北师大谢云教授等:CATENA东北黑土地区农田景观特征对沟谷侵蚀的影响

百科   2024-12-24 10:21   陕西  

 

编辑:不止GIS


1.文章简介


※论文名称:Impact of farmland landscape characteristics on gully erosion in the black soil region of Northeast China(东北黑土地区农田景观特征对沟谷侵蚀的影响

※第一作者及单位:Jie Tang(北京师范大学珠海校区

※通讯作者及单位:谢云(教授 | 北京师范大学珠海校区

※文章发表期刊:CATENA(中科院1区Top期刊|最新影响因子:5.9)

※期刊平均审稿速度:4.8个月(参考)


2.研究内容


农田的沟谷侵蚀对土地资源造成严重破坏,并影响农业生产。地形特征、耕作方式和道路是构成农田景观的主要因素,但它们在农田中的分布对沟谷侵蚀的影响仍不明确。该研究以位于中国东北黑龙江省嫩江市为研究区域(图1),考察了近60年来农田环境和气候变化对沟谷侵蚀的长期影响。

图1.研究区域和历史影像

研究结果显示:

(1)过去60年农田开垦导致了沟谷长度密度增加了2324.2%,沟谷面积密度增加了3563.3%(图2,表1)。

图2.土地利用和沟蚀变化

表1. 不同年份农田沟蚀强度变化

(2)年降水量的增加和极端暴雨频率的增加(图3),导致了过去十年沟谷侵蚀强度的快速上升,沟谷长度密度和面积密度的年均发展速率分别为61.5 m km−2 和 778.7 m2km−2(表1)。

图3. 研究区不同时间段的年均降水量(a),以及2010至2020年降水量变化(b)

(3)坡向介于135°和270°之间的农田更易发生沟谷侵蚀,这与盛行风向引起的山坡上积雪的再分布有关(图4)。

图4. 不同时间段中新形成沟壑的位置与地形的关系

(4)耕作方式和道路同时影响沟谷侵蚀,新增的沟谷侵蚀主要发生在农田和道路旁,占比为63.0%和29.8%(图5)。

图5. 不同时间段内,农田不同位置新形成沟壑的侵蚀强度

(5)在沟垄与非铺装道路之间的夹角超过70°的区域,沟谷侵蚀占总道路旁沟谷侵蚀的61.1%(图6,7)。

图6. 犁沟与道路角度与新形成沟谷的关系

图7. 不同时间段农田沟谷与道路之间角度下新形成沟谷的位置

(6)过去十年,沟谷长度和面积的年均增加分别为9.8 m yr−1 和 246.1 m2yr−1,沟谷面积的发展速率与集水区面积显著相关(图8,9)。

图8. 不同影响因素与沟谷发展速率的相关性。InA 是表面积的增加率 (m 2 /yr),InL 是沟谷长度的增加率 (m/yr)。

图9. 不同农田位置沟谷面积增加率与集水区面积的关系

3.文章引用


文章信息Jie Tang, Yun Xie, Hanquan Cheng, Gang Liu,Impact of farmland landscape characteristics on gully erosion in the black soil region of Northeast China,CATENA,Volume 249,2025,108623,ISSN 0341-8162,https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108623.


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