基于GIS和RS的黄土丘陵区梯田动态监测及驱动力分析--以关川河流域为例

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1、分类号:P2810710-2014127013硕士学位论文基于GIS和RS的黄土丘陵区梯田动态监测及驱动力分析——以关川河流域为例胡春艳导师姓名职称王晓峰副教授申请学位类别理学硕士学科专业名称地图学与地理信息系统论文提交日期2017年5月5日论文答辩日期2017年6月5日学位授予单位长安大学DynamicMonitoringandDrivingForcesAnalysisofTerracesintheHillyLoessPlateauRegionBasedonGISandRS:astudyinGuanchuanRiverBasinAThesisSubmi

2、ttedfortheDegreeofMasterCandidate：HuChunyanSupervisor：Prof.WangXiaofengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要梯田是防止黄土丘陵沟壑区坡耕地水土流失的一种有效工程措施，也是保障黄土丘陵区农业生产以及粮食安全的重要措施。本文以关川河流域梯田为研究对象，从对梯田时空动态监测入手，结合空间分析法、RUSLE模型、贡献率系数、主成分分析等方法，系统研究了1998～2015年关川河流域梯田时空动态变化特征、梯田建设对水土流失的影响及驱动梯田建设的动力因素。主要得出以下结

3、论：（1）1998～2008年关川河流域梯田面积年增长率为35.42%，2008～2015年该流域梯田面积年增长率为5.74%，关川河流域梯田面积增加速率先快后又逐渐减慢；随着梯田面积区间增大，梯田田块数量呈减少的趋势，梯田以小田块分布为主；梯田多见于海拔1900～2300m，坡度5°～25°的东坡、东南坡、南坡、西南坡以及西坡坡向上，而连续大片梯田则集中分布在海拔2100～2300m，坡度5°～15°的南坡上。（2）梯田是关川河流域主要景观类型之一，其占景观总面积从1998年的3.57%、2008年的16.39%，增加到2015年的22.58%，在整个

4、景观中具有重要的作用；由于受人类干扰较多，梯田景观类型的形状简单、破碎化程度比较严重，但随着梯田修建年份的增加，梯田景观类型的面积加权平均形状因子、平均斑块分维数、面积加权平均斑块分维数都有增加的趋势，说明人类对梯田景观的影响在减弱。（3）关川河流域1998～2015年平均土壤侵蚀模数呈现降低的趋势，平均土壤侵蚀-2-1-2-1量从1998年的12644.15t/km·a，2008年的8885.96t/km·a，降至2015年的-2-17926.68t/km·a；关川河流域土壤侵蚀等级结构发生了很大变化，从1998年到2015年，极强度侵蚀和剧烈侵蚀面积

5、大幅度下降，分别下降了30.53%和46.41%，其它等级侵蚀面积都有所增加，说明关川河流域土壤侵蚀得到了较好的控制。（4）关川河流域梯田分布区和非梯田分布区土壤侵蚀模数差异显著，梯田分布以轻度侵蚀和中度侵蚀为主，非梯田分布区以极强烈侵蚀为主。梯田和非梯田对于整个研究区的土壤侵蚀量变化的平均贡献率分别为21.45%、78.55%，说明来自梯田的土壤侵蚀量小于来自非梯田的土壤侵蚀量，梯田的水土保持作用大于非梯田。（5）关川河流域气候、地理环境等自然因素是驱动梯田建设因素之一，春季和冬季干燥寒冷，且多风沙，夏季多暴雨，且降雨比较集中，加上该地区耕地自然坡度较

6、大、土质疏松、植被稀少，水土流失十分严重；人口是人类社会经济因素中最主要的因素，关川河流域人口密度高，人均粮食产量远低于全国平均水平，而梯田增产则可以缓解这I一问题；关川河流域的经济发展模式,、产业结构对梯田建设也有着很大的驱动作用；政府政策更是极为有效的驱动因素。社会因素和自然因素对关川河流域梯田变化都有很重要的影响作用，但总体来说社会因素对梯田变化的影响要略大于自然因素。关键词：GIS，RS，黄土丘陵区，梯田，驱动力，关川河流域IIAbstractTerraceisaneffectivemeasuretopreventsoilerosioninthe

7、hillyandgullyareasoftheLoessPlateau,anditisalsoanimportantmeasuretoensuretheagriculturalproductionandfoodsecurityintheloesshillyregion.Inthispaper,theterracedfieldsofGuanchuanRiverBasinwerestudiedbymeansofspatialanalysis,RUSLEmodel,contributioncoefficientandprincipalcomponentanal

8、ysis.Thetemporalandspatialdynamicsofterr