Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp ước lượng xói mòn gió đất tại Nội Mông, Trung Quốc dựa trên hệ thống thông tin địa lý và cảm biến từ xa
Tóm tắt
Các nghiên cứu về xói mòn gió dựa trên Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Cảm biến từ xa (RS) chưa thu hút được sự chú ý đầy đủ do bị hạn chế bởi các yếu tố tự nhiên và khoa học. Chỉ có một số ít nghiên cứu được thực hiện để ước lượng cường độ xói mòn gió quy mô lớn tại Nội Mông, Trung Quốc. Trong nghiên cứu hiện tại, một mô hình mới được phát triển dựa trên năm yếu tố bao gồm số ngày có tuyết, khả năng bị xói mòn của đất, độ khô hạn, chỉ số thảm thực vật và cường độ trường gió để ước lượng định lượng lượng xói mòn gió. Kết quả cho thấy xói mòn gió tồn tại rộng rãi tại Nội Mông, chiếm khoảng 90×104 km2, tương đương 80% diện tích nghiên cứu. Trong giai đoạn từ năm 1985 đến 2011, xói mòn gió đã gia tăng trên toàn bộ vùng Nội Mông, điều này được chỉ ra bởi sự mở rộng các vùng xói mòn với mức độ nghiêm trọng, mãnh liệt và nhẹ. Tại Nội Mông, có sự phân biệt không gian rõ rệt về cường độ xói mòn gió. Phân bố độ thay đổi cường độ cho thấy xu hướng giảm dần từ mức tăng nghiêm trọng ở phía tây nam đến mức giảm nhẹ ở phía đông bắc của vùng. Các vùng đất hoặc thảm thực vật thưa thớt cho thấy mức xói mòn nghiêm trọng nhất, tiếp theo là đất chiếm lĩnh bởi cây bụi mở. Đất cỏ sẽ có tiềm năng thay đổi lớn nhất trong tương lai vì những khu vực này cho thấy biên độ biến động lớn nhất về cường độ thay đổi. Ngoài ra, một mối quan hệ tiêu cực đáng kể được ghi nhận giữa cường độ thay đổi và độ dốc của đất. Mối quan hệ giữa loại đất và cường độ thay đổi khác nhau với hàm lượng CaCO3 và thành phần bề mặt của đất cát, đất sét và đất thịt với kích thước hạt từ 0–1 cm. Các kết quả đã có ý nghĩa nhất định trong việc hiểu cơ chế và quá trình thay đổi của xói mòn gió đã xảy ra trong thời gian nghiên cứu. Do đó, nghiên cứu hiện tại có thể cung cấp cơ sở khoa học cho việc phòng ngừa và khắc phục xói mòn gió tại Nội Mông.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Assefa M M. 2004. Spatiotemporal dynamics of land surface parameters in the Red River of the North Basin. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 29: 795–810.
Bajracharya R M, Lal R, Hall G F. 1998. Temporal variation in properties of an uncropped, ploughed Miamian soil in relation to seasonal erodibility. Hydrological Process, 12: 1021–1030.
Bilbro J D, Fryrear D W. 1994. Wind erosion losses as related to plant silhouette and soil cover. Agronomy Journal, 86: 550–553.
Bruin S. 2000. Predicting the areal extent of land-cover types using classified imagery and geostatistics. Remote Sensing of Environment, 74: 387–396.
Bryan R B. 1968. The development, use and efficiency of indices of soil erodibility. Geoderma, 2: 5–26.
Buschiazzo D E, Zobeck T M. 2008. Validation of WEQ, RWEQ and WEPS wind erosion for different arable land management systems in the Argentinean Pampas. Earth Surface and Landscape Processes, 33: 1839–1850.
Chappell A, Zobeck T M, Brunner G. 2006. Using bi-directional soil spectral reflectance to model soil surface changes induced by rainfall and wind-tunnel abrasion. Remote Sensing of Environment, 102: 328–343.
Chen S Q, Wang L J, Lu S H, et al. 2007. Study of NDVI and climate change in Maqu County, upstream of Yellow River. Journal of Glaciology and Geocryology, 29: 131–136. (in Chinese)
Dobrowski S Z, Pushnik J C, Zarco-Tejada P J, et al. 2005. Simple reflectance indices track heat and water stress-induced changes in steady-state chlorophyll fluorescence at the canopy scale. Remote Sensing of Environment, 97: 403–414.
