黄土高原土壤侵蚀严重,是世界上水土流失最严重的地区。防治土壤侵蚀、改善黄土高原生态环境已成为亟待解决的重大环境问题。黄土高原地形复杂,沟壑纵横,特殊的自然环境为水土流失营造了绝佳的侵蚀条件。为治理严重的水土流失,国家在该地区实施了退耕还林(草)、坡改梯、治沟打坝等一系列植被和工程措施。这些措施使得黄土高原的土地利用/土地覆被格局发生了显著变化。同时,大规模的植被恢复特别是1999年退耕还林(草)工程实施后,黄土高原的植被覆盖度呈显著的上升趋势,入黄泥沙减少,土壤侵蚀强度锐减。土壤侵蚀是自然和人类活动二者共同作用下的一种动态过程,是危及人类生存和自然环境发展的全球性环境问题之一。
因此明确黄土高原目前的土壤侵蚀状况,预测其未来的植被恢复潜力,对于黄土高原未来的水土保持治理和生态恢复建设具有重要意义。本研究通过获取黄土高原不同时期的遥感影像和土地利用数据,分析黄土高原土地利用/覆被变化特征,采用RUSLE模型计算黄土高原不同时期的土壤侵蚀强度,辨析梯田对于减蚀的贡献率,采用相似生境法预测了黄土高原植被恢复的最大潜力。论文取得主要结论如下:
(1)黄土高原2010年主要土地利用类型是草地(38.74%)和耕地(31.38%)。近20年来,耕地的面积变化最大,总面积减少121.14万hm2;居民与建设用地面积变化率最大,增长了45.25%。
(2)梯田措施可以明显降低区域的土壤侵蚀强度。基于2010年黄土高原土地利用数据,采用有梯田的情景模拟,发现黄土高原2010年的年均土壤侵蚀强度为27.58 t/ha/a,梯田减蚀贡献率达到13.81%。
(3)2000-2018年,植被覆盖度和NDVI总体呈现波动上升趋势。2000-2010年,主要的转变形式是低覆盖度(0-10%)的植被转变为较低覆盖度(10%-30%)、中覆盖度(30%-50%)向较高覆盖度(50%-70%)转变; 2010-2018年,主要的转变形式是较低覆盖度(10%-30%)转变为中覆盖度(30%-50%)和高覆盖度(>70%)变为较高覆盖度(50%-70%)。总体来看,在2000-2018年间,植被覆盖状况是向好的趋势。
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