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【双评价学习笔记】生态敏感性:水土流失敏感性

数读菌 数读城事 2021-09-20

更新虽然会迟到,但不会缺席。

这次开始更新生态脆弱性(生态敏感性)。

2020年1月份的双评价指南是这么写的:


评价水土流失、石漠化、土地沙化、海岸侵蚀及沙源流失等生态脆弱性,取各项结果的最高等级作为生态脆弱性等级。

利用水土流失、石漠化、土地沙化专项调查监测的最新成果,按照以下规则确定不同的脆弱性区域:水力侵蚀强度为剧烈和极强烈的区域确定为水土流失极脆弱区,强烈和中度的区域确定为脆弱区;石漠化监测成果为重度及以上的区域确定为石漠化极脆弱区,中度区域确定为脆弱区;风力侵蚀强度为剧烈和极强烈的区域确定为土地沙化极脆弱区,强烈和中度的区域确定为脆弱区。

岸侵蚀及沙源流失脆弱性评价主要基于海岸底质类型、风暴潮增水、侵蚀速率等因素,识别极脆弱的原生及整治修复后具有自然形态的砂质、粉砂淤泥质海岸。区域范围自海岸线向陆缓冲一定距离,向海根据自然地理边界确定。砂质海岸外侧可补充划定沙源流失极脆弱区,区域范围自海岸线向陆缓冲一定距离,向海至波基面。

换句话说,当收集到水土流失、石漠化、土地沙化专项调查监测的最新成果的时候,生态脆弱性评价的结果其实也就出来了。但是在实践中,也存在着难以收集到该项资料的情况,可以参考《双评价指南6月版》来进行评价。(7月版之后这部分内容统一为“参考《生态红线划定技术指南》”,大体上技术方法其实是一样的,有一些细节不同。我这边主体采用6月版的方法。

首先是水土流失敏感性评价。

(1)公式与计算方法:

式中,R、K、LS 和C 分别为降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、地形起伏度因子和植被覆盖因子的敏感性分级值,各因子的赋值方法见下表。

将最终的敏感性分值划为5 级,高(>7.0),较高(6.1-7.0),中等(5.1-6.0),较低(3.1-5.0)和低(1.0-3.0)。

那其实就是要计算各个因子,然后一股脑的扔进公式得到最后的数值,进行分级。
(2)土壤可蚀性(K)

利用HWSD土壤数据库的数据,区分土壤质地类型。K的分级可以根据土壤粘粒、粉粒、砂粒占比进行区分,具体可参考吴可宁教授论文《土壤质地分类及其在我国应用探讨》中提到的1978年和1985年我国土壤质地分类。

我国土壤质地分类(1978年)

我国土壤质地分类(1985年)

文献参考:吴克宁,赵瑞.土壤质地分类及其在我国应用探讨[J].土壤学报,2019,56(01):227-241.

按照指南中的分类对应土壤质地分类,参见下表:

然后结合HWSD的土壤数据,得到第一个因子:

(3)地形起伏度(LS)
在评估中,可以应用地形起伏度,即地面一定距离范围内最大高差,作为区域土壤侵蚀评估的地形指标。利用DEM邻域分析功能计算地形起伏度,邻域范围通常采用20公顷左右。
具体实现使用【焦点统计】工具,可以参考旧文:
【GIS基础】谁都能学会的地形分析全流程(3) 2020-03-20
【GIS基础】谁都能学会的地形分析全流程(2) 2020-03-15
【GIS基础】谁都能学会的地形分析全流程(1) 2020-03-05

反正就是一波操作猛如虎==出来是个小猫咪:

(4)植被覆盖度(C)

利用NDVI计算植被覆盖度。选用的数据是“中国科学院资源环境科学数据中心”下载的“中国年度植被指数(NDVI)空间分布数据集”。

徐新良.中国年度植被指数(NDVI)空间分布数据集.中国科学院资源环境科学数据中心数据注册与出版系统http://www.resdc.cn/DOI),2018.DOI:10.12078/2018060601

采用简植被覆盖度的简化计算方法:

C = (NDVI - NDVImin)/( NDVImax- NDVImin)

