孫德亮, 趙衛(wèi)權(quán), 李 威,, 吳建峰, 楊振華, 呂思思

(1.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院 GIS應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400047; 2.貴州科學(xué)院 山地資源研究所,貴州 貴陽(yáng) 550004; 3.貴州師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院, 貴州 貴陽(yáng) 550018; 4.貴州師范大學(xué) 喀斯特研究院, 貴州 貴陽(yáng) 550001)

?

基于GIS與RUSLE模型的喀斯特地區(qū)土壤侵蝕研究
——以貴州省為例

孫德亮1, 趙衛(wèi)權(quán)2, 李 威2,1, 吳建峰3, 楊振華4, 呂思思4

(1.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院 GIS應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400047; 2.貴州科學(xué)院 山地資源研究所,貴州 貴陽(yáng) 550004; 3.貴州師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院, 貴州 貴陽(yáng) 550018; 4.貴州師范大學(xué) 喀斯特研究院, 貴州 貴陽(yáng) 550001)

摘要：[目的] 對(duì)貴州省土壤侵蝕進(jìn)行快速定量研究,為土壤侵蝕治理工作和土地利用決策提供科學(xué)依據(jù)。[方法] 在GIS技術(shù)的支持下,利用日降雨量、土壤類(lèi)型、土地利用、DEM，MODIS-NDVI等數(shù)據(jù),結(jié)合RUSLE模型估算研究區(qū)土壤侵蝕量。[結(jié)果] 研究區(qū)的2010年年均土壤侵蝕模數(shù)為880.81 t/(km2·a),屬輕度侵蝕。大部分區(qū)域主要以小于500 t/(km2·a)的微度侵蝕為主,占研究區(qū)總面積的59.60%。土壤侵蝕面積(輕度侵蝕以上)達(dá)71 164.14 km2,占總面積的40.40%。強(qiáng)度以上土壤侵蝕面積達(dá)10 431.60 km2,占總面積的5.91%,主要分布在研究區(qū)西北部和東北部,以及北部大樓山、武陵山、東南部苗嶺以及西部烏蒙山等地勢(shì)較高以及中東部烏江,西南部北盤(pán)江等河流流域。[結(jié)論] 林地、耕地和草地以及海拔在600～1 600 m之間的區(qū)域是今后水土流失防治的重點(diǎn)區(qū)域。

關(guān)鍵詞：土壤侵蝕; RUSLE; GIS; 貴州省

文獻(xiàn)參數(shù)： 孫德亮, 趙衛(wèi)權(quán), 李威, 等.基于GIS與RUSLE模型的喀斯特地區(qū)土壤侵蝕研究[J].水土保持通報(bào)，2016,36(3)：271-276.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.03.047

