论文总字数：8330字

摘 要

为了解淮河流域土壤侵蚀状况，本文以遥感影像、降雨、土壤、土地利用类型等数据为数据源，运用通用土壤流失方程USLE模型研究分析了2000年、2005年、2010年淮河流域的土壤侵蚀强度的时空格局变化，对淮河流域土壤侵蚀敏感性进行了评估。本次研究将ENVI和Arcgis相结合进行各个因子的计算，并划分土壤侵蚀强度等级，分析了淮河流域的土壤侵蚀状况。结果表明，淮河流域土壤侵蚀在西部和东北部较为严重，绝大部分地区属于微弱侵蚀。2000到2010年，总体上淮河流域的土壤侵蚀状况得到改善，土壤侵蚀强度在逐步减弱，中度以上土壤侵蚀有所降低，而微弱和轻度侵蚀有所上升。

关键词：淮河流域，USLE模型，土壤侵蚀强度

Abstract:To understand the status of the huaihe river basin soil erosion,based on the remote sensing image,rainfall,soil,land use type data as data sources,such as USLE model using the universal soil loss equation are studied in 2000,2005 and 2010,the spatial and temporal pattern of soil erosion intensity changes in huaihe river basin,to evaluate the sensitivity of soil erosion of the huaihe river basin.In this study,ENVI and Arcgis were combined to calculate each factor,and the grade of soil erosion intensity was divided to analyze the soil erosion situation in the huaihe river basin. The results show that soil erosion in the Huaihe River basin is more serious in the West and Northeast,and is weak in most areas.From 2000 to 2010,soil erosion in the huaihe river basin was improved on the whole,with the intensity of soil erosion gradually decreasing,moderately and above soil erosion decreased,while slight and slight erosion increased.

Keywords:Huaihe river basin,USLE model,intensity of soil erosion

目 录

1引言 3

2研究数据和方法 3

2.1研究区概况 3

2.2数据来源 4

2.3研究方法 4

3结果与分析 8

3.1土壤侵蚀等级标准 8

3.2淮河流域土壤侵蚀计算 9

3.3淮河流域土壤侵蚀量空间变化分析 9

结 论 12

参考文献 13

致谢 15

引言

土壤是地球表面的一层疏松的物质，有养分，能生长植物。土壤侵蚀是指在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，土壤或其他地面成分被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程，而且人类的滥砍滥伐和过度开垦等行为都在加剧水土流失现象^[1]。作为人口和农业大国，中国是世界上水土流失最严重的国家之一，具有土壤侵蚀强度剧烈、水土流失分布广、流失总量大等特点^[2]。

土壤侵蚀这一问题不断受到世界各国政府以及广大科研人员的密切关注，关于土壤侵蚀的研究方法有很多。国外土壤侵蚀监测研究以美国的通用土壤流失方程USLE和水蚀预报WEPP模型最为典型，USLE^[3]模型可以定量分析土壤侵蚀量，WEPP^[4]模型能够完整反映水力侵蚀过程。Kirkby研究出了用于流域的土壤侵蚀分析方法，考虑了山坡基地的沉积物和沟壑等侵蚀^[5]；De Jong等在分析土壤侵蚀的基础上提出了区域土壤侵蚀研究的新方法^[6]。国内对于土壤侵蚀方面的研究也有很多。如俱战省等通过三峡库区菱角塘小流域土壤侵蚀估算，分析其不同土地利用类型和不同坡度面上土壤侵蚀空间分布差异，验证了库区地块基于RUSLE模型进行土壤侵蚀定量评价具有较高的可靠性^[7]。查良松、邓国徽研究了巢湖流域土壤侵蚀动态变化，利用GIS/RS并结合通用土壤流失方程（RUSLE）模型，分析了其在时间和空间上的动态变化特征^[8]。刘长青、胡卓玮等使用RUSLE模型对沂河、泗河流域土壤侵蚀进行定量评价，并将沂河、泗河流域依据《土壤侵蚀分类分级标准》SD238-87，划分一定的空间土壤侵蚀强度等级^[9]。方广玲、香宝等也是利用GIS空间信息技术和RUSLE模型结合，对拉萨河流域土壤侵蚀强度空间分布特征和侵蚀量进行研究^[10]。

综观国内外学者对于土壤与土地利用景观格局的研究可以发现，建立准确、可靠的土壤预报模型^[11-12]对探究土壤机理非常重要，同时需要大力发掘土壤模型的潜在功能，充分开发土壤模型的服务功能。本次研究选用了USLE模型，分别计算USLE模型中的各个因子。该模型计算过程简便且易于理解，综合考虑了土壤侵蚀的各个因素，并且各因子获取较为容易，在我国很多区域得以普遍运用^[13]。本文将GIS、RS技术与USLE模型结合起来，以淮河流域作为研究区域，分析了其2000、2005、2010年的土壤侵蚀状况。

研究数据和方法

研究区概况

淮河流域地跨山东省、江苏省、河南省、安徽省主要区域及湖北省小部分地区，从111°55"E到121°25"E，30°55"E到36°36"N，全长1000公里，面积为27万平方公里。淮河流域东临黄海，西部、南部分别为桐柏山、伏牛山、大别山等环绕，北以黄河南堤和泰山与黄河流域毗邻^[14]。淮河流域位于我国南北气候交界地带，降雨分布不均，主要集中在夏秋季节，且多暴雨。淮河流域平原众多，山区面积狭小，有着中国第四大淡水湖即洪泽湖，还有其他一些较大的湖泊。

图1研究区示意图

数据来源

本次研究收集了淮河流域的相关数据，包括淮河流域的DEM、降雨数据、土壤类型分布数据、NDVI数据、土地利用数据。数据来源及精度等相关信息如表1所示。

表1数据来源及精度信息表

数据	精度	用途	来源
淮河流域DEM	30m×30m	提取坡长坡度因子L、S	地理空间数据云
2000、2005和2010年NDVI数据	500m×500m	计算植被覆盖度因子C	地理空间数据云
2000、2005和2010年土地利用分布图	500m×500m	提取水土保持措施因子P	TM影像遥感解译
获取2000、2005和2010年降雨数据	500m×500m	计算降雨侵蚀力因子R	中国气象数据网
土壤类型分布及其理化性质	1000m×1000m	计算土壤可蚀性因子K	世界土壤数据库

研究方法

降雨侵蚀力因子的提取

降雨侵蚀力因子R单位为(MJ·mm)/(hm²·h·a)，准确估算降雨侵蚀力是用拟定的降雨侵蚀力指标来计算一定时期内全部侵蚀次降雨的侵蚀力，但由于很难获得所必须的次降雨过程材料，因此通常采用简单的算法来计算降雨侵蚀力，即使用气象站常规降雨统计资料如月降雨量、年降雨量来估算侵蚀力^[15]。由于使用的数据年限较短，所以会产生一定的误差。公式为：

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