。最后研究北京土地利用变化对C因子的影响。主要研究成果如下:
(1)采用监督分类的方法对北京地区六个年份遥感影像进行分类。得到土地利用变化矩阵及土地利用变化率指数。结果表明:近三十年北京地区土地利用类型中,耕地面积有所减少,林地面积有所增加,即“退耕还林”。而草地面积减少,城乡建设居民地面积逐年增加,也体现了北京的城市化进程。
(2)采用像元二分法计算植被覆盖度,依据植被覆盖标准季节曲线,推算6个年份,每年各24个半月的植被覆盖情况。并应用不同土地利用类型计算C因子值的公式,推算了6个年份,每年24个半月的C因子值。
(3)采用北京地区1980年至2004年32个水文站点日雨量数据推算多年平均降雨侵蚀力,应用克里格插值得到北京地区24个半月降雨侵蚀力多年平均值并求算24个半月降雨侵蚀力多年平均值占整个年份多年平均值的比例。
(4)根据降雨侵蚀力数据对6个年份24个半月的C因子进行加权求和。得到北京地区6个年份的C因子值。结果表明:林地及草地C因子集中于0~0.01,耕地C因子集中于0.2~0.3。在水土保持效益上,林地和草地大于耕地。
(5)北京地区土地利用变化对C因子的影响体现在:耕地、林地、草地转变为城乡工矿居民地时,C值增大;当耕地转变为林地或城乡工矿居民地转变为耕地、林地、草地时,C值减小。