土壤侵蝕是地表土壤物質(zhì)在風(fēng)力、水力、重力和凍融等外力作用下發(fā)生土壤被剝離、破壞、搬運(yùn)和沉積的過(guò)程[1]。20世紀(jì)80年代以來(lái)，全球土壤流失量不斷增加，土壤侵蝕作為生態(tài)環(huán)境惡化最為重要的原因之一，是由諸多要素共同構(gòu)成的復(fù)雜現(xiàn)象，其空間表現(xiàn)為土壤持續(xù)退化，土壤肥力下降、河流湖泊等水資源質(zhì)量下降以及洪水災(zāi)害等，嚴(yán)重制約著生態(tài)環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[2-3]。中國(guó)是土壤侵蝕最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，土壤侵蝕面積約為3.60×106km2，約占國(guó)土總面積的37%[4]。土壤侵蝕的產(chǎn)生是地形、土壤、氣候、植被覆蓋等自然因素和土地開(kāi)發(fā)方式等人為因素共同作用的結(jié)果，其中人類(lèi)不合理的土地利用方式加劇土壤侵蝕的發(fā)生，如何定量地研究評(píng)價(jià)土壤侵蝕的空間分異規(guī)律，明確其發(fā)生強(qiáng)度，區(qū)域類(lèi)型，對(duì)有效地實(shí)施水土保持工作和改善土地利用方式具有重要的科學(xué)參考價(jià)值。而傳統(tǒng)的土壤侵蝕調(diào)查手段耗費(fèi)周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，并不適合大范圍使用。近年來(lái)，GIS，RS技術(shù)在土壤侵蝕研究中表現(xiàn)出便捷、快速、周期短等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展了眾多土壤侵蝕評(píng)價(jià)模型，主要有USLE，RUSLE，LISEM和WEPP等模型[5]，能夠快速估算土壤侵蝕量以及空間分布，其中以1997年由SCS(美國(guó)土壤水土保持局)提出的修正通用土壤流失方程RUSLE模型應(yīng)用最為廣泛[6]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用RUSLE模型開(kāi)展了不同方面的研究，取得了一系列的研究成果，研究方式主要從定性研究逐漸轉(zhuǎn)換為定量化研究。但是大多數(shù)是基于平原或是河流流域地區(qū)，而對(duì)于地形條件較為復(fù)雜的喀斯特區(qū)域等易發(fā)生土壤侵蝕的區(qū)域研究比較少[7-8]。因此，本文以貴州省為研究區(qū)域。貴州省是中國(guó)水土流失問(wèn)題最為嚴(yán)重的區(qū)域之一，區(qū)域內(nèi)地形復(fù)雜，山多坡陡，地表崎嶇破碎，是國(guó)內(nèi)唯一沒(méi)有平原支撐的省份，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。在GIS技術(shù)支持下，根據(jù)RUSLE模型對(duì)貴州省土壤侵蝕進(jìn)行快速的定量研究，以期為土壤侵蝕治理工作和土地利用決策提供科依據(jù)。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)地處中國(guó)西南部向四川盆地以及湖南、廣西低山丘陵過(guò)渡的內(nèi)陸斜坡地帶，總面積176 167 km2，地理位置在東經(jīng)103°36′—109°35′，北緯24°37′—29°13′，東西相距595 km，南北長(zhǎng)約509 km，自西北部向北、東、南三面傾斜，平均海拔約為1 100 m，大部分以山地為主，有少部分丘陵和盆地，屬典型的高原山地地貌。東鄰湖南，北接重慶和四川，南部與廣西相鄰，西部與云南接壤。轄6個(gè)地級(jí)市，3個(gè)自治州，共88個(gè)區(qū)縣。全區(qū)年均溫15～18 ℃，降水主要集中在4—9月，降水較多，雨季明顯，陰天多，日照少，年均降水量在1 100 mm左右，屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，受到地形、氣候因素的制約，降水、蒸發(fā)在空間分布上有較大差異。植被覆蓋主要以常綠闊葉林、山地季雨林、熱帶溝谷季雨林，寒溫性針葉林，暖性針葉林為主。土壤類(lèi)型主要是水稻土、紫色土、石灰土、黃棕壤、黃壤等。區(qū)域內(nèi)部水土流失、石漠化、泥石流等自然災(zāi)害極為嚴(yán)重，是中國(guó)水土流失問(wèn)題最嚴(yán)重的省份之一。

2數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究采用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：研究區(qū)1∶5萬(wàn)的數(shù)字高程模型(DEM)；全區(qū)26個(gè)國(guó)家氣象站點(diǎn)1980—2010年日均降雨數(shù)據(jù)，來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)；2010年研究區(qū)土地利用數(shù)據(jù)；2000—2010年MODIS 16 d最大值合成NDVI數(shù)據(jù)，空間分辨率為250 m；1∶100萬(wàn)土壤類(lèi)型圖；聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和維也納國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)研究所(HASA)構(gòu)建的1 km分辨率世界土壤特征數(shù)據(jù)庫(kù)(HWSD)。

2.2土壤侵蝕模型

本研究采用美國(guó)土壤水土保持局提出的修正土壤流失方程RUSLE模型進(jìn)行模擬研究，方程表達(dá)程式為：

A=R×K×L×S×C×P

(1)

式中：A——年均土壤侵蝕量〔t/(km2·a)〕；R——降雨侵蝕因子〔MJ·mm/(hm2·h·a)〕；K——土壤可侵蝕因子〔t·hm2·h /(MJ·mm·hm2)〕；L——坡長(zhǎng)因子;S——坡度因子;C——耕作管理植被覆蓋因子；P——水土保持措施因子。

