基于服务路径属性网络模型的土壤保持服务空间流动模拟

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhangfegnlin
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使用Landsat TM遥感数据、降雨量数据、土壤类型、土地利用类型和社会经济统计等数据,基于ArcGIS平台,依据服务路径属性网络模型(Service Path Attribute Networks),使用RUSLE模型模拟涑水河流域土壤保持服务供给量,以土壤侵蚀导致的土壤养分流失的经济损失为基础量化土壤保持服务需求;分析土壤保持服务的供需空间平衡状况,使用ArcGIS软件绘制供需平衡图。土壤保持服务流传输路径主要依据地形和河流水文网确定,服务流流量使用InVEST模型中SDR模块模拟输出的河流输沙量为基础计算。使用ArcGIS软件绘制土壤保持服务服务流等级图,探讨服务流流量变化规律,以期为生态补偿政策、土地利用管理和经济管理决策提供理论支撑。主要结论如下:1.研究区内土壤保持服务的供给主要为植被,主要分布在研究区的东部和南部,其中永济市的供给面积最大。2015年与2000年相比,研究区供给区未发生明显变化,总供给量减少了12.25%。2000年,土壤保持服务低供给区主要分布在研究区的西部、北部、东南部和西南部,包括临猗县、闻喜县北部、万荣县东部、夏县西南部和东部、永济市的西南部和盐湖区西南部,以低覆盖度草地为主,供给量较少;中等供给区、较高供给区和高供给区主要分布于绛县、盐湖区南部和永济市南部,这些地区以有林地、灌木林和高覆盖度草地为主,土壤保持服务供给量较高。2015年与2000年相比,较高供给区向涑水河流域的西南部(永济市的南部)转移,而中等供给区向东部(绛县南部和西南部)和南部(盐湖区南部)转移。(2)研究区土壤保持服务需求区主要包括农田、居民区(城镇用地和农村居民点)、水库和其它建设用地,其中农田面积较大,占需求区域总面积的88.35%。临猗县需求区面积最大,永济市需求区面积最小。2015年2000年相比,需求区的分布和面积未发生显著变化,但土壤保持服务需求量减少了28.42%,与降雨侵蚀因子的降低和植被覆盖度的增加有关。2000年,土壤保持服务需求等级由东北向西南逐渐降低,高需求区主要分布在涑水河流域的东北部,包括闻喜县的北部,植被类型以低覆盖度草地为主,土壤保持能力弱,土壤侵蚀严重,低需求区位于涑水河流域的西部,主要包括永济市和临猗县。2015年与2000年相比,中等需求区向研究区中部扩张,较低需求区向研究区西部扩张,中部偏西的低需求区被较低需求区代替。(3)研究区的土壤保持服务流传输路径为涑水河水系的河道,包括涑水河绛县段、五龙峪河、紫家峪河和涑水河闻喜段。2015年与2000年相比,研究区河流输沙总量下降了31.49%,与降雨侵蚀力下降和植被覆盖度增加有关。2000年和2015年植被覆盖度高的五龙峪河和紫家峪河都是高等级服务流;2000年和2015年涑水河绛县段服务流等级未发生变化,为低服务流;2015年与2000年相比涑水河闻喜段服务流从低等级服务流升为较低等级服务流。河流输沙量与植被覆盖度呈负相关关系,回归方程为:y=8840.424*e-2.731x(R2=0.307,F=19.455,sig.<0.001)和y=6332.635*e-2.352x(R2=0.266,F=15.955,sig.<0.001);输沙量与土壤侵蚀量呈正相关关系,回归方程为:y=0.035*e0.987x(R2=0.832,F=217.513,sig.<0.001)和y=-42580.319+4170.084*lnx(R2=0.590,F=63.388,sig.<0.001)。
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