[发明专利]一种反映区域土壤自然侵蚀程度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反映土壤侵蚀程度的方法，特别涉及一种反映区域土壤自然侵蚀程度的方法。

背景技术

土壤侵蚀强度是指地壳表层在自然营力(水力、风力、重力及冻融等)和人类活动综合作用下，单位面积和单位时段内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量，以土壤侵蚀模数表示。土壤侵蚀模数表示单位面积和单位时段内的土壤侵蚀量。其单位名称为吨每平方公里年[t/(km²·a)]。侵蚀模数是定量表达区域土壤侵蚀强度的一个重要指标，也是开展区域水土保持规划、开发建设项目水土保持方案设计及生态环境建设规划的重要的科学依据。年土壤侵蚀模数是一个动态变量指标，常用于反映水土流失的动态变化及发展趋势；而年平均(多年平均，有起止年限)侵蚀模数则是一个相对恒定的常数，常作为侵蚀区土壤侵蚀状况的背景值用于反映区域水土流失的严重程度，常用于水土流失调查和水土保持规划。

国内外目前研究土壤侵蚀模数的具体方法主要有：

1.资料分析法：根据水土保持试验研究站(所)所代表的土壤侵蚀类型区取得的实测径流泥沙资料进行统计计算及分析。这类资料包括；①标准径流场的资料，但它只反映坡面上的溅蚀量及细沟侵蚀量，不能反映浅沟(集流槽)侵蚀，故通常偏小；②全坡面大型径流场资料，它能反映浅沟侵蚀，故比较接近实际；③各类实验小流域的径流、输沙资料。上述资料为建立坡面或流域产沙数学模型提供最宝贵的基础数据。

2.野外及室内人工模拟降雨：在国外，这是取得坡面侵蚀产沙的主要手段，我国在80年代也比较广泛采用，主要形式有以下几种。①室内人工模拟降雨设施。这类设施比较现代化，以中科院地理所及水保所在80年代所建为代表。②室外人工模拟降雨设施。它可以分为大、中、小型及微型，大型以黄河水利委员会西峰水保实验站1984年在南小河沟试验场所建为代表，中小型以山西省离石水保所80年代在王家沟试验场所建为代表。上述大型固定及小型便携式人工模拟降雨装置，系用来测量不同坡度、植被、土壤、土地利用在设定暴雨频率下的侵蚀量。

3.野外土壤侵蚀调查：①坡面细沟及浅沟侵蚀量的量算、沟道断面(纵、横)冲淤变化的量算、用地面立体摄影仪测量并监测滑坡及崩塌形式的重力侵蚀。中科院西北水保所1978年在天水龙王沟建立控制网及固定摄影站，根据外业所取得的立体像，在室内用Topocart-D仪器跟踪等高线，绘成1/200比例尺的地形图，等高线间距20cm，精度可达7cm。②用竹竿等量测泻溜形式的重力侵蚀。③80年代在云南省小江河谷的将家沟，建立了现代化的观测及数据采集系统，如雷达流速仪测速装置，超声波泥位计测深装置，遥测冲击力仪、动态摄影仪等，进行泥石流冲淤过程观测。

4.模型方法：采用土壤侵蚀或产沙数学模型，如通用土壤流失方程(USLE)、多元回归方程以及WEPP(Water Erosion Prediction Project)等但必须经过验证、谨慎采用。1965年Wischmier-Smith首创了USLE，1975年Williams-Berndt加以改进，提出了修正通用土壤流失方程(MUSLE)；以后又不断进行修正，如侵蚀力方面有Onstad-Foster(1975)、土壤可蚀性方面有Elwell(1981)，土地经营措施方面Laflen(1985)等。我国在应用方面有：贾志军在晋西黄土高原降雨侵蚀力的研究；吴素业在安徽大别山区降雨侵蚀力指标的研究；马志尊在应用卫星影象估算USLE各因子值的研究；牟金泽等在黄土丘陵沟壑区估算各因子值的研究；游松财等在江西省泰和县灌溪乡的土壤侵蚀量估算研究。WEPP模型(水蚀预报模型)正在发展以取代USLE。

以上采用的主要方法中，因其普遍存在研究周期长、研究过程复杂、所需的监测仪器设备昂贵、针对性不强等原因，限制了其在实际中的广泛应用；而且缺乏反映区域土壤侵蚀强度空间变化。

发明内容

本发明目的是，针对上述技术缺点，提供一种反映区域土壤自然侵蚀程度的方法，能够直观地反映区域土壤侵蚀强度在空间上的变化，为区域水土保持规划与水土保持提供了快速可靠的侵蚀模数。

本发明采用的技术方案是，一种反映区域土壤自然侵蚀强度的方法，在通用地理信息系统(GIS)中，通过输入各个土壤侵蚀因子参数，基于通用土壤流失(USLE)模型，获得侵蚀模数；将所得侵蚀模数数值作为样点数值，在winsurfer软件界面下采用krige方法进行插值，获得区域土壤侵蚀模数等值线图。