区域水土流失消长及其对土地利用变化的响应 ——以桐柏大别山区金寨县为例

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水土流失状况及其变化关系着区域社会经济的发展和水土保持措施的投入,及时把握区域水土流失发展态势对开展区域水土流失综合治理、实施水土保持措施布局具有重要的指导意义。本研究以桐柏大别山国家级重点预防区金寨县为研究区域,以2013-2017年高分辨率遥感影像、Landsant8影像和30m分辨率DEM为基础数据源,采用综合评判、空间叠置与调查测定相结合的方法,开展研究区域的水土流失现状格局及其与主要影响因子耦合分析,掌握区域水土流失时空分布与动态,探索水土流失消长及其对土地利用变化的响应,以期为区域水土流失动态监测、水土流失综合治理和生态恢复建设提供基础数据和技术支撑。主要成果如下:(1)区域水土流失现状格局及其与主要影响因子关系。研究区水土流失整体上以轻度和中度侵蚀为主,强烈侵蚀及以上所占比例较小。2017年水土流失面积1283.05km~2,其中,轻度侵蚀占66.60%,中度侵蚀占29.46%,强烈及其以上仅占3.94%。水土流失空间分异性明显,集中分布在西部、东北部,在汤家汇镇—关庙乡—沙河乡—斑竹园镇—果子园乡—吴家店镇、梅山镇—白塔畈乡—麻埠镇等乡镇集中分布。研究区水土流失集中分布在200-500m高程范围内,面积为674.31km~2,占水土流失总面积的52.55%。8-25°的斜坡和陡坡占土地总面积的54.74%,其中水土流失面积802.62km~2,占水土流失总面积的62.56%,8-25°也是水土流失的主要分布区。林草植被以>75%的高覆盖为主,其次为45%-60%的中高覆盖,分别占林草植被总面积的54.52%、29.45%,林草植被区域内分布的水土流失面积为1268.25km~2,占水土流失总面积98.85%,其中,中、低覆盖的防护林占23.71%、经济林园地占20.86%。土地利用结构以林地为主,占72.37%,其次为耕地、园地,分别占11.43%、7.32%,其他土地利用类型面积占比较小。其中,耕地以水田为主,园地以坡地果园为主,林地以防护林为主,水土流失主要发生的土地利用类型为中低覆盖或坡度较陡的防护林、坡地果园。(2)区域水土流失时空分布与动态。区域水土流失面积年际间变化幅度较小,空间动态分布基本一致。整体上,研究区水土流失面积减少,强度呈减弱趋势。5年间,水土流失面积随时间变化呈“V”型先减小后增加的动态变化,且增减幅度在4km~2内。年度间水土流失强度结构一致,从轻度侵蚀到剧烈侵蚀,水土流失面积占比随强度等级增大而减小,且整体上以轻度、中度侵蚀为主,二者占各年度水土流失面积的95%以上。空间分布上北部区域水土流失变化较大,主要分布在梅山镇、古碑镇、汤家汇镇、南溪镇、桃岭乡和白塔畈镇,且梅山镇水土流失变化面积最大,占各年际和起止年水土流失变化总面积的11%-15%;南部区域长岭乡、天堂寨镇、花石乡、果子园镇和沙河乡的水土流失变化面积变化幅度小,仅占各年际和起止年水土流失变化总面积的3%以下。侵蚀强度减弱和增强的空间分布基本一致,侵蚀强度及面积变化较大的乡镇,主要有梅山镇、汤家汇镇、南溪镇、古碑镇、白塔畈乡等。(3)水土流失消长及其对土地利用变化的响应。研究区水土流失状况整体上呈好转趋势,各年际间侵蚀强度消长面积占土地总面积的1.8%-3%,且强度等级主要向低侵蚀强度转变,其中,轻度、中度和强烈侵蚀转变面积较大。农用地转变为建设用地是研究区5年内最主要的土地利用变化方式,主要表现为耕地(水田)、林地(防护林)、园地(坡地果园)转变为居民点及工矿用地(城乡建设用地、电力及工矿建设用地)、交通运输用地;其次为耕地(水田)、林地(灌木林地)变为园地(平地果园、梯田茶园)。根据人为扰动方式的不同,研究区土地利用变化类型主要为农林开发、城乡建设、电力及工矿建设、交通运输4类,分别占土地利用变化总面积的27.36%、25.69%、26.38%和20.22%。土地利用变化是区域土壤侵蚀强度变化的主要因素之一,各年际间因土地利用变化而引起的侵蚀强度变化面积分别为526.12 hm~2、298.36 hm~2、579.20 hm~2、718.35 hm~2,约占土地利用变化总面积的49%-63%,且侵蚀强度变化以增强为主,占各年际侵蚀强度变化总面积的59%-86%,其中电力及工矿建设类、交通运输类在建设初期是侵蚀强度变化和水土流失面积增加的主要土地利用变化类别。
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