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1、第18卷第4期农业工程学报Vol.18No.41722002年7月TransactionsoftheCSAEJuly2002基于GIS和RUSLE的小流域农地水土保持规划研究史志华,蔡崇法,丁树文,李朝霞,王天巍(华中农业大学)摘 要:通过遥感和野外调查进行信息采集,利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)和IDRISI地理信息系统进行数据分析,获取了王家桥小流域土壤侵蚀的时空分布信息。根据土壤经济容许流失量(TEP)和水土保持规划原则,调整现有农地的利用方式或配置水土保持措施,即调整RUSLE中植被与经营管理因子(C)和水土保
2、持措施因子(P)的值,完成流域农用地的水土保持规划。该研究提出的以RUSLE2GIS相耦合的水土保持规划工具比较简单实用。关键词:水土流失通用方程(RUSLE);水土保持规划;地理信息系统(GIS)中图分类号:S157;TP75文献标识码:A文章编号:100226819(2002)0420172204 水土流失及其导致的土地退化是生态环境恶化的重要原因之一。小流域是水土流失发生和发展的最基本单元,小流域水土保持规划内容主要包括水土保持措施布设,田间工程设计,土地利用结构的调整。由于水土流失发生具动态的、随机的特点以及规划工作
3、中涉及大量的空间信息,需要强有力的空间规划决策支持工具,本文在IDRISI地理信息系统支持下,通过RUSLE预测不同水土保持措施与土地利用结构调整对土壤侵蚀量的影响,以期为小流域农地水土保持规划提供借鉴。1 研究小流域概况图1 基于GIS和RUSLE的水土保持规划流程图Fig.1Flowchartofproceduresusedforwaterandsoil研究小流域选在湖北省秭归县王家桥小流域,conservationplanningusingGISbasedRUSLE2属于长江的二级支流流域,面积16.7km,海拔在184
4、～1180m之间,坡度陡峭,属典型山区小流域。2.1 流域空间数据库建立气候属中亚热带大陆性季风气候,年平均温度14.5以该流域1993年航片为工作底图,结合流域地～18.0℃,降水量1100mm左右,集中性暴雨易造形图、地质图,在1996年对流域进行了详查。调查内成山洪灾害。农作物以小麦、玉米、水稻、红苕、马铃容包括土壤、土地利用、水土保持措施、地块的经济薯为主;柑桔是本区的主产果品。产量及1991至1995年的土地种植制度等。在室内对图形和属性数据进行统一的编码、标准化处理后,2 研究方法表1 研究区环境数据库及结构本研究
5、通过遥感和野外调查进行信息采集,利Table1Environmentaldatabaseand用RUSLE和IDRISI32地理信息系统分析土壤侵itsstructureinstudyarea蚀的时空分布信息。然后根据土壤容许流失量和水数据层名称数据类型数据层内容说 明土保持规划的原则,调整利用方式或配置水土保持土地利用图多边形旱地、水田、菜地、园地等措施土壤图多边形研究区内所涉及的土种,即RUSLE中的C和P值,工作流程如图1。地块图多边形由利用和土地所有权确定数字化等高线内插得到,网衍生收稿日期:2002201223DEM
6、网格格中纪录该点高程LS图基金项目:国家“十五”重点科技攻关项目(2001BA508B13);土壤属性纪录多项土壤性质,如养973项目(G1999011801)资助DBF数据库数据分、有机质成分、含量等作者简介:史志华,男,讲师,主要从事水土资源保护与地理信息地块属性地块种植制度、水保措施、系统应用的教学和研究工作。武汉 华中农业大学资源与环境DBF数据库数据坡度和产量水平等系,430070©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第4期史志
7、华等:基于GIS和RUSLE的小流域农地水土保持规划研究173在IDRISI32地理信息系统软件和ACCESS数据库元时累积面积;A(i,j-out)——坐标为(i,j)像元上坡管理系统支持下建立了研究区的流域空间数据库来水流入该像元时累积面积;m——USLE的坡长(表1)。输入输出设备采用CalcompA0幅面数字化指数,但在这里当坡度大于5%时m为0.44。式(4)仪、扫描仪和绘图仪。空间与属性数据通过统一设计和(5)相乘即为LS因子。的地理编码实现相互连结。2.2.2 土壤可蚀性K值估算[4]2.2 土壤侵蚀量的估算K值
8、估算常用的方法是Wischmeier诺谟图。[8]水土保持规划,需要对不同条件与状态下的土但并不适合我国亚热带大多数土壤,包括紫色土。壤侵蚀进行预测,经验模型在水土保持规划中扮演因此,本文采用RUSLE推荐的在缺少资料时采用[1～3]土壤颗粒的几何平均直径计算K值的方法着重要
