發(fā)布時(shí)間：2021-12-10 14:41

　　研究紅壤區(qū)植被覆蓋因子變化規(guī)律、構(gòu)建植被覆蓋因子計(jì)算模型可為該區(qū)域水土流失防治及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)。該研究基于廣東省五華縣水土保持試驗(yàn)推廣站200余場降雨試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù),分析了影響水土流失的各關(guān)鍵因子與次降雨土壤侵蝕模數(shù)（Individual Rainfall Event Soil Erosion Modulus,ISEM）間定量關(guān)系,基于中國土壤流失方程計(jì)算了系列次降雨事件不同植被覆蓋度對(duì)應(yīng)植被覆蓋因子值,構(gòu)建了植被覆蓋因子值與植被覆蓋度間數(shù)學(xué)模型,從點(diǎn)、面2個(gè)尺度對(duì)模型計(jì)算精度進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明:1)ISEM隨植被覆蓋度增加而降低;ISEM與雨前土壤表層含水率間存在顯著正相關(guān)對(duì)數(shù)關(guān)系;ISEM隨坡度增加呈先增后減的變化規(guī)律;ISEM隨次降雨量、次降雨侵蝕力和次降雨徑流深呈顯著正相關(guān)線性變化關(guān)系。2)構(gòu)建了植被覆蓋因子值與植被覆蓋度間二階指數(shù)衰減模型,該模型決定系數(shù)和納什系數(shù)分別達(dá)0.947和0.876。點(diǎn)尺度驗(yàn)證結(jié)果表明90%樣本模型計(jì)算值與觀測(cè)值相對(duì)誤差均小于0.30;面尺度驗(yàn)證結(jié)果表明,70%～80%的植被覆蓋因子計(jì)算值相對(duì)誤差不超過0.1�？傮w而言,該模型計(jì)算精度較為理想,... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(17)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

人工模擬降雨裝置示意圖Fig.1Schematicdiagramofartificialrainfallsimulationdevice

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)（http://www.tcsae.org）2020年110對(duì)于特定區(qū)域而言，在土壤侵蝕其他影響因素不變的情況下，當(dāng)植被覆蓋度從0增加到最大值，植物措施的水土保持效應(yīng)也逐漸增強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的B因子也將從最大值降低到最小值，而該區(qū)域土壤侵蝕量也從理論最大值降低到理論最小值，這是植被措施調(diào)控土壤侵蝕作用的具體表現(xiàn)。這一變化過程中客觀存在某一特定點(diǎn)VC值（為臨界植被覆蓋度，設(shè)為VC_p），當(dāng)VC>VC_p，B值衰減速率逐漸放緩并趨于穩(wěn)定某一值，植被措施調(diào)控土壤侵蝕的作用也達(dá)到最大化；此時(shí)，在其他影響因素恒定情況下，VC增加基本不會(huì)引起土壤侵蝕量改變。圖3植被覆蓋因子與植被覆蓋度散點(diǎn)圖Fig.3Scatterofvegetationcoveragevsvegetationcoverandmanagementfactor基于B和VC間二階指數(shù)衰減模型無法直接寫出f(VC)=0對(duì)應(yīng)VC計(jì)算表達(dá)值，難以直接獲取VC_p值。基于模型Ⅲ（自然對(duì)數(shù)函數(shù)），令f(VC)=0可直接得到VC=e0.054/0.116=62.59%，故而可近似認(rèn)為VC_p為62.59%。對(duì)模型Ⅵ（二階指數(shù)衰減函數(shù)）求一階導(dǎo)數(shù)，得到：B"=-1.373e-4.35Vc-27.534e-39.87Vc（10）顯然，任意植被覆蓋度VC計(jì)算得到的B"均表示曲線B=f(VC)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的斜率值，即為B值隨植被覆蓋度增加而下降的速率。將VC_p=62.59%代入式（4）得到B"=-9‰。由于二階指數(shù)衰減函數(shù)是單調(diào)遞減函數(shù)，隨著植被覆蓋度增加，其遞減速率逐漸降低。因此，當(dāng)VC>62.59%時(shí)，△VC引起B(yǎng)因子變化量△B的絕對(duì)值<9‰。在VC∈[0.6261.00]范圍內(nèi)，9‰≤B≤

