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基于RUSLE模型和当地农民认知评估卢旺达农区土地利用土地覆盖变化对土壤侵蚀风险的影响

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如今,土地利用和土地覆盖(LULC)变化对许多自然和人造资源产生了很大影响,特别是土壤资源的影响在世界各地受到越来越多的关注。分析LULC变化的影响及其对土壤侵蚀的相关风险,为土地资源可持续利用和水土保持措施提供参考。从区域上看,非洲土地利用变化主要是由大量的森林向农业和草地转化。更重要的是,近20年里东非的原始森林几乎全部消失,剩下支离破碎的森林仍继续受到威胁。卢旺达的经济主要是建立在原始农业上,大部分人口以农业为生。因此,快速增长的人口使得土地资源变得短缺,导致森林面积减少。研究LULC对环境资源影响(如对土壤侵蚀的影响)的一种方法是使用卫星数据。这种方法使我们能够评估LULC变化对研究区土壤侵蚀潜力的影响。本研究基于遥感(RS)数据和基于地理信息系统(GIS)模型。使用修订后的通用土壤流失方程(RUSLE)模型估算和预测年平均土壤流失率,并划定土壤侵蚀概率区的空间分布。通过实地调查,将当地农民对土壤侵蚀风险的认知与模型结果联系起来。将调查问卷分发到不同区域的高海拔农业区,相比于其他区域这些农业区土壤流失较多。问卷的发放方式是在每个选定的子区中,随机抽取50名参与者。本研究的主要结果如下: (1)研究期间研究区的LULC发生了显著的变化,其中林地和耕地变化最为显著。2000-2005年林地面积由 46.80%降至34.9%,2005-2010年期间林地面积由34.9%增加到42.39%,2010-2015年林地面积由42.39%降至35.43%,降幅接近2倍。总的来说,林地面积从2000年的46.8%减少到2018年的30.01%。林地减少的主要原因是耕地由2000年的32.57%增加到2005年的43.6%,由2010年的34.06%增加到2015年的40.01%。总的来说,耕地面积从2000年的32.57%增加到2018年的47.21%。因此,在没有可持续土地利用管理的情况下,在陡坡地区耕种与人口对自然资源的高度压力密切相关,已被发现是LULC变化及其相关影响的核心原因。 (2) 2000年、2005年、2010年、2015年和2018年,在完全侵蚀的土地上平均土壤流失量分别为52.09 t ha-1 yr-1、55.43 t ha-1 yr-1、47.21 t ha-1 yr-1、57.05 t ha-1 yr-1和51.49 t ha-1 yr-1。年平均土壤流失量略有减少,从2000年的52.09 t ha-1 yr-1减少到2018年的51.49 t ha-1 yr-1。 (3)高概率区和较高概率区覆盖了大部分研究区域,而极低、低、中等和极高概率区只覆盖了小部分区域。高概率区占总侵蚀面积的42.9%,较高概率区占总侵蚀面积的44.9%,而极高概率区仅占总侵蚀面积的5.03%。 (4)当地农民对水土流失风险的看法也与本研究的结果相关。结果显示,所有受访者(100%)在雨季都经历过严重的水土流失。大多数受访者(68.1%)认为土壤侵蚀呈上升趋势,而31.9%和0%的当地农民认为土壤侵蚀呈下降或无变化。在选定的区域中,约有98%的受访者认为他们的农业区应该采取一些水土保持措施来减少土壤侵蚀风险,其中建议的一些措施包括建造梯田(65%)、植树(22%)和排水沟(13%)。总之,当地农民对当前的水土流失风险、原因、指标、影响,甚至对当地水土流失问题的预防措施和解决方案都有清晰和相对全面的了解。本研究的结论对即将开展的水土保持相关项目至关重要,为减少土壤侵蚀风险和可持续的水土保持措施的基准提供理论依据,以及对卢旺达特别是其西部省份适当的土地利用规划政策提供参考。

MANIRAHO Albert Poponi

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水土流失 土地利用变化 土地覆盖变化 农民认知

硕士

自然地理学

LANHAI LI

2022

中国科学院大学

中文

S1