基于遥感和RUSLE的植被指数对小流域输沙影响的研究

基于遥感和RUSLE的植被指数对小流域输沙影响的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2016-10-15 分类:硕士论文 喜欢:2771
师大云端图书馆

【摘要】植被的水土流失研究多以坡面径流小区为主,而在流域尺度以定性或半定量分析为主,极少考虑研究区域的的植被生长季节和降水变化,也极少结合地形地貌背景,研究结果缺少实际检验。本文以小流域次降雨事件为切入点,结合现有国内外相对成熟的水文和土壤侵蚀分析方法及模型结构、因子,尝试在小流域尺度下研究不同土地利用、植被季节性变化对小流域侵蚀输沙的联动关系,为土壤侵蚀风险评估或评价提供可靠的数据支持,为小流域综合规划和治理提供理论依据。以湖北谷城县白杨沟小流域(面积5.38km2)控制站1987年—1996年的监测数据为基础,基于RUSLE方程的降雨动能、土壤可蚀性、地形因子和Landsat5—TM影像提取四种植被指数(归一化植被指数—NDVI、增强植被指数—EVI、缨帽变换的绿度指数和修正的土壤调整植被指数—MSAVI),植被指数通过三种公式转换使之成为反映流域输沙的一个因子(联合因子),与RUSLE中植被覆盖与管理因子C的意义相同;并分析转换后的联合因子季节性变化规律,及不同土地利用对流域输沙影响。主要取得以下结论:从转换公式和植被指数与流域输沙关系来讲,优先选择转换公式1和转换公式2,植被指数以NDVI、MSAVI计算的联合因子最优,可以用于反映流域植被总体的水平;当以EVI指数计算时,主要参考转换公式2计算联合因子;当以绿度指数计算时,可参考转换公式1和转换公式2计算联合因子。转换公式(1):c=exp(?)转换公式(2):c=(?)Ⅵ代表NDVI、EVI、绿度、MSAVI指数;α、β转换公式参数从不同土地利用类型的联合因子与流域输沙季节性变化的关系来看,公式1和公式2转换植被指数的联合因子是表达植被对流域输沙的有效因子,可反映耕地农事活动及林地植被生长的季节性变化,并可以指示出对流域输沙的影响,旱地、乔木林地的NDVI的联合因子可以解释降雨沙模数季节性变化的50%左右,MSAVI的联合因子可以解释降雨输沙模数季节性变化的40%左右。即小流域旱地和乔木林地植被的季节性变化可以抑制潜在最大侵蚀量的40%—50%。从降雨侵蚀力和流域植被的联合因子对流域输沙影响的统计数据来看,降雨侵蚀力Rio对流域输沙的贡献率达88.19%,植被和其他因子对流域输沙的贡献率仅有11.81%,流域内总体植被的联合因子对流域输沙的贡献率为6.48%。降雨侵蚀力Rio平均每增加一个标准差单位将促进流域输沙模数增加3.44t/km2,植被的联合因子平均每增加一个标准差单位将促进流域输沙模数增加0.94t/km2。降雨侵蚀力Rio对流域输沙的影响强度是联合因子的3.75倍,流域植被的作用对输沙的影响远小于降雨侵蚀力的影响。从不同土地利用类型植被的联合因子共同作用对流域输沙的影响强度来看,旱地对流域输沙的影响强度最大,其次为乔木林地,灌木林地和水田对流域输沙的影响强度最小。旱地、乔木林地、水田、灌木林地的联合因子每增加一个标准差单位将促进流域输沙模数分别增加0.98tkm2、0.79tkm2、0.60t/km2、0.60t/km2。从不同土地利用类型植被的联合因子对流域输沙的贡献(程度)来看,旱地和乔木林地对流域输沙的影响程度最大,其次是灌木林地和水田;旱地和林地位于同一水文响应单元内,乔木林地的水土保持防护功能作用导致林地对流域输沙的影响仅次于旱地。由于降雨侵蚀力作为侵蚀输沙的外部动力条件,将流域不同土地利用类型作为输沙的来源,旱地、乔木林地、灌木林地、水田对流域输沙的贡献率分别为36.20%、27.71%、19.08%、17.00%。
【作者】王海旺;
【导师】陈家宙;
【作者基本信息】华中农业大学,水土保持与荒漠化防治,2014,硕士
【关键词】控制站;RUSLE;植被指数;季节性变化;土地利用;

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