【生态保护重要性评价】:水土流失敏感性评估

陆地生态环境敏感性评估主要包括水土流失敏感性、土地沙化敏感性、石漠化敏感性、盐渍化敏感性评估,具体评估方法如下。各地可根据区域生态环境实际,开展其他类型敏感性评估,如地质灾害敏感性评估。为提高评估结论的准确性以及与实地的相符性,评估方法的参数选取可在评估过程进行适当调整和细化,尽可能采用国内权威的、分辨率更高的基础数据。
01 评估模型

定义:水土流失是指由于自然或人为因素的影响、雨水不能就地消纳、顺势下流、冲刷土壤,造成水分和土壤同时流失的现象。
根据土壤侵蚀发生的动力条件,水土流失类型主要有水力侵蚀和风力侵蚀。以风力侵蚀为主带来的水土流失敏感性将在土地沙化敏感性中进行评估,本节主要对水动力为主的水土流失敏感性进行评估。参照原国家环保总局发布的《生态功能区划暂行规程》,根据通用水土流失方程的基本原理,选取降水侵蚀力、土壤可蚀性、坡度坡长和地表植被覆盖等指标。将反映各因素对水土流失敏感性的单因子评估数据,用地理信息系统技术进行乘积运算,公式如下:

式中: SSi为i空间单元水土流失敏感性指数,评估因子包括降雨侵蚀力(Ri)、土壤可蚀性(Ki)、坡长坡度(LSi)、地表植被覆盖(Ci)。
降雨侵蚀力因子R:可根据西北农林科技大学王万忠教授等利用降水资料计算的中国100多个城市的R值;
坡度坡长因子LSi:大范围计算较难,一般采用粗糙度因子;
土壤可蚀性因子Ki:归一化K值;
植被覆盖度因子Ci:植被覆盖度信息提取是在对光谱信号进行分析的基础上,通过建立归一化植被指数与植被覆盖度的转换信息,直接提取植被覆盖度信息。
式中: NDVIveg为完全植被覆盖地表所贡献的信息,NDVIsoil为无植被覆盖地表所贡献的信息。
公式来源:杨春华,雷波,李剑,郑莉,刘建辉,朱康文.重庆市生态环境敏感性评价方法研究[J].三峡生态环境监测,2017,2(02):19-27.


论文附件:
重庆市生态环境敏感性评价方法研究_杨春华.pdf
02 数据来源

数字高程模型(DEM):
①自然资源部门
②地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)
气候相关数据:
①自然资源部门、气象部门
②中国气象数据网:(http://data.cma.cn/site/index.html)
土地资源数据
①自然资源部门
②土壤数据库农业部门/中国土壤数据库:(http://vdb3.soil.csdb.cn/)
③土壤科学数据中心:(http://soil.geodata.cn/)
④中国科学院资源环境科学与数据中心:(https://www.resdc.cn/
净初级生产力(NPP)空间分布数据
①中国科学院资源环境科学与数据中心:(https://www.resdc.cn/)
②地理科学数据网:(www.csdn.store)
……………………
03 操作步骤

(以昆明市为例)
一、Ri、LSi、Ki和Ci的计算
01降雨侵蚀力(Ri)
1、该数据根据王万忠教授等利用降水资料计算的中国100多个城市的R值来进行确定。

数据来源: 王万忠,焦菊英.中国的土壤侵蚀因子定量评价研究[J].水土保持通报,1996(05):1-20.
论文附件:
中国的土壤侵蚀因子定量评价研究_王万忠.pdf
2、我们选择在区域本身和区域周边的主要城市,把数值带入进去相应的位置坐标,使用空间插值的计算方法得到区域本身的降雨侵蚀力数值,进行归一化处理。

02坡长坡度(LSi)
L代表坡长因子、S代表坡度因子,是反映地形对土壤侵蚀影响的两个因子。在评估中,可以使用地形起伏度作为区域土壤侵蚀评估的地形指标,小范围区域选用地表粗糙度因子进行替换,地表粗糙度因子在《防风固沙功能重要性评估》当中计算过,可直接使用。
03地表植被覆盖度因子(Ci)
1、该数据需要使用NDVI植被归一化指数来进行计算。在资源环境科学与数据中心下载中国年度植被指数(NDVI)空间分布数据集,拖入GIS按掩膜提取区域数值。该区域NDVI数值最大值为0.9200000166893005,最小值为0.03599999845027924,我们使用如下公式进行计算:

NDVIsoil :无植被覆盖地表所贡献的信息,即区域里的最大值
NDVIveg :完全植被覆盖地表所贡献的信息,即区域里的最大值

2、打开【栅格计算器】根据上述的公式输入:
("昆明NVDI值" - 0.03599999845027924) / (0.9200000166893005 - 0.03599999845027924)

04土壤可蚀性因子归一化(K)
土壤可蚀性因子归一化在《水土保持功能重要性评估》当中计算过,可直接使用。
二、水土流失敏感性指数(SSi)
1、根据公式:

在【栅格计算器】中输入:
Power(("R降雨侵蚀力因子归一化" * "K土壤可蚀性因子归一化" * "LS地表粗糙度归一化" * "Ci植被覆盖度因子归一化"),0.25)

2、打开结果图层属性,进行三级分类。

3、利用【重分类】工具,根据要求,对其进行分类及重分类,分别划分为5、3和1 3个等级。

4、结果图

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往期回顾
城镇建设适宜性评价
(1)土地资源单项评价
(2)水资源单项评价
(3)气候单项评价
(4)环境评价-大气环境容量评价
(5)环境评价-水环境容量评价
(6)地质灾害单项评价
农业生产适宜性评价
(1)土地资源单项评价
(2)水资源单项评价
(3)气候单项评价
(4)环境单项评价
(5)灾害单项综合评价
(6)集成评价
生态保护重要性评价
(1)水源涵养功能重要性评估
(2)水土保持功能重要性评估
(3)防风固沙功能重要性评估
(4)生物多样性维护功能重要性评估
(5)生态系统服务功能重要性评价

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