三峡库区水库运行前后土壤侵蚀动态变化及人为驱动机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 王铭烽 |
| 答辩日期 | 2020 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 贺秀斌 |
| 关键词 | 土壤侵蚀变化 尺度变换 CSLE 人为驱动 三峡库区 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 土壤学 |
| 其他题名 | Dynamic Changes and Human Drivers of Soil Erosion Before and After Reservoir Operation in the Three Gorges Reservoir Area |
| 英文摘要 | 土壤侵蚀对三峡库区生态安全与水库正常运行有重要的影响。当前有关三峡库区的土壤侵蚀评价的研究中，从使用基础资料来看，缺乏基于高分辨率影像的库区土壤侵蚀评价；从研究时间来看，缺乏长时间、多时段的土壤侵蚀变化分析；从研究区域来看，缺乏消落带土壤侵蚀评价。本文利用不同分辨率影像及CSLE模型，分析不同分辨率土地利用以及植被盖度对库区土壤侵蚀评价的影响，利用直方图匹配原理，对1990~2015年库区中低分辨率植被盖度数据进行尺度变换，评价水库运行前后库区土壤侵蚀变化，并结合Google Earth多时段遥感影像，评价库区消落带由降雨径流引起的侵蚀。主要研究结论如下：1、不同分辨率遥感影像对库区土壤侵蚀评价的影响对比分析库区2015年250 m、30 m、15 m、8 m和2 m等不同分辨率遥感影像土壤侵蚀因子提取结果，发现各土地利用面积及B因子值均发生明显变化，以旱地变化最为显著，其面积最大相差26.58%，B因子值最大相差35.20%。从土壤侵蚀评价结果来看，由于使用MNDWI指数，使得30 m、15m分辨率影像水田提取精度提高，导致不同分辨率土地利用对评价结果影响较小；由于低分辨率影像对植被盖度的估值偏高，导致不同分辨率B因子对库区土壤侵蚀评价影响较大，评价的土壤侵蚀面积最大减少22.68%。综合考虑不同分辨率遥感影像提取的土地利用、评价的土壤侵蚀之间的差异，结合小流域土壤侵蚀实测数据的验证，本研究认为8 m分辨率遥感影像较适合用于库区土壤侵蚀的评价。2、中低分辨率植被盖度数据尺度变换基于直方图匹配的原理，以8 m分辨率植被盖度为真实值，构建了30 m分辨率植被盖度数据的尺度变换模型。经过尺度变换后，30 m分辨率植被盖度频率累积曲线与8 m分辨率相近。运用尺度变换后的数据评价库区土壤侵蚀，其精度明显优于变换前。从土壤侵蚀评价的面积来看，尺度变换后评价的土壤侵蚀面积与8 m分辨率相差1.68%，而尺度变换前相差12.91%；从土壤侵蚀模数来看，尺度变化后计算的土壤侵蚀模数与2个小流域测定值相差9.59%与9.51%，而尺度变换前相差18.75%与22.20%。3、水库运行前后库区土壤侵蚀变化利用CSLE模型及尺度变换后30 m分辨率植被数据，对1990~2015年库区土壤侵蚀进行评价。1990~2015年，三峡库区土壤在26811.87~24068.12 km²之间，占库区总面积的41.55%~46.28%，其中轻度侵蚀面积最大，占库区土壤侵蚀面积的26.49%~27.99%。25年间，三峡库区侵蚀面积呈减少趋势，水库运行后（2015）比水库运行前（1990）土壤侵蚀面积减少10.23%，年均减少109.75 km²。水库正式运行前的2000~2010年，库区土壤侵面积减少最快，年均减少226.77 km²。从空间变化来看，三峡水库运行前后，库区各高程带之间的土壤侵蚀面积均有所减少，减少比例在5.67%~40.05%之间，其中海拔小于200 m区域土壤侵蚀面积减少最多（40.05%），人类最主要的活动区域（海拔200~900 m之间）的侵蚀面积减少7.17%。与库区土壤侵蚀面积整体呈减少的趋势相反，水库运行后，消落带土壤侵蚀从侵蚀面积到侵蚀程度，均大幅度增加。水库运行后消落带土壤侵蚀面积增加49.32%，且强烈及其以上侵蚀面积是运行前的4.78倍。高半月降雨侵蚀力、初期的低植被覆盖以及高土壤可蚀性，是水库运行后消落带土壤侵蚀面积及程度大幅度增加的原因。4、库区土壤侵蚀变化人为驱动力机制1990~2015年，三峡库区水田与旱地面积持续减少，减少比例依次为13.44%与5.82%，特别是2000年后，水田与旱地面积减少速度明显增加，而林地、建设用地以及水域的面积均有所增加，增加的比例依次为53.85%、224.11%以及1.41%。土地利用结构的变化到导致了库区土壤侵蚀的减少。三峡水库的运行、20世纪90年代初长江中上游生态生态保护政策的实施以及库区农业政策的实施，直接使库区土壤侵蚀面积减少921.64 km²，是库区土壤侵蚀变化最主要的驱动力。从影响时间及范围来看，三峡水库的运行以及库区农业政策的实施，主要影响时间在2000年之后，主要影响范围在海拔1300 m以下区域；20世纪90年代长江中上游生态保护政策主要影响时间在1990~2000年之间，影响范围在海拔200~1300 m之间。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 166 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/55022]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王铭烽. 三峡库区水库运行前后土壤侵蚀动态变化及人为驱动机制[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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