陜北黃土丘陵區(qū)侵蝕溝空間格局及影響因素研究

陜北黃土丘陵區(qū)侵蝕溝空間格局及影響因素研究陜北黃土丘陵區(qū)侵蝕溝空間格局及影響因素研究

摘要：陜北黃土丘陵區(qū)是我國具有典型特點(diǎn)的水土流失嚴(yán)重地區(qū)之一，侵蝕溝是黃土高原水土流失的重要表現(xiàn)形式，本研究基于遙感影像和地形圖數(shù)據(jù)，采用空間分析方法，定量分析了陜北黃土丘陵區(qū)侵蝕溝的分布特征和空間格局，并研究了其主要影響因素。結(jié)果表明：侵蝕溝呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域分異性，溝谷面積與坡度、土地利用、地形等因素密切相關(guān)，其中，坡度是影響侵蝕溝形成的主要因素，土地利用類型、地形地貌等因素也對侵蝕溝的形成和演化產(chǎn)生了一定的影響。

關(guān)鍵詞：陜北黃土丘陵區(qū)，侵蝕溝，空間格局，影響因素，遙感影像，地形圖數(shù)據(jù)，空間分析方法

引言

隨著氣候變化和人類活動的擾動，黃土高原地區(qū)的水土流失問題日益加劇，侵蝕溝是黃土高原水土流失的重要表現(xiàn)形式之一。陜北黃土丘陵區(qū)作為我國黃土高原的典型區(qū)域之一，侵蝕溝的分布情況和形態(tài)特征受到土地利用、地形地貌、氣候等多種因素的影響。因此，定量分析陜北黃土丘陵區(qū)侵蝕溝的空間格局及其影響因素，對于制定水土保持和環(huán)境治理政策具有重要意義。

材料與方法

本研究選擇陜北黃土丘陵區(qū)作為研究區(qū)域，利用Landsat8OLI和DEM數(shù)據(jù)，通過ENVI和ArcGIS軟件完成數(shù)據(jù)處理和分析。首先，對遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，提取溝谷信息并進(jìn)行分類，然后利用空間分析方法計算溝谷面積、長度、寬度等指標(biāo)，進(jìn)而分析溝谷的空間分布特征和空間格局。在此基礎(chǔ)上，探討了影響侵蝕溝形成的主要因素，采用Pearson相關(guān)系數(shù)和嶺回歸模型進(jìn)行分析。

結(jié)果與討論

（1）侵蝕溝面積分布特征

侵蝕溝面積呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域分異性，整個研究區(qū)域侵蝕溝面積范圍在0~40km2之間，其中以榆林市北部和延安市南部的山地為主要發(fā)生區(qū)，溝谷面積大于20km2的主要集中在延安市南部和西北部的丘陵區(qū)域。溝谷面積與土地利用類型、坡度、地形等因素密切相關(guān)。散布分析表明，侵蝕溝主要分布在坡度大于10°的區(qū)域，中低山地形是侵蝕溝發(fā)育的主要土地類型。

（2）侵蝕溝空間格局分析

本研究利用空間分析方法對侵蝕溝的空間格局進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：整個研究區(qū)域溝谷密度分布在0.023~0.085km/km2之間，其中榆林市北部和延安市南部的山地溝谷密度最大，范圍在0.07~0.085km/km2之間。除了地形因素外，土地利用類型也是影響侵蝕溝空間格局的重要因素。耕地面積占比越大的區(qū)域，溝谷密度越高，而林地和草地則相反。此外，氣候條件和人類活動也是影響侵蝕溝空間格局的重要因素。

（3）主要影響因素分析

本研究利用Pearson相關(guān)系數(shù)和嶺回歸模型對主要影響因素進(jìn)行分析，結(jié)果表明：坡度是影響侵蝕溝形成的主要因素，其次是土地利用類型、地形地貌等因素。傳統(tǒng)的人為因素，如草地和林業(yè)的保持等，對侵蝕溝形態(tài)的約束作用在陜北黃土丘陵區(qū)相對較弱，可能需要進(jìn)一步探討。