2.2.1降雨侵蝕力R因子獲取降雨是導(dǎo)致土壤侵蝕發(fā)生最為重要的因子之一，它表示降水對(duì)土壤的侵蝕能力大小，其時(shí)空分布在一定程度上決定了土壤侵蝕的空間分布規(guī)律。目前眾多國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者提出了多種基于月平均降雨量計(jì)算R的簡(jiǎn)易公式[9-12]，由于研究區(qū)地表破碎且降水相對(duì)較為集中，水蝕作用強(qiáng)烈，鑒于數(shù)據(jù)資料有限，本研究采用周伏建等[13]提出的適合中國(guó)南方地區(qū)的簡(jiǎn)易計(jì)算公式計(jì)算降雨侵蝕力R。

(2) 式中：R——降雨侵蝕力因子〔MJ·mm/(hm2·h·a)〕；Pi——研究區(qū)多年1—12月平均降雨量(mm)。運(yùn)用ArcGIS空間插值功能對(duì)研究區(qū)26個(gè)國(guó)家氣象站點(diǎn)降雨數(shù)據(jù)使用克里金法進(jìn)行插值處理，疊加計(jì)算后得到降雨侵蝕力因子R值空間分布(圖1)，研究區(qū)多年平均降雨侵蝕力在246.40～427.37之間。

注：R因子單位為〔MJ·mm/(hm2·h·a)〕。

2.2.2土壤可侵蝕性K因子獲取土壤可侵蝕性是指土壤抵抗降雨、徑流和徑流侵蝕能力的大小或土壤受侵蝕的潛在可能性。土壤可侵蝕(K)值越大，土壤受侵蝕的可能性越大，反之越小，是影響土壤流失的內(nèi)部原因。與土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)，坡面滲透性以及土壤有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)[14-15]。本研究通過(guò)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)和維也納國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)研究所(HASA)構(gòu)建的世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(HWSD)和研究區(qū)土壤類(lèi)型圖計(jì)算土壤可侵蝕(K)值，采用EPIC模型公式計(jì)算K值[16]，公式如下

(3)

式中：SAN——土壤砂粒含量(%)； SIL——土壤粉粒含量(%)； CAL——土壤黏粒含量(%)；C——有機(jī)碳含量(%)。通過(guò)HWSD土壤數(shù)據(jù)庫(kù)提取相應(yīng)土壤類(lèi)型的SAN，SIL，CAL和C含量，計(jì)算出研究區(qū)K值分布圖(圖2)。

2.2.3坡長(zhǎng)坡度因子LS獲取坡長(zhǎng)坡度因子是影響土壤侵蝕的基本地形因素，而在現(xiàn)實(shí)中對(duì)于大尺度區(qū)域測(cè)量坡長(zhǎng)坡度是不可行的。本研究采用研究區(qū)1∶5萬(wàn)DEM數(shù)據(jù)提取坡長(zhǎng)坡度因子，由于研究區(qū)坡度大于15°區(qū)域面積超過(guò)研究區(qū)總面積的50.70%，因此通用土壤流失方程中坡度S因子計(jì)算公式并不適用，本文借鑒劉寶元等[17]對(duì)坡度因子分段計(jì)算修正公式。

(4)

注：K因子單位為〔t·hm2·h/(MJ·mm·hm2)〕。

坡長(zhǎng)因子計(jì)算公式采用Wischmeier W H等[18]提出的坡面每一坡段的L因子算法;

L=(λ/22.13)α

(5)

式中：λ——為特定的集水面積(m2)，用flowaccumulation(累計(jì)流量)乘以柵格邊長(zhǎng)(cellsize)估算； 22.13——標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)的坡長(zhǎng)(m)；α——坡長(zhǎng)因子指數(shù)，參照Mocool等[19]對(duì)坡度因子的算法:

α=β/(β+1)

(6)

β=(sinθ/0.0896)/(3.0sin0.8θ+0.56)

式中：α——坡長(zhǎng)因子指數(shù)；θ——坡度(°)。結(jié)果如圖3所示。

圖3　研究區(qū)坡長(zhǎng)坡度LS因子

2.2.4耕作管理植被覆蓋C因子獲取C因子表示地表植被或作物以及管理措施對(duì)土壤侵蝕的影響，研究表明，不同區(qū)域的土壤侵蝕差異中地表覆蓋對(duì)侵蝕量的影響最大[20]。以研究區(qū)MODIS NDVI為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)計(jì)算植被覆蓋度和蔡崇法等[21]研究算法計(jì)算C因子(圖4)：

(7)