Dunne J A, Saleska S R, Fischer M L, et al. 2004. Integrating experi mental and gradient methods in ecological climate change research. Ecology, 85: 904–916.
Fryrear D W, Krammes C A, Williamson D L, et al. 1994. Computing the wind erodible fraction of soils. Journal of Soil and Water Conservation, 49: 183–188.
Fu X F, Yang S T, Liu C M. 2007. Changes of NDVI and their relations with principal climatic factors in the Yarlung Zangbo River Basin. Geographic Research, 26: 60–66. (in Chinese)
Geeves G W, Leys J F, McTainsh G H. 2000. Soil erodibility. In: Charman P E V, Murphy B W. Soils: Their Properties and Management. New York: Oxford University Press, 205–220.
Grini A, Zender C S. 2004. Roles of saltation, sandblasting, and wind speed variability on mineral dust aerosol size distribution during the Puerto Rican Dust Experiment (PRIDE). Journal of Geophysical Research, 109: 102–108.
Hagen L J. 1991. A wind erosion prediction system to meet users needs. Journal of Soil and Water Conservation, 46: 106–111.
Hevia G G, Mendez M, Buschiazzo D E. 2007. Tillage affects soil aggregation parameters linked with wind erosion. Geoderma, 140: 90–96.
Huete A R, Tucker C J. 1991. Investigation of soil influences in AVHRR red and near-infrared vegetation index imagery. International Journal of Remote Sensing, 12: 1223–1242.
Ilan S, Eugene D U, Hanoch L, et al. 2008. Grazing-induced spatial variability of soil bulk density and content of moisture, organic carbon and calcium carbonate in a semi-arid rangeland. Catena, 75: 288–296.
IPCC. 2007. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press.
Jiang D M, Liu Z M, Cao C Y, et al. 2003. Desertification and Ecological Restoration of Keerqin Sandy Land. Beijing: China Environmental Science Press, 32–142. (in Chinese)
Jiang D S, Li X H, Fan X K, et al. 1995. Discussion on soil anti-scouring properties and arrangement of soil and water conservation measure system in the contiguous areas of Shanxi, Shaanxi and Inner Mongolia. Journal of Soil and Water Conservation, 9(1): 1–7. (in Chinese)
Jing K, Wang W Z, Zheng F L. 2005. Soil Erosion and Environment in China. Beijing: Science Press. (in Chinese)
Knapp A K, Smith M D. 2001. Variation among biomes in temporal dynamics of aboveground primary production. Science, 291: 481–484.
Li F R, Zhao A F, Zhou H Y, et al. 2002. Effects of simulated grazing on grown and persistence of Artemisia frigida in a semiarid sandy rangeland. Grass and Forage Science, 57: 239–247.
Li F R, Zhang H, Zhang T H, et al. 2003. Variations of sand transportation rates in sandy grasslands along a desertification gradient in northern China. Catena, 53: 255–272.
Li F R, Zhao L Y, Zhang H, et al. 2004. Wind erosion and airborne dust deposition in farmland during spring in the Horqin Sandy Land of eastern Inner Mongolia, China. Soil and Tillage Research, 75: 121–130.
Li L H, Han X G, Wang Q B, et al. 2002. Correlations between plant biomass and soil respiration in a Leymus chinensis community in the Xilin River Basin of Inner Mongolia. Acta Botanica Sinica, 44(5): 593–597. (in Chinese)
Li X B, Chen Y H, Wang H, et al. 2004. Regional distribution of land cover change amplitude in China. Scientia Geographica Sinica, 24: 270–274. (in Chinese)
McHenry J R, Ritchie J C. 1977. Physical and chemical parameters affecting transport of CS-137 in arid watersheds. Water Resource Research, 13: 923–927.
Merrill S D, Black A L, Fryrear D W, et al. 1999. Soil wind erosion hazard of spring wheat-fallow as affected by long-term climate and tillage. Soil Science Society of America Journal, 63: 1768–1777.
Miao C Y, He B H, Chen X Y, et al. 2004. Analysis on correlativity of soil erodibility factors of USLE and WEPP models. Soil and Water Conservation in China, 6: 23–26. (in Chinese)
Mostaghimi S, Young R A, Wilts A R, et al. 1988. Effects of frost action on soil aggregate stability. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 31(2): 435–439.
Mutchler C K, Carter C E. 1983. Soil erodibility variation during the year. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 26: 1102–1104.
