基于改进稳定映射法的云南省土壤侵蚀强度变化轨迹及其驱动因素

摘要

[目的]揭示云南省1990—2022年土壤侵蚀强度的变化轨迹，分析其变化类型及驱动因素，为制定有效的土壤侵蚀防治策略提供科学依据。[方法]基于RUSLE模型定量评估云南省土壤侵蚀强度状况，并引入年际变化速率捕捉其动态特征；采用改进的稳定映射法(STD),结合变化速率和变化频率，识别土壤侵蚀强度变化轨迹类型；利用随机森林模型分析驱动因素的贡献度，并比较不同轨迹类型分区的驱动因子特征。[结果]1)云南省土壤侵蚀年际变化趋势以基本稳定为主，大幅减少和大幅增加区域面积变化显著；2)土壤侵蚀强度变化轨迹呈显著空间分异，周期型轨迹占比最高(53.90%),其次为非连续阶梯型(14.78%)和波动型(14.08%);3)降水、坡度、人口密度、GDP和植被覆盖度是影响土壤侵蚀强度轨迹变化的主要驱动因素，贡献度分别为17.92%、14.56%、12.52%、12.67%和9.41%;4)不同轨迹类型分区的驱动因素存在差异，周期型轨迹和非连续阶梯型轨迹分区降水量和坡度较大，阶梯型轨迹分区农田覆盖比例高、森林覆盖比例低。[结论]云南省土壤侵蚀强度的轨迹变化特征显著，驱动机制具有空间异质性。因此，土壤侵蚀防治策略应体现区域差异化和针对性，并针对不同区域的特点采取因地制宜的措施。基于变化速率的STD轨迹分区方法可有效刻画土壤侵蚀的动态变化过程，为土壤侵蚀的监测、预警和分区防治提供新的思路。

关键词

土壤侵蚀强度 / 稳定映射法 / 变化轨迹 / 变化速率 / 轨迹分区

基金资助

国家自然科学基金项目(42261073,41971369,42261037);; 云南省中青年学术和技术带头人后备人才项目(202305AC160083,202205AC160014);; 云南省重大科技专项(202202AD080010);; 云南省基础研究面上项目(202401AT070103);; 云南省基础研究专项重点项目(202201AS070024,202001AS070032)