(8)式中：f——研究區(qū)植被覆蓋度(%)； NDVImin，NDVImax——研究區(qū)歸一化植被指數(shù)的最小值和最大值；C——耕作管理植被覆蓋因子。

圖4　研究區(qū)耕作管理植被覆蓋C因子

2.2.5水土保持實(shí)施因子P獲取采取水土保持措施后，研究區(qū)土壤流失量與順坡種植時(shí)的土壤流失量比值為水土保持實(shí)施因子，其值介于0～1，0表示不會(huì)發(fā)生水土流失的區(qū)域，1表示未采取水土保持措施的區(qū)域。分析研究區(qū)地形特點(diǎn)、種植特點(diǎn)和植被覆蓋的前提下，結(jié)合土地利用類(lèi)型圖和植被覆蓋圖以及陳思旭、游松財(cái)?shù)妊芯砍晒鸞22-23]，確定研究區(qū)水土保持實(shí)施因子p值(圖5，表1)。

圖5　研究區(qū)水土保持實(shí)施P因子

用地類(lèi)型 p值旱地坡度/(°)p值林地(有林地、灌木林、疏林地)1.00<5°0.10草地1.005°～10°0.22未利用地1.0010°～15°0.31其他林地0.7015°～20°0.58水田0.1520°～25°0.71水域、建設(shè)用地0.00>25°0.80

2.2.6土壤侵蝕量計(jì)算在GIS強(qiáng)大的空間分析運(yùn)算功能的支持下，將各個(gè)因子轉(zhuǎn)換為50 m大小的柵格，根據(jù)RUSLE方程將各個(gè)因子進(jìn)行乘積運(yùn)算，并按照國(guó)家水利部頒發(fā)的《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL190-96))土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行重新分類(lèi)，根據(jù)土壤侵蝕的成因，將侵蝕量在同一等級(jí)的象元進(jìn)行合并，分為微度侵蝕、輕度侵蝕、中度侵蝕、強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕和劇烈侵蝕6個(gè)等級(jí)，得到研究區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度圖(附圖13)。

3結(jié)果與分析

3.1土壤侵蝕總體特征

土壤侵蝕度在一定程度上是土壤侵蝕實(shí)際強(qiáng)度與潛在風(fēng)險(xiǎn)的綜合，是當(dāng)前土壤侵蝕現(xiàn)狀的表征，研究區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度由西部—中部—東部呈現(xiàn)逐漸減少—增強(qiáng)的趨勢(shì)。從空間上看，研究區(qū)土壤侵蝕面積(輕度侵蝕以上)達(dá)71 164.14 km2，占總面積的40.40%。土壤侵蝕呈現(xiàn)塊狀和條帶狀分布的特征，整體上較為嚴(yán)重的區(qū)域主要分布在研究區(qū)西部，西北部和東北部，以及北部大樓山，武陵山、東南部苗嶺以及西部烏蒙山等海拔地勢(shì)較高以及中東部烏江，西南部北盤(pán)江等河流流域，主要的原因是這些區(qū)域地形破碎度大，水力沖刷較為嚴(yán)重，造成侵蝕程度最嚴(yán)重。而中部貴陽(yáng)市境內(nèi)大部分區(qū)域?qū)傥⒍取⑤p度侵蝕，究其原因，主要是該區(qū)域地處黔中經(jīng)濟(jì)區(qū)，屬經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地帶，地勢(shì)相對(duì)較為平坦，耕地開(kāi)墾和耕作加強(qiáng)等水土流失綜合治理效益良好。就各個(gè)區(qū)縣而言，望謨、晴隆、桐梓、德江等區(qū)縣較為嚴(yán)重。對(duì)研究區(qū)土壤侵蝕量圖和侵蝕等級(jí)圖的象元統(tǒng)計(jì)如表2所示，結(jié)果表明，研究區(qū)的2010年年均土壤侵蝕模數(shù)為880.81 t/(km2·a)，總體屬于輕度侵蝕，大部分區(qū)域土壤侵蝕主要以小于500 t/(km2·a)的微度侵蝕為主，占研究區(qū)總面積的59.60%，其次是輕度侵蝕和中度侵蝕，面積比例分別為26.98%和7.50%，極強(qiáng)烈侵蝕和劇烈侵蝕相對(duì)較少，面積比例均在2%以下。

