基于模型模拟及核素示踪的三江源土壤侵蚀研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanqin2394
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三江源属于青藏高原,是长江、黄河以及澜沧江的源头,它深刻影响着我国的气候及气象条件。开展三江源的土壤侵蚀研究对保护青藏高原生态环境、提高区域持续发展水平意义重大。基于三江源区内气象数据、土壤数据以及遥感影像等数据,运用RUSLE模型、RWEQ模型和冻融分级评价模型对三江源的水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀进行模拟,分别估算了三江源水力侵蚀强度分布、风力侵蚀强度分布以及冻融侵蚀强度分布,并依据对应的分级标准对各类侵蚀进行强度分级,进而定量分析三江源三大侵蚀空间分布特征。并对三江源区进行野外勘测,选取合适的样点采集土壤,采用137Cs示踪技术对三江源区内土壤侵蚀进行定量计算,将实测侵蚀结果与模型估算结果进行对比,得出主要结论如下:(1)三江源区整体水力侵蚀分布面积较少,发生水力侵蚀的区域主要分布在源区中南部及源区东北部,侵蚀多呈分散状态且所占面积不大。三江源区水力侵蚀分布最广泛的为微度侵蚀所占面积为20.9万km2,占源区总面积的48.04%;其次为轻度侵蚀,所占面积为12.73万km2,占源区总面积的29.27%;中度以上侵蚀分布较少,依次为中度侵蚀、极强度侵蚀、强度侵蚀,所占比例依次为9.02%(3.92万km2)、5.18%(2.25万km2)、5.00%(2.18万km2)。面积分布最少的为剧烈侵蚀1.52万km2,仅占源区总面积的3.49%。(2)三江源流域整体发生风力侵蚀的面积较少,研究区域内大多数地区不发生风力侵蚀或为微度侵蚀及轻度侵蚀,少数地区发生强度侵蚀及极强度侵蚀。发生风力侵蚀的区域主要分布在源区西部及源区东北部,侵蚀多呈分散状态且所占面积不大。三江源区风力侵蚀分布面积最大的为微度侵蚀及轻度侵蚀,所占面积分别为38.45万km2、40.29万km2,分别占源区总面积的38.45%及40.29%;其次为中度侵蚀,所占面积为13.11万km2,占源区总面积的13.11%;分布较少的为强度侵蚀及极强度侵蚀,面积为4.54万km2、3.61万km2,分别占源区总面积的1.97%、1.57%。(3)三江源区整体冻融侵蚀分布面积较广,整个源区冻融强度指数评价在1.63到4.44之间。三江源中部玉树县、囊谦县附近及源区东部地区侵蚀强度较大;而源区西部杂多县附近及北部玛多县附近冻融侵蚀强度较低。三江源区冻融侵蚀分布最广泛的为中度侵蚀,面积为13.60万km2,占源区总面积的38.12%;其次为剧烈侵蚀及强度侵蚀,面积分别为6.07万km2及6.56万km2,占源区总面积的7.99%、7.40%;分布较少的为微度侵蚀及轻度侵蚀,面积为4.06万km2、5.39万km2,分别占源区总面积的11.39%及15.11%。(4)三江源主要侵蚀为冻融侵蚀,侵蚀面积达25.61万km2,面积占比为58.87%,冻融侵蚀主要集中于源区西部。其次为水力侵蚀区和水力风力混合侵蚀区,侵蚀面积分别为5.32万km2和6.51万km2,面积占比为12.24%和14.96%,这两种侵蚀区主要集中于源区东部以及中南部。风力单相侵蚀区、水力冻融和风力冻融双相侵蚀区以及水力风力冻融三相侵蚀区分布面积较少,占比均在1~2万km2左右,主要集中分布于源区中北部。源区内侵蚀区分布具有一定的垂直差异特征,高海拔地区主要分布为冻融侵蚀区,低海拔地区主要分布为双相及三相复合侵蚀区。三江源各类侵蚀区除冻融侵蚀区为大块片状分布,其余各侵蚀区均为聚集型散点状分布,冻融侵蚀以及复合侵蚀是三江源源区最主要的侵蚀类型。(5)三江源高寒草原植被下各样点137Cs强度相差较大,范围为678.62~16059.21 bq·m-2,侵蚀模数范围为1210.68~11045.06 t/(km2·a)。绝大部分样点都发生了中度及中度以上的侵蚀,少部分样点发生了中度以下侵蚀,还有少部分样点未发生侵蚀而产生了堆积。三江源高寒草甸植被下各样点137Cs强度范围为374.33~15084 bq·m-2,侵蚀模数范围为70.13~12680.68 t/(km2·a)。其中绝大部分样点发生了中度以下的侵蚀,少部分样点未发生侵蚀而产生了堆积,极少部分样点发生了中度以上侵蚀。三江源地区的土壤侵蚀不仅受植被覆盖的影响,还受其他多种因素共同影响。将实测结果与模型模拟结果进行比对,可证明文章所用模型具有一定的适用性。
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