研究紅壤區(qū)植被覆蓋因子變化規(guī)律、構(gòu)建植被覆蓋因子計算模型可為該區(qū)域水土流失防治及動態(tài)監(jiān)測提供科學依據(jù)。該研究基于廣東省五華縣水土保持試驗推廣站200余場降雨試驗觀測數(shù)據(jù),分析了影響水土流失的各關(guān)鍵因子與次降雨土壤侵蝕模數(shù)（Individual Rainfall Event Soil Erosion Modulus,ISEM）間定量關(guān)系,基于中國土壤流失方程計算了系列次降雨事件不同植被覆蓋度對應植被覆蓋因子值,構(gòu)建了植被覆蓋因子值與植被覆蓋度間數(shù)學模型,從點、面2個尺度對模型計算精度進行了驗證。結(jié)果表明:1)ISEM隨植被覆蓋度增加而降低;ISEM與雨前土壤表層含水率間存在顯著正相關(guān)對數(shù)關(guān)系;ISEM隨坡度增加呈先增后減的變化規(guī)律;ISEM隨次降雨量、次降雨侵蝕力和次降雨徑流深呈顯著正相關(guān)線性變化關(guān)系。2)構(gòu)建了植被覆蓋因子值與植被覆蓋度間二階指數(shù)衰減模型,該模型決定系數(shù)和納什系數(shù)分別達0.947和0.876。點尺度驗證結(jié)果表明90%樣本模型計算值與觀測值相對誤差均小于0.30;面尺度驗證結(jié)果表明,70%～80%的植被覆蓋因子計算值相對誤差不超過0.1�？傮w而言,該模型計算精度較為理想,... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2020,36(17)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

人工模擬降雨裝置示意圖Fig.1Schematicdiagramofartificialrainfallsimulationdevice

農(nóng)業(yè)工程學報（http://www.tcsae.org）2020年110對于特定區(qū)域而言，在土壤侵蝕其他影響因素不變的情況下，當植被覆蓋度從0增加到最大值，植物措施的水土保持效應也逐漸增強，對應的B因子也將從最大值降低到最小值，而該區(qū)域土壤侵蝕量也從理論最大值降低到理論最小值，這是植被措施調(diào)控土壤侵蝕作用的具體表現(xiàn)。這一變化過程中客觀存在某一特定點VC值（為臨界植被覆蓋度，設為VC_p），當VC>VC_p，B值衰減速率逐漸放緩并趨于穩(wěn)定某一值，植被措施調(diào)控土壤侵蝕的作用也達到最大化；此時，在其他影響因素恒定情況下，VC增加基本不會引起土壤侵蝕量改變。圖3植被覆蓋因子與植被覆蓋度散點圖Fig.3Scatterofvegetationcoveragevsvegetationcoverandmanagementfactor基于B和VC間二階指數(shù)衰減模型無法直接寫出f(VC)=0對應VC計算表達值，難以直接獲取VC_p值�；谀Ｐ廷螅ㄗ匀粚�(shù)函數(shù)），令f(VC)=0可直接得到VC=e0.054/0.116=62.59%，故而可近似認為VC_p為62.59%。對模型Ⅵ（二階指數(shù)衰減函數(shù)）求一階導數(shù)，得到：B"=-1.373e-4.35Vc-27.534e-39.87Vc（10）顯然，任意植被覆蓋度VC計算得到的B"均表示曲線B=f(VC)上對應點的斜率值，即為B值隨植被覆蓋度增加而下降的速率。將VC_p=62.59%代入式（4）得到B"=-9‰。由于二階指數(shù)衰減函數(shù)是單調(diào)遞減函數(shù)，隨著植被覆蓋度增加，其遞減速率逐漸降低。因此，當VC>62.59%時，△VC引起B(yǎng)因子變化量△B的絕對值<9‰。在VC∈[0.6261.00]范圍內(nèi)，9‰≤B≤

站2019年度33場次自然降雨試驗觀測數(shù)據(jù)對式（11）進行驗證；面尺度是以五華縣為例，使用式（11）計算得到的B因子（記為Bf）與廣東省五華縣2018和2019年“區(qū)域水土流失動態(tài)監(jiān)測成果”B因子（記為Bp）進行對比統(tǒng)計分析。其中Bp計算使用前3年的24個半月MODIS數(shù)據(jù)，具體計算方法見《區(qū)域水土流失動態(tài)監(jiān)測技術(shù)規(guī)定（試行）》。為保證計算結(jié)果的可比性，本文同樣使用前3年24個半月MODIS數(shù)據(jù)計算植被覆蓋度值，然后基于式（11）計算Bf值。圖4為B因子計算式（11）在點尺度驗證結(jié)果�？梢钥闯觯褂檬剑�11）計算得到各次降雨土壤流失量模擬值與實際觀測值基本吻合，二者間線性擬合方程達到了極顯著水平（P<0.01）；模擬值和觀測值相對誤差全部分布在±0.40以內(nèi)，其中相對誤差絕對值小于0.20的模擬值占總數(shù)的54.55%，小于0.30的占90%；33組觀測數(shù)據(jù)模擬值與觀測值均方根誤差為0.012t/hm2，相對誤差絕對值的平均值為0.186。總體而言，B因子計算式（11）在點尺度的計算精度良好，其中計算誤差較大的幾組樣本主要是其次降雨量和次降雨侵蝕力偏小所致。a.模擬值與觀測值比較a.Comparisonsofsimulatedandobservedvaluesb.相對誤差b.Relativeerror圖4植被覆蓋因子（B）計算模型點尺度驗證結(jié)果Fig.4Verificationresultsofvegetationcoverandmanagementfactorcalculationmodelatpointscale如前所述，B因子計算模型點尺度驗證結(jié)果較為理想，土壤流失模擬值與觀測值十分接近，計算精度良好。因此，從面尺度對B因子計算模型進一步驗證。圖5和表3分別為五華縣2018和2019

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本文編號：3532820