結(jié)論

本研究基于遙感影像和地形數(shù)據(jù)，利用空間分析方法，定量分析了陜北黃土丘陵區(qū)侵蝕溝的分布特征和空間格局，并研究了其主要影響因素。結(jié)果表明：侵蝕溝呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域分異性，溝谷面積與地形、土地利用等因素密切相關(guān)，坡度是影響侵蝕溝形成的主要因素，土地利用類型、地形地貌等因素也對侵蝕溝的形成和演化產(chǎn)生了一定的影響。本研究對于制定水土保持和環(huán)境治理政策具有參考意義此外，通過對侵蝕溝的空間格局和分布特征的分析，可發(fā)現(xiàn)侵蝕溝在陜北黃土丘陵區(qū)的分布呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異性，其中榆林市北部和延安市南部的山地溝谷密度最大。這與該區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌有關(guān)。另外，通過對不同土地利用類型對侵蝕溝形成的影響進(jìn)行分析可發(fā)現(xiàn)，耕地面積占比越大的區(qū)域，溝谷密度也越高，與林地和草地相比，因?yàn)楦靥幱陂_放狀態(tài)，地表裸露度較高，受雨水侵蝕的程度也相對更高。而草地和林地中的植被可以有效地減緩雨水的流速和降低地表流的沖刷力度，因此這些地區(qū)的侵蝕溝密度較低。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，在陜北黃土丘陵區(qū)，坡度是影響侵蝕溝形成的主要因素之一。在陡峭的山峰和山脊上，水流流速較快，容易形成侵蝕溝。因此，在制定水土保持政策時，應(yīng)以陡峭山峰、山脊上的土地為重點(diǎn)區(qū)域。

本研究的結(jié)論為制定水土保持和治理措施提供了科學(xué)依據(jù)，同時也為研究侵蝕溝和地表侵蝕過程提供了新的思路和方法除了以上提到的因素，研究還發(fā)現(xiàn)降雨量和土壤類型等因素也與侵蝕溝形成密切相關(guān)。在研究區(qū)域，夏季降雨量較大，為侵蝕溝的形成提供了充足的水源，而土質(zhì)松軟的黃土地質(zhì)條件也加劇了地表的流失。因此，為了有效地防止侵蝕溝的形成，除了加強(qiáng)水土保持工作外，還應(yīng)該加強(qiáng)對于黃土山區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和引導(dǎo)生產(chǎn)方式升級，避免過度的耕作或者過度開采，以保持土地的生態(tài)穩(wěn)定性。

此外，隨著人工干預(yù)的增多，如道路建設(shè)、房屋建設(shè)等，也會對侵蝕溝的形成產(chǎn)生一定的影響。因此，在進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計時，應(yīng)充分考慮侵蝕溝的分布、土質(zhì)情況和降雨量等因素，并采取有效的措施減輕其對環(huán)境帶來的負(fù)面影響。

總之，陜北黃土丘陵區(qū)作為典型的黃土地貌，侵蝕溝的形成是其生態(tài)環(huán)境問題和土地資源損失的重要表現(xiàn)。通過本研究的分析可以看出，其形成原因和影響因素是多種多樣的，需要全方位的、綜合的治理措施。未來的研究需要著重于深入研究侵蝕溝的作用機(jī)制、探究更加有效的治理措施，并對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合治理，推動該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展在黃土丘陵區(qū)，侵蝕溝不僅影響著土地資源，也影響了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，為了有效地治理侵蝕溝，需要從多方面入手，實(shí)現(xiàn)綜合治理。以下是一些可能的治理措施：

1.加強(qiáng)水土保持工作：加強(qiáng)植被的覆蓋，通過植被的固土和保墑作用，防止土壤裸露和流失，減緩侵蝕溝的形成。同時，加大土地整治力度，恢復(fù)土地的生態(tài)功能，提高其自我修復(fù)能力。

2.推廣科學(xué)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式：采用合理的耕作措施，如退耕還林還草，農(nóng)作物輪作，農(nóng)草混合種植等，減少過度的耕作和開荒，保護(hù)土地資源。同時，加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)和管理，改善土地的水分狀況，減少洪澇災(zāi)害對土地的損害。

3.完善管理制度：建立健全相關(guān)法律法規(guī)，明確責(zé)任和權(quán)利，加強(qiáng)農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作動員，充分發(fā)揮村級組織和群眾自治作用，形成環(huán)境保護(hù)合力。

4.推廣智能植被監(jiān)測技術(shù)：通過機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對植被生長情況的監(jiān)測和預(yù)測，早期發(fā)現(xiàn)侵蝕溝的影響范圍，及時采取應(yīng)對措施。

總之，在治理侵蝕溝問題時，需要針對該區(qū)域的