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典型南方红壤侵蚀区土壤侵蚀时空演变特征及影响因子

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南方红壤区属于生态脆弱地带,受气候变化及人类活动干扰,土壤侵蚀较为严重。长汀县是南方红壤区土壤侵蚀的典型区域,严重的土壤侵蚀危害着长汀县生态系统的稳定和社会经济的可持续发展。自1983年起,政府开始投入了大量的人力物力对长汀县的土壤侵蚀进行治理,经过长期的综合治理,土壤侵蚀状况明显改善。基于以上背景,综合评估土壤侵蚀治理成效,并探究土壤侵蚀变化的影响因子十分必要。本研究基于修正土壤流失方程(RUSLE)确定了长汀县的年均土壤侵蚀模数,通过趋势分析、回归分析和转移矩阵等方法分析了土地利用、植被覆盖和土壤侵蚀的时空变化特征,并通过最优参数地理探测器(OPGD)及对数平均迪氏指数模型(LMDI)分析了土壤侵蚀空间分异的主导因素及时间变化的驱动因子。结果表明: (1)2000-2020年长汀县土地利用类型以林地和耕地为主,二者占比在90%以上,林地主要分布于西部、西北部和东南部,耕地主要分布于中部、东部和东北部,未利用地占比最小,不足0.40%。建设用地面积逐渐增加,未利用地面积逐年减少,其它土地利用类型变化不大。土地利用变化幅度随时间增大,2000-2005年、2005-2010年、2010-2015年、2015-2020年、2000-2020年土地利用综合动态度分别为0.24%、0.25%、0.29%、0.50%和0.40%。林地和耕地之间的转化是主要土地利用转移类型。 (2)2000-2020年长汀县年均植被覆盖度由2000年的0.67提高至2020年的0.77,呈现上升趋势,空间上呈现中间低四周高的分布格局。植被覆盖等级以高覆盖、中高覆盖度为主,总体占比在70%以上,且逐年增长。过去20年间,68.91%的区域植被覆盖情况呈现改善趋势,主要分布于中部、东部及北部部分区域。仅有4.82%的区域植被覆盖明显退化,主要分布于西北部和东南部。未来植被变化表现出较强的反持续性特征,西部和西北部部分区域植被未来存在持续性退化的可能,需要重点关注。 (3)2000-2020年长汀县土壤侵蚀模数由2000年的10.00t/(hm2·a)下降至2020的3.38t/(hm2·a)。土壤侵蚀强度以微度为主,占比在75%以上,且逐年升高,轻度-微度为主要的侵蚀强度转移类型。从空间上看,高强度侵蚀主要分布于中部区域,总体分布格局随时间变化不大。土地利用、植被覆盖度主导了土壤侵蚀的空间分布。随着时间变化,土地利用对土壤侵蚀空间分异性解释力逐渐减小,而植被覆盖一直保持着较高的解释力。土壤侵蚀的变化与植被与经营管理因子(C)呈现显著相关性,土壤侵蚀状况的缓解主要得益于各类生态工程实施后植被覆盖度的提高,其对土壤侵蚀的减小贡献了68.7%,同时土地利用类型和降雨的变化为土壤侵蚀缓解分别贡献了20.2%和11.1%。以上研究结果可为长汀县及其他南方红壤侵蚀区水土资源保护及生态恢复提供科学参考。

高军

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土壤侵蚀 时空演变 南方红壤侵蚀区

硕士

水土保持与荒漠化防治

杨建英

2023

北京林业大学

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