表2　研究區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度面積

3.2不同土地利用類(lèi)型下土壤侵蝕特征

運(yùn)用ArcGIS空間分析功能，結(jié)合研究區(qū)土地利用圖分別統(tǒng)計(jì)不同類(lèi)型土地利用狀況下土壤侵蝕狀況，得到研究區(qū)各種土地利用類(lèi)型中各土壤侵蝕等級(jí)面積的統(tǒng)計(jì)情況(表3)。

從表3中可以看出，不同類(lèi)型土地利用類(lèi)型發(fā)生土壤侵蝕的差異較大。整個(gè)研究區(qū)面積最大的土地利用類(lèi)型是林地，占到研究區(qū)國(guó)土面積的53.3%，其次是耕地，占總面積的24.17%，其他土地利用合計(jì)僅占總面積的22.53%。從侵蝕面積上看，土地利用類(lèi)型的面積大小與土壤侵蝕面積大小呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系，其中林地和草地的土壤侵蝕面積(輕度侵蝕以上)較大，分別占土壤侵蝕總量的61.58%，24.32%，耕地次之，占侵蝕總量的12.84%，其他土地利用類(lèi)型發(fā)生土壤侵蝕量相對(duì)較少，總共占侵蝕總量的1.26%。

結(jié)果顯示林地、耕地和草地是今后區(qū)域防止水土流失的重點(diǎn)區(qū)域。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)耕地耕作管理方式，選擇合理的耕作措施，合理配置林地、草地空間分布，積極實(shí)施“退耕還林、退耕還草”政策。

表3　研究區(qū)不同土地利用類(lèi)型下土壤侵蝕狀況　km2

3.3不同高程下土壤侵蝕特征

將研究區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度圖與地形圖進(jìn)行疊加分析，統(tǒng)計(jì)不同高程下的土壤侵蝕狀況(如表4所示)。

從表4中可以看出，研究區(qū)高程主要集中在600～1 600 m間，面積占總面積的76.66%，從土壤侵蝕狀況看，土壤侵蝕主要發(fā)生在高程600～1 100和1 100～1 600 m區(qū)間內(nèi)，侵蝕面積(輕度侵蝕以上)分別為34 471.30，20 506.96 km2，分別占侵蝕總量的48.43%，28.82%。其他高程區(qū)域土壤侵蝕面積僅占侵蝕總量的22.75%。

隨著高程的增加土壤侵蝕強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加然后減少的趨勢(shì)，結(jié)果顯示高程低于1 600 m的區(qū)域是土壤侵蝕發(fā)生主要區(qū)域。這也是人類(lèi)活動(dòng)最為頻繁的區(qū)域，大量的辟林放牧，毀林開(kāi)荒，城市建設(shè)等人類(lèi)活動(dòng)造成土壤侵蝕較為嚴(yán)重，土壤侵蝕量較大，是今后重點(diǎn)治理的區(qū)域。

表4　研究區(qū)不同高程下土壤侵蝕狀況

3.4不同坡度下土壤侵蝕特征

將土壤侵蝕強(qiáng)度圖與坡度圖進(jìn)行疊加分析，按照水利部土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將坡度劃分，統(tǒng)計(jì)不同坡度下的土壤侵蝕狀況(如表5所示)。

表5　研究區(qū)不同坡度下土壤侵蝕狀況

從整體上看，坡度是影響土壤侵蝕的最為主要的地形因子，與研究區(qū)土壤侵蝕量呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)，在不同的坡度等級(jí)土壤侵蝕中，輕度侵蝕占相應(yīng)坡度等級(jí)侵蝕總量的53%以上，而極強(qiáng)度以上侵蝕面積占相應(yīng)坡度等級(jí)侵蝕總量13%以下?？梢?jiàn)全區(qū)主要以輕度侵蝕為主。整個(gè)研究區(qū)坡度在8°～35°的國(guó)土面積占到總面積的75%以上，這區(qū)間內(nèi)隨著坡度的增大各強(qiáng)度侵蝕級(jí)別面積增加，侵蝕面積占到整個(gè)侵蝕總量的83.31%。研究區(qū)在15°～25°土壤侵蝕最為嚴(yán)重，其次是8°～15°，25°～35°，侵蝕面積分別占侵蝕總量的39.30%，24.11%，19.90%，可見(jiàn)坡度在8°～35°范圍的區(qū)域是今后區(qū)域防止水土流失的重點(diǎn)區(qū)域。

