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了解和掌握水土保持空间格局,可以更好地为区域可持续发展和水土保持生态环境建设服务。本研究选取黄土丘陵区彭阳县为研究区,以1995-2015年为研究时间尺度,基于遥感数据、DEM数据、土壤数据、气象数据等,在ArcGIS、ENVI和MATLAB等平台的支撑下,集成利用3S技术、RUSLE模型、BPNN模型、InVEST模型、像元二分模型、趋势显著分析法、地形面积差异修正等方法,以植被恢复为背景,首先通过探究影响土壤侵蚀最显著的因子,结合植被覆盖变化特征,分析彭阳县的植被恢复空间格局;再以土壤保持功能和水源涵养功能两个指标,结合植被恢复空间格局,分析其在空间上的分布格局;最后通过对土壤保持功能和水源涵养功能进行评估,划分重要性评估等级,利用模糊隶属度函数对数据进行标准化处理,综合评估水土保持空间格局。研究主要结论如下:(1)地形与土壤作为影响土壤侵蚀的重要因素,在空间尺度上,地形SL因子对土壤侵蚀的显著性最强,土壤可蚀性K因子的显著性最弱;在时间尺度上,降雨侵蚀力R因子的显著性随降雨量的变化呈波动性;水土保持措施P因子和植被覆盖与管理C因子的显著性与生态建设项目的实施有关;BPNN的预测误差均小于5%,可以有效预测各影响因子对土壤侵蚀的显著性;土壤侵蚀影响因子的显著性整体表现为:SL>P>R>C>K。(2)1995-2015年,研究区76.99%的区域植被明显改善,22.94%的区域呈稳定状态,0.07%的区域退化明显,且均通过了 0.05的显著性检验;植被增长型在海拔1900-2000m区间,在坡度大于15°的半阴坡和半阳坡区呈显著优势分布;植被稳定型以海拔大于2100 m为主导优势分布区,在坡度小于2°的平地呈显著优势分布;植被减小型面积较小,优势分布单一,主要分布在海拔1400-1500 m的区间内,在坡度小于6°的阴坡区。(3)彭阳县土壤保持量与水源涵养量均呈明显的增加趋势。在研究时段,研究区土壤保持量分别为133.86、176.51、223.59、255.23、269.12 t/(hm2.a);在空间尺度上,土壤保持量呈现植被增长型>稳定型>减小型,且当植被变化类型在不同海拔、坡度、坡向等级为主导优势分布时,增长型的土壤保持量以显著增加为主,稳定型以平稳与缓慢增加为主。研究期内的水源涵养量分别为90.07、77.73、95.40、151.27、170.49 m3/(hm2.a);在空间尺度上,水源涵养量呈现增长型≤稳定型,减小型基本不变;当植被变化类型在不同坡度、坡向等级为显著优势分布时,增长型的水源涵养量以缓慢增加为主,稳定型则以波动增加为主;而在不同海拔等级为优势分布时,增长型的水源涵养量急剧增加,稳定型则逐渐减少。(4)彭阳县土壤保持与水源涵养功能重要性等级均呈一般重要和较重要向高度重要与极重要区域转移的趋势。1995-2015年,研究区土壤保持功能一般重要和较重要区面积显著减少,由在县域呈大面积分布转变为仅分布在红河茹河流域地势较为平坦的区域;而高度重要与极重要区面积显著增加,由1995年仅分布在红河茹河流域及六盘山生态保护区转变为在全域均有分布。研究区水源涵养功能一般重要和较重要区面积显著减少,由1995年的大面积分布转变为2010年和2015年仅分布在彭阳县的东北部;高度重要和极重要区面积显著增加,由1995年仅分布在红河茹河流域和六盘山生态保护区转变为在县域呈大面积分布,以研究区南部与西北部变化最为显著。(5)1995-2010年,彭阳县水土保持功能以一般重要和较重要区域为主,由1995年占研究区总面积的81.08%递减为2010年的48.70%,而2015年以中等重要区域为主,面积占比达44.15%;1995-2015年高度重要和极重要区域面积由1995年的1.70%递增为2015年的18.41%,主要由1995年主要分布在红河茹河流域和六盘山一带逐渐转变为2015年的全域分布,以研究区南部与西北部最为显著。