Nakano T, Nemoto M, Shinoda M. 2008. Environmental controls on photosynthetic production and ecosystem respiration in semi-arid grasslands of Mongolia. Agricultural and Forest Meteorology, 148: 1456–1466.
Qi J, Ma W, Song C X. 2008. Influence of freeze-thaw on engineering properties of a silty soil. Cold Regions Science and Technology, 53(3): 397–404.
Rana G, Katerji N, Lorenzi F. 2005. Measurement and modelling of evapotranspiration of irrigated citrus orchard under Mediterranean conditions. Agriculture Forest Meteorology, 128(3–4): 199–209.
Raupach M R, Lu H. 2004. Representation of land-surface processes in aeolian transport models. Environmental Modelling and Software, 19: 93–112.
Shi T G, Sun X H, Yan Y C. 2003. Study on the seasonal wind-sand land in the northwest region of Shandong Province based on Remote Sensing. Areal Research and Development, 22(5): 43–45. (in Chinese)
Singh U B, Gregory J M, Wilson G R. 1999. Texas erosion analysis model: theory and validation. In: Skidmore E L, Tatarko J. Wind Erosion Proceedings of an International Symposium/Workshop, 3–5 June 1997. Kansas State University, Manhattan: United States Department of Agriculture (USDA), Agricultural Research Service, Wind Erosion Research Unit.
Stow D A, Hope A, MacGuire D, et al. 2004. Remote sensing of vegetation and land-cover change in Arctic Tundra Ecosystems. Remote Sensing of Environment, 89: 281–308.
Sutherland R A, Kowalchuk T, Dejong E. 1991. Cesium-137 estimates of sediment redistribution by wind. Soil Science, 151(15): 387–396.
Thorne M E, Young F I, Pan W I, et al. 2003. No-till spring cereal cropping systems reduce wind erosion susceptibility in the wheat-fallow region of the Pacific Northwest. Journal of Soil and Water Conservation, 58(5): 251–257.
Vaezi A R, Sadeghi S R H, Bahrami H A, et al. 2008. Modeling the USLE K-factor for calcareous soils in northwestern Iran. Geomorphology, 97: 414–423.
Verheijen F G A, Jones R J A, Rickson R J, et al. 2009. Tolerable versus actual soil erosion rates in Europe. Earth-Science Reviews, 94: 23–38.
Webb N P, McGowan H A, Phinn S R, et al. 2009. A model to predict land susceptibility to wind erosion in western Queensland, Australia. Environmental Modelling and Software, 24: 214–227.
Wei Z G, Huang R H, Chen W, et al. 2002. Spatial distributions and interdecadal variations of the snow at the Tibetan Plateau weather stations. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 26(4): 496–508. (in Chinese)
Wood K, Rubio H, Wood C. 2008. Rangeland management and hydrology. In: Proceedings XXI International Grassland Congress and VII International Rangeland Congress. Hohhot, China, 809–812.
Zhang C L, Gong J R, Zou X Y, et al. 2003. Estimates of soil movement in a study area in Gonghe Basin, north-east of Qinghai-Tibet Plateau. Journal of Arid Environments, 53(3): 283–285.
Zhang H B, Luo Y M, Zhao Q G, et al. 2006. Hong Kong soil researches. VI integrated evaluation of soil fertility quality based on the improved analytic hierarchy process. Acta Pedologica Sinica, 43(4): 577–583. (in Chinese)
Zhang J G, Liu S Z, Yang S Q. 2007. The classification and assessment of freeze-thaw erosion in Tibet. Journal of Geographical Sciences, 2: 165–174.
Zhang W J, Gao Z Q. 2006. Spatial variation of water/thermal elements and NDVI with altitudes in central and eastern Tibetan Plateau. Geographic Research, 25: 877–886. (in Chinese)
Zhao X G, Shi H. 2003. Prescription of soil anti-erosion capabilty under water erosion. Arid Land Geography, 26(1): 12–16. (in Chinese)
Zhou P H, Wu C L. 1993. The research method of soil anti-scouribility experiment on the Loess Plateau. Journal of Soil and Water Conservation, 7(1): 29–34. (in Chinese)
Zhou Z C, Shangguan Z P. 2006. Soil anti-scourability during the vegetation succession in Ziwuling secondary forest. Acta Ecologica Sinica, 26(10): 3270–3275. (in Chinese)
Zhu Z, Chen G T. 1994. The Sandy Desertification in China. Beijing: Science Press, 250–268. (in Chinese)