之前在水土保持功能重要性评价里面做过了,直接用吧,回看链接如下:
  【双评价学习笔记】生态—水土保持功能重要性:极简化流程及数据来源思路

(5)降雨侵蚀力(R)

降雨侵蚀力因子R:是指降雨引发土壤侵蚀的潜在能力,通过多年平均年降雨侵蚀力因子反映,计算公式如下:

 R ̅_半月k为第k 个半月的降雨侵蚀力(MJ×mm/hm2ha),k为一年的24个半月,k=1,2,…,24;i为所用降雨资料的年份,i=1,2,…,n;j为第i年第k个半月侵蚀性降雨日的天数,j=1,2,…,m;Pi,j,k为第i年第k个半月第j个侵蚀性日降雨量(mm),α为参数,暖季时α=0.3937,冷季时α=0.3101。

直接计算R值难度较高,参考《生态保护红线划定指南》中“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值进行插值”的论述,对论文数据进行二次加工。

但是王万忠教授的文章比较早,全国100多个点的插值,在地市层面显然精度不够。可以参考这个思路,在知网参考各省市区域的降雨侵蚀力的论文利用计算好的数据进行插值会比较方便。

文献参考:

【1】王万中,焦菊英,郝小品,张宪奎,卢秀琴,陈法扬,吴素业.中国降雨侵蚀力R值的计算与分布(Ⅱ)[J].土壤侵蚀与水土保持学报,1996(01):29-39.

【2】王万中,焦菊英,郝小品,张宪奎,卢秀琴,陈法扬,吴素业.中国降雨侵蚀力R值的计算与分布(Ⅰ)[J].水土保持学报,1995(04):5-18.

【3】刘斌涛, 陶和平, 宋春风, et al. Temporal and spatialvariations of rainfall erosivity in China during 1960 to 2009%1960-2009年中国降雨侵蚀力的时空变化趋势[J].地理研究,2013, 032(002):245-256.

【4】汪言在,苟诗薇.重庆市降雨侵蚀力空间格局及其变化[J].地理科学,2013,33(01):116-122.

(6)水土流失敏感性计算与分级

嗯,就没啥好说的了,按照表格、公式,计算,然后

将最终的敏感性分值划为5 级,高(>7.0),较高(6.1-7.0),中等(5.1-6.0),较低(3.1-5.0)和低(<3..0)。

(7)不按指南的分级进行计算

由于效果不太好,这边就不用指南的分级进行计算。整体上的公式还是之前那个,因子先用自然间断法分级后代入公式,最后采用自然间断法分级。

大概就这样了吧,爱咋咋地吧。

文章内容仅供参考,欢迎大家在留言里评论指出错误。

最后总结下文献参考:

【1】王万中,焦菊英,郝小品,张宪奎,卢秀琴,陈法扬,吴素业.中国降雨侵蚀力R值的计算与分布(Ⅱ)[J].土壤侵蚀与水土保持学报,1996(01):29-39.

【2】王万中,焦菊英,郝小品,张宪奎,卢秀琴,陈法扬,吴素业.中国降雨侵蚀力R值的计算与分布(Ⅰ)[J].水土保持学报,1995(04):5-18.

【3】刘斌涛, 陶和平, 宋春风, et al. Temporal and spatialvariations of rainfall erosivity in China during 1960 to 2009%1960-2009年中国降雨侵蚀力的时空变化趋势[J].地理研究,2013, 032(002):245-256.

【4】汪言在,苟诗薇.重庆市降雨侵蚀力空间格局及其变化[J].地理科学,2013,33(01):116-122.

【5】徐新良.中国年度植被指数(NDVI)空间分布数据集.中国科学院资源环境科学数据中心数据注册与出版系统http://www.resdc.cn/DOI),2018.DOI:10.12078/2018060601
【6】吴克宁,赵瑞.土壤质地分类及其在我国应用探讨[J].土壤学报,2019,56(01):227-241.
【7】《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南(试行)》2020年1月版
【8】《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南(试行)》2019年7月版
【9】《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南(试行)》2019年6月版
【10】《生态保护红线划定指南(试行)》


那今天就到这里结束啦,欢迎留言讨论。文中的图片未经许可不要随便“引用”。


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