[发明专利]一种定量估算年土壤风蚀量的方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及土壤风蚀监测技术领域，特别是涉及一种定量估算年土壤风蚀量的方法及装置。

背景技术

土壤风蚀是指以风力为主的外营力作用于地面而引起尘土、沙的飞扬、跳跃和滚动的侵蚀过程。土壤风蚀对地表土壤的大量搬运和堆积，导致土壤粗粒化、肥力和生产力下降；且土壤细粒随风输移可形成沙尘暴，严重影响广大地区的空气环境质量，甚至诱发风沙电，干扰通讯线路、击穿设备及发生人身事故。

土壤风蚀定量监测是土壤风蚀监测领域发展的必然趋势，土壤风蚀量对风蚀区的生态效益定量评价，荒漠化评价，为政府在干旱农垦区的农业规划、决策等提供有力的数据支撑。但是目前国内使用的监测模型大部分是国外的，在干旱农垦区利用监测模型得到的年土壤风蚀量准确度不够。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种定量估算年土壤风蚀量的方法及装置，以解决在干旱农垦区利用监测模型得到的年土壤风蚀量准确度不够的问题。

为了解决上述问题，本申请公开了一种定量估算年土壤风蚀量的方法，包括：

提取土壤水分因子、土壤质地因子和水土保持措施因子；

土壤风蚀定量模型中加入土壤水分因子、土壤质地因子和水土保持措施因子；

利用土壤风蚀定量模型计算不同土地利用类型单位面积的土壤风蚀量；

将所述不同土地利用类型单位面积的土壤风蚀量分别乘以不同土地利用类型的土地面积，得到不同土地利用类型的年土壤风蚀量；

将所述不同土地利用类型的年土壤风蚀量按照土地利用类型叠加，得到整个区域的年土壤风蚀量。

优选的，所述的土壤风蚀定量模型按照土地利用类型包括：耕地风蚀定量模型、林草地风蚀定量模型和沙地风蚀定量模型。

优选的，所述的耕地风蚀定量模型中加入土壤水分因子、土壤质地因子和水土保持措施因子；

所述的林草地风蚀定量模型中加入土壤质地因子和水土保持措施因子；

所述的沙地风蚀定量模型中加入水土保持措施因子。

优选的，所述的土壤水分因子通过下述方法提取：

按照土壤水分平衡方程，在风蚀发生时段，针对不同土地利用类型，根据单位面积的降水量、蒸发量和灌溉量，结合野外调查测定的单位面积的土壤含水量，利用回归分析，拟合单位面积下降水量、灌溉量、蒸发量与土壤含水量之间的函数关系式；

根据函数关系式推算出不同年份、不同土地利用类型单位面积的土壤含水量，得到土壤水分因子。

优选的，土壤包括非灌溉区域和灌溉区域，

在非灌溉土壤中所述的函数关系式是降水量、蒸发量和土壤水分之间的关系；

在灌溉土壤中所述的函数关系式是降水量、灌溉量、蒸发量和土壤水分之间的关系。

优选的，所述的土壤水分平衡方程为ΔW＝R+I-J-D-ET，

式中，ΔW为土壤水分的变化量，R为降水量，I为灌溉量，J为径流量，D为入渗量，ET为蒸发量，

结合干旱区降水量少、蒸发量大的特点，入渗量和径流量设为0。

优选的，所述的水土保持措施因子在农田防护林、护路林和防风固沙林中表示风蚀的有效空间防护范围，则还包括：

根据林带和主害风方向的交角，计算防护效能的相对平均值；

根据防护效能的相对平均值，确定有效空间防护范围。

本申请还公开了一种定量估算年土壤风蚀量的装置，包括：

因子提取模块，用于提取土壤水分因子、土壤质地因子和水土保持因子；

模型修正模块，用于在土壤风蚀定量模型中加入土壤水分因子、土壤质地因子和水土保持措施因子；

风蚀量计算模块，用于计算不同土地利用类型单位面积的土壤风蚀量，将所述不同土地利用类型单位面积的土壤风蚀量分别乘以不同土地利用类型的土地面积，得到不同土地利用类型的年土壤风蚀量；

风蚀量叠加模块，用于将不同土地利用类型的年土壤风蚀量按照土地利用类型叠加，得到整个区域的年土壤风蚀量。

优选的，所述的土壤风蚀定量模型按照土地利用类型包括：耕地风蚀定量模型、林草地风蚀定量模型和沙地风蚀定量模型。

优选的，所述模型修正模块在耕地风蚀定量模型中加入土壤水分因子、土壤质地因子和水土保持措施因子；

所述模型修正模块在林草地风蚀定量模型中加入土壤质地因子和水土保持措施因子；

所述模型修正模块在沙地风蚀定量模型中加入水土保持措施因子。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：