站2019年度33場次自然降雨試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)式（11）進(jìn)行驗(yàn)證；面尺度是以五華縣為例，使用式（11）計(jì)算得到的B因子（記為Bf）與廣東省五華縣2018和2019年“區(qū)域水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成果”B因子（記為Bp）進(jìn)行對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析。其中Bp計(jì)算使用前3年的24個(gè)半月MODIS數(shù)據(jù)，具體計(jì)算方法見《區(qū)域水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定（試行）》。為保證計(jì)算結(jié)果的可比性，本文同樣使用前3年24個(gè)半月MODIS數(shù)據(jù)計(jì)算植被覆蓋度值，然后基于式（11）計(jì)算Bf值。圖4為B因子計(jì)算式（11）在點(diǎn)尺度驗(yàn)證結(jié)果�？梢钥闯觯褂檬剑�11）計(jì)算得到各次降雨土壤流失量模擬值與實(shí)際觀測(cè)值基本吻合，二者間線性擬合方程達(dá)到了極顯著水平（P<0.01）；模擬值和觀測(cè)值相對(duì)誤差全部分布在±0.40以內(nèi)，其中相對(duì)誤差絕對(duì)值小于0.20的模擬值占總數(shù)的54.55%，小于0.30的占90%；33組觀測(cè)數(shù)據(jù)模擬值與觀測(cè)值均方根誤差為0.012t/hm2，相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均值為0.186�？傮w而言，B因子計(jì)算式（11）在點(diǎn)尺度的計(jì)算精度良好，其中計(jì)算誤差較大的幾組樣本主要是其次降雨量和次降雨侵蝕力偏小所致。a.模擬值與觀測(cè)值比較a.Comparisonsofsimulatedandobservedvaluesb.相對(duì)誤差b.Relativeerror圖4植被覆蓋因子（B）計(jì)算模型點(diǎn)尺度驗(yàn)證結(jié)果Fig.4Verificationresultsofvegetationcoverandmanagementfactorcalculationmodelatpointscale如前所述，B因子計(jì)算模型點(diǎn)尺度驗(yàn)證結(jié)果較為理想，土壤流失模擬值與觀測(cè)值十分接近，計(jì)算精度良好。因此，從面尺度對(duì)B因子計(jì)算模型進(jìn)一步驗(yàn)證。圖5和表3分別為五華縣2018和2019

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)問題解析[J]. 王愛娟,曹文華.  中國水土保持. 2019(12)
[2]2018年度四川省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究[J]. 游翔,陳銳銀,廖睿智.  中國水土保持. 2019(12)
[3]江西省2018年度省級(jí)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中存在的問題與建議[J]. 劉桂成,李相璽,萬小星,田魏龍,卿娟,廖元群,徐丹巧,劉子銘,齊述華.  中國水土保持. 2019(12)
[4]南方紅壤區(qū)水土流失綜合治理模式研究——以江西省為例[J]. 莫明浩,謝頌華,聶小飛,胡松.  水土保持通報(bào). 2019(04)
[5]南方紅壤區(qū)水土流失治理成效的多尺度趨勢(shì)分析[J]. 石海霞,梁音,朱緒超,曹龍熹.  中國水土保持科學(xué). 2019(03)
[6]基于中國土壤流失方程模型的區(qū)域土壤侵蝕定量評(píng)價(jià)[J]. 王略,屈創(chuàng),趙國棟.  水土保持通報(bào). 2018(01)
[7]基于抽樣調(diào)查法的水土流失普查技術(shù)問題解析[J]. 王愛娟.  中國水土保持. 2018(01)
[8]小流域植被覆蓋與工程措施因子遙感監(jiān)測(cè)研究[J]. 張錦凰,劉丹強(qiáng),姜小三,卞新民.  水土保持通報(bào). 2017(02)
[9]CSLE模型應(yīng)用中不同抽樣密度和推算方法的比較[J]. 鄒叢榮,齊斐,張慶紅,劉霞,張榮華,黎家作,董書寶,姚孝友.  中國水土保持科學(xué). 2016(03)
[10]南方紅壤區(qū)坡面次降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙特征[J]. 黃俊,亢慶,金平偉,姜學(xué)兵,李樂,韋聰謀,劉斌,寇馨月,徐舟.  中國水土保持科學(xué). 2016(02)



本文編號(hào)：3532820