基于RWEQ模型的内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化特征及归因分析

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00055

摘要/Abstract

摘要：

土壤风蚀是干旱半干旱地区面临的主要生态环境问题。基于修正风蚀方程模型（RWEQ）与GIS技术，分析了1980—2018年内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化并分析成因。结果表明：（1）研究期间，巴彦淖尔市土壤风蚀模数总体呈下降趋势，多年均值为40.26 t·hm^-2，10年倾向率为-8.02 t·hm^-2。2000年前以中度风蚀为主，2000年以后以微度风蚀为主。（2）空间上，巴彦淖尔市土壤风蚀高值区主要分布在西北部地区，低值区主要分布在南部地区。不同风蚀强度面积占比排序为中度>轻度>强烈>微度>极强烈>剧烈，微度和轻度风蚀面积呈现增大趋势，中度、强烈、极强烈和剧烈风蚀面积均呈现减小趋势。总体上，全区土壤风蚀均呈现下降趋势，西北部下降幅度最大，南部下降幅度最小。（3）内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀主要受风速（u）、温度（T_a）、植被覆盖度（VC）和土壤含水量（sw）影响，u的直接作用最明显，而T_a、VC和sw主要产生间接影响。总体来说，u对巴彦淖尔市土壤风蚀变化的综合决定能力最强，sw的综合决定能力最弱。

关键词: RWEQ模型, 土壤风蚀, 时空变化, 影响因素, 通径分析

Abstract:

Soil wind erosion is a major ecological environmental problem in arid and semi-arid regions. The change of soil wind erosion and the causes were analyzed based on the revised wind erosion equation （RWEQ） and GIS technology in Bayannur of Inner Mongolia from 1980 to 2018. The results showed that ：（1） during the study period， the annual soil wind erosion modulus generally showed a downward trend in Bayannur， Inner Mongolia， with the annual mean is 40.26 t·hm^-2， and the tendency rate was -8.02 t·hm^-2every10 years. moderate wind erosion was dominant before 2000， and then mired wind erosion occurred in Bayannur. （2） In space， the high value area of soil wind erosion is mainly distributed in the northwest， and the low value area is mainly distributed in the south in Bayannur. The area proportion of each wind erosion intensity was moderate > mild > strong > mired > very strong > fierce， and mired and mild wind erosion area showed an increasing trend， while moderate， strong， very strong and fierce wind erosion area showed a decreasing trend. In general， soil wind erosion showed a downward trend， with the greatest decline in the northwest and the smallest in the south. （3） Soil wind erosion is mainly affected by vegetation coverage （VC）， wind speed （u）， temperature （T_a） and soil water content （sw） in Bayannur of Inner Mongolia. The direct effect of VC is the most obvious， while u， T_a and sw mainly have indirect effects. On the whole， VC has the strongest comprehensive determination ability on soil wind erosion change， while Ta has the weakest ability in Bayannur of Inner Mongolia.

Key words: RWEQ, soil wind erosion, temporal and spatial variation, influencing factors, path analysis

中图分类号:

S157.1

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图/表 13

图1 研究区地理位置内蒙古巴彦淖尔市地图均基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS（2018）2512号的标准地图制作，底图无修改

Fig.1 Geographical location of the study area

表1 风蚀强度分级标准

Table 1 Classification standard for wind erosion intensity

风蚀强度	微度	轻度	中度	强烈	极强烈	剧烈
风蚀模数/(t·hm^-2·a^-1)	<2	2—25	25—50	50—80	80—150	>150

图2 1980—2018年巴彦淖尔市土壤风蚀模数时间变化

Fig.2 Change of soil wind erosion in Bayannur from 1980 to 2018

图3 1980—2018年巴彦淖尔市不同强度土壤风蚀面积占比变化

Fig.3 Change of soil wind erosion area with different intensity in Bayannur from 1980 to 2018

图4 巴彦淖尔市不同强度土壤风蚀空间分布

Fig.4 Spatial distribution of soil wind erosion with different intensity in Bayannur

图5 1980—2018年巴彦淖尔市土壤风蚀模数变化趋势空间分布

Fig.5 Spatial distribution of variation trend of soil wind erosion in Bayannur from 1980 to 2018

图6 1980—2018年巴彦淖尔市气候因子时间变化

Fig.6 Change of climate factors in Bayannur from 1980 to 2018

图7 巴彦淖尔市2018年植被覆盖度空间分布

Fig.7 Spatial distribution of vegetation coverage in Bayannur in 2018

图8 1980—2018年巴彦淖尔市植被覆盖度时间变化

Fig.8 Change of vegetation coverage in Bayannur from 1980 to 2018

图9 1980—2018年巴彦淖尔市土壤含水量时间变化

Fig.9 Change of soil moisture content in Bayannur from 1980 to 2018

图10 巴彦淖尔市土壤风蚀变化通径分析

Fig.10 Path analysis of soil wind erosion changes in Bayannur

表2 巴彦淖尔市土壤风蚀影响因子通径分析

Table 2 Path analysis statistics of influencing factors of soil wind erosion in Bayannur

因子	相关系数	直接通径系数	间接通径系数之和	间接通径系数				决策系数
因子	相关系数	直接通径系数	间接通径系数之和	u	T_a	sw	VC	决策系数
风速u	0.762	0.508	0.254	—	0.128	0.045	0.081	0.387
气温T_a	-0.605	-0.198	-0.407	-0.329	—	-0.049	-0.029	0.120
土壤含水率sw	-0.432	-0.108	-0.324	-0.214	-0.090	—	-0.020	0.047
植被覆盖度VC	-0.464	-0.163	-0.301	-0.252	-0.035	-0.014	—	0.076

表3 本文与前人计算结果对比

Table 3 Comparison between this paper and previous calculation results

研究区域	研究时段	研究方法	计算结果/(t·hm^-2·a^-1)	参考文献
内蒙古巴彦淖尔市	1980—2018年	RWEQ模型	40.26（20.38—57.91）	本文
内蒙古高原	1990—2015年	RWEQ模型	26—50	迟文峰等^[25]
青海省	—	RWEQ模型	45.99	江凌等^[20]
内蒙古锡林郭勒盟	1990—2010年	RWEQ模型	16.70	巩国丽等^[4]
蒙古高原北部典型草原区	2006年	¹³⁷Cs示踪法	0.65—1.69	齐永青等^[7]
北方农牧交错带	2000—2012年	张春来风蚀预报经验模型	沙地66.4；农田18.8；草地2.4	王旭洋等^[26]
新疆准噶尔盆地东部	2016年	中国科学院寒区旱区环境与工程研究所大田推广模型	45.71（未利用地64.56；林草地34.37；耕地7.59）	曹月娥等^[3]

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