我国土壤侵蚀普查中水蚀模型的比对研究——以江西省兴国县潋水河流域为例

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土壤侵蚀的预测预报与定量评价一直是水土保持领域研究的热点主题,也是水土保持宏观控制、措施布设、环境评价等工作的基础。然而,土壤侵蚀宏观监测方法众多,每种方法中所采用的数据源和因子差异较大,因此就出现了一个现实的问题,即监测结果是否受监测方法和数据源等因素的影响?如果有影响,其影响的程度如何?为此,本研究选取我国南方红壤区江西省兴国县潋水河流域为研究对象,分别采用我国在四次土壤侵蚀普查中的水力侵蚀量监测方法,即人机交互目视解译、因子叠加法和基于中国土壤流失方程(CSLE)的抽样调查法,结合RS和GIS空间分析技术,提取流域土壤侵蚀模型因子,计算土壤侵蚀模数,生成空间分布图,对比不同模型方法的估算结果;同时,在土壤侵蚀监测过程中,选用10m、25 m、50 m和100m四种分辨率的数字高程模型(DEM)和0.5 m、2.5 m、10 m和30 m四种分辨率遥感数据,分析DEM精度和遥感影像分辨率对各模型监测结果的影响,分析不同模型产生误差的原因,以及误差大小与影响因素的一致性。研究发现:  (1)三种土壤侵蚀宏观监测方法,在其他条件都相似的情况下其监测结果有显著差异,特别是在土壤侵蚀空间分布上差异显著,人机交互目视解译侵蚀面积主要分布在流域中部植被覆盖度较低的平坦地区,因子叠加法侵蚀面积分布均匀,基于CSLE模型的抽样调查法侵蚀面积主要分布在林下流流失严重的疏林地区。在数值上也有一定的差异,与卡口站实际观测数据比对,基于CSLE模型的抽样调查法的计算结果更接近于观测值(输移比按0.35计算)。  (2)形成DEM的比例尺不同,也会影响土壤侵蚀的监测结果。在因子叠加法中,比例尺不同对丘陵区的监测结果影响较大,低山区次之,中山区较小;在CSLE模型中相对影响的幅度,与因子叠加法相比较小,其影响的趋势与LS因子变化趋势一致。与卡口站观测结果对比,得到适用于两种模型的最佳DEM分辨率均为25 m,即1∶5万比例尺。  (3)遥感数据的分辨率,也会影响土壤侵蚀监测结果。随着分辨率的降低,三种水蚀模型估算侵蚀面积和侵蚀量都增大,但程度不同:人机交互目视解译最大,因子叠加法最小,CSLE模型随影像分辨率变化的敏感程度介于以上两种方法之间。假如将0.5m分辨率遥感影像的监测结果作为实际真实值,得到适用于人机交互目视解译和CSLE模型的最佳分辨率为2.5 m,适用于因子叠加法的最佳分辨率为10m。  
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