4討論與結(jié)論

(1) 研究區(qū)土壤侵蝕空間分布趨勢(shì)整體上是研究區(qū)內(nèi)部向外部成擴(kuò)散增強(qiáng)。其中以苗嶺、烏蒙山、大樓山，武陵山以及烏江流域、北盤(pán)江流域的土壤侵蝕較強(qiáng)，貴陽(yáng)，遵義南部地區(qū)較弱，全年土壤侵蝕模數(shù)為880.81 t/km2，屬于微度侵蝕。全區(qū)土壤侵蝕面積(輕度侵蝕以上)達(dá)到71 164.14 km2。主要以輕度侵蝕為主，輕度侵蝕面積占到土壤侵蝕總量的66.79%。

(2) 研究區(qū)由于其特殊的地質(zhì)地貌環(huán)境造成土壤侵蝕空間分布差異較大，地形、高程海拔的變化和土地利用方式是造成這種差異的首要因素。從土地利用上看，林地、耕地和草地是土壤侵蝕較為嚴(yán)重的區(qū)域。從高程上看，海拔低于1 600 m的區(qū)域是土壤侵蝕發(fā)生主要地區(qū)，這些區(qū)域是今后水土流失防治的重點(diǎn)地帶。

本研究仍存在一定的不足，主要是在利用RSULE模型計(jì)算各個(gè)因子過(guò)程中，由于各因子數(shù)據(jù)的精度不一，且氣象站點(diǎn)只考慮了研究區(qū)內(nèi)國(guó)家降雨量站點(diǎn)，造成計(jì)算降雨侵蝕力存在一定的誤差，如何提高數(shù)據(jù)精度以及結(jié)果的野外調(diào)查驗(yàn)證是下一步要研究的重要內(nèi)容。

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收稿日期：2015-12-09修回日期：2016-01-18

通訊作者：李威(1986—),男(漢族),貴州省遵義市人,碩士研究生,助理研究員,主要從事資源環(huán)境遙感與GIS研究。E-mail:liwei_N70@126.com。

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2016)03-0271-06

中圖分類(lèi)號(hào)：S157.1， TP79

Research on Soil Erosion in Karst Area Based on GIS and RUSLE Model-A Case Study in Guizhou Province

SUN Deliang1, ZHAO Weiquan2, LI Wei2,1, WU Jianfeng3, YANG Zhenhua4, LYU Sisi4

(1.KeyLaboratoryofGISApplication,CollegeofGeographyScience,ChongqingNormalUniversity,Chongqing400047,China; 2.InstituteofMountainResource,GuizhouAcademyofSciences,Guiyang,Guizhou550001,China; 3.SchoolofGeographyandTourism,GuizhouEducationUniversity,Guiyang,Guizhou550018,China; 4.InstituteofKarst,GuizhouNormalUniversity,Guiyang,Guizhou550001,China)

Abstract：[Objective] A rapid and quantitative study has been done on soil erosion in Guizhou Province in order to provide scientific basis for the management of soil erosion and land use decision. [Methods] With the support of GIS technology and data on the rainfall, soil type, land use, DEM and MODIS-NDVI, we used RUSLE model to estimate of soil erosion. [Results] The annual average soil erosion modulus of the study area was 880.81 t/km2, which belongs to mild erosion. Most area belongs to the micro erosion with soil erosion modulus less than 500 t/(km2·a), which accounted for 59.60% of the total study area. Soil erosion area(above the mild erosion) reached 71 164.14 km2, which accounted for 40.40% of the total area. The area above strong erosion level was 10 431.60 km2, which accounted for 5.91% of the total area and mainly distributed in the northwest and northeast of the research area, and in the Northern Dalou Mountain, Wuling Mountain, Southeastern Miaoling Mountain and Western Wumeng Mountain with high altitude and middle east of Wujiang River, southwest of North Panjiang and other river basins. [Conclusion] Woodland, farmland, grassland and region between elevation of 600～1 600 m is the key area for soil and water conservation in the future.

Keywords:soil erosion; RUSLE; GIS; Guizhou Province

資助項(xiàng)目：2014年度“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目“基于LUCC的貴州赤水河流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與評(píng)估”

第一作者：孫德亮(1976—),男(漢族),山東省臨沂市人,博士,主要從事資源環(huán)境遙感與GIS研究。E-mail:892525771@qq.com。