青藏高原三江源高寒草地生態(tài)系統(tǒng)土壤侵蝕研究.pdf

1、三江源地區(qū)地處青藏高原腹地，由于其獨特的地理位置，形成了我國特有的高寒草地生態(tài)系統(tǒng)，在水源涵養(yǎng)方面具有極其重要的生態(tài)地位，是我國水資源供給的核心發(fā)源地，具有以草地生境為主的豐富的動植物多樣性。由于長期發(fā)生在這一地區(qū)的土壤侵蝕現(xiàn)象的不斷演變惡化，導致牧草質(zhì)量下降、草地退化，以及土地荒漠化和“黑土灘”化等一系列問題，因此，對該地區(qū)土壤侵蝕監(jiān)測與評估方法的研究具有十分重要的意義。本研究以GIS為技術平臺，RUSEL模型為參考，結(jié)合多種機器學習

2、方法。依據(jù)137Cs侵蝕模數(shù)測算法建立自定義土壤侵蝕模型，并根據(jù)其精度進行比對分析，在研究區(qū)取得相對精確的侵蝕估算量的同時，評價分析了相應的參數(shù)篩選、建模方法和RUSLE模型結(jié)果，最后依據(jù)侵蝕結(jié)果提出了相應的防治對策。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴應用多種基于機器學習的參數(shù)篩選和建模方法，獲取了精度較高的三江源侵蝕模數(shù)空間分布圖和相應的侵蝕量，精度最高的自定義模型是模擬退火參數(shù)篩選法和Cubist建模方法結(jié)合的模型。⑵利用RUSLE

3、和模擬退火-Cubist模型分別估算的三江源多年平均侵蝕量分別為3.1*109 t*a-1和2.3*109 t*a-1，且模擬退火-Cubist模型精度顯著大于RUSLE模型的精度。說明結(jié)合了實測侵蝕數(shù)據(jù)和GIS遙感大面積應用優(yōu)勢的自定義模型估算精度上明顯優(yōu)于RUSLE模型。⑶通過侵蝕強度分級的重心轉(zhuǎn)移分析，兩種模型結(jié)果的侵蝕強度等級在空間上都符合由東南向西北逐步升高的分布規(guī)律?；诳h界分區(qū)的侵蝕程度比較表明，侵蝕程度最高的三個地區(qū)為格

4、爾木市唐古拉鄉(xiāng)、治多縣和興?？h。⑷三江源區(qū)不同植被群系合并類型下的土壤侵蝕程度由高到低依次為：農(nóng)耕地>稀疏植被/沼澤/荒漠>草原>林地>草甸>灌叢。除草原類侵蝕強度顯著偏高，大部分類型基本符合其他研究對各類下墊面土壤侵蝕難易程度的比較結(jié)果。結(jié)合人文因素分析，草原類植被群系中多以適口性良好的牧草為優(yōu)勢種，故過度放牧是引起草原類下墊面侵蝕現(xiàn)象嚴重的主要原因。⑸通過參數(shù)篩選方法對參數(shù)重要性的評價，表明風蝕和凍融侵蝕是研究高寒草地生態(tài)系統(tǒng)土壤侵

5、蝕時是不可忽略的兩種侵蝕動力，是有別于其他下墊面土壤侵蝕的主要特征，而RUSLE模型參數(shù)中多年平均風速和土壤凍融數(shù)據(jù)的應用缺失，是本研究自定義模型整體優(yōu)于RUSLE模型的主要因素。⑹三江源區(qū)的土壤侵蝕程度總體偏高。由土壤流失量結(jié)合市場價值法，估算研究區(qū)多年平均有機質(zhì)經(jīng)濟損失價值，模擬退火-Cubist模型估算的年均經(jīng)濟損失為299億元，并且低于用于參考的RUSLE模型估算結(jié)果。由此可知，整個研究區(qū)受土壤侵蝕現(xiàn)象所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失數(shù)額巨大。