黄土高原土壤侵蚀对植被恢复的响应

Abstract

黄土高原土壤侵蚀严重，是世界上水土流失最严重的地区。防治土壤侵蚀、改善黄土高原生态环境已成为亟待解决的重大环境问题。黄土高原地形复杂，沟壑纵横，特殊的自然环境为水土流失营造了绝佳的侵蚀条件。为治理严重的水土流失，国家在该地区实施了退耕还林（草）、坡改梯、治沟打坝等一系列植被和工程措施。这些措施使得黄土高原的土地利用/土地覆被格局发生了显著变化。同时，大规模的植被恢复特别是1999年退耕还林(草)工程实施后，黄土高原的植被覆盖度呈显著的上升趋势，入黄泥沙减少，土壤侵蚀强度锐减。土壤侵蚀是自然和人类活动二者共同作用下的一种动态过程，是危及人类生存和自然环境发展的全球性环境问题之一。 因此明确黄土高原目前的土壤侵蚀状况，预测其未来的植被恢复潜力，对于黄土高原未来的水土保持治理和生态恢复建设具有重要意义。本研究通过获取黄土高原不同时期的遥感影像和土地利用数据，分析黄土高原土地利用/覆被变化特征，采用RUSLE模型计算黄土高原不同时期的土壤侵蚀强度，辨析梯田对于减蚀的贡献率，采用相似生境法预测了黄土高原植被恢复的最大潜力。论文取得主要结论如下： （1）黄土高原2010年主要土地利用类型是草地（38.74%）和耕地（31.38%）。近20年来，耕地的面积变化最大，总面积减少121.14万hm2；居民与建设用地面积变化率最大，增长了45.25%。 （2）梯田措施可以明显降低区域的土壤侵蚀强度。基于2010年黄土高原土地利用数据，采用有梯田的情景模拟，发现黄土高原2010年的年均土壤侵蚀强度为27.58 t/ha/a，梯田减蚀贡献率达到13.81%。 （3）2000-2018年，植被覆盖度和NDVI总体呈现波动上升趋势。2000-2010年，主要的转变形式是低覆盖度（0-10%）的植被转变为较低覆盖度（10%-30%）、中覆盖度（30%-50%）向较高覆盖度（50%-70%）转变； 2010-2018年，主要的转变形式是较低覆盖度（10%-30%）转变为中覆盖度（30%-50%）和高覆盖度（&gt;70%）变为较高覆盖度（50%-70%）。总体来看，在2000-2018年间，植被覆盖状况是向好的趋势。 （4）黄土高原西部、东部以及东南部地区的植被状况已经接近或达到最大恢复潜力。在北部的丘陵沟壑区和风沙区，只有部分区域具有一定的植被恢复潜力，恢复潜力指数介于0.25-0.5之间。</p