榆陽(yáng)區(qū)土壤侵蝕研究

王翠麗，曹明明

(西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安710127)

土壤侵蝕是當(dāng)今人類(lèi)面臨的一種最普遍、持續(xù)性最強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害，每年因土壤侵蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失較諸如滑坡、泥石流、地震等地質(zhì)災(zāi)害更大，土壤侵蝕已成為我國(guó)乃至全球的重大環(huán)境問(wèn)題之一［1］。土壤侵蝕是世界上的主要災(zāi)害之一，是土地退化、河道和湖泊淤積的根本原因。全球83%的土地退化是由土壤侵蝕引起的［2］。就土壤侵蝕與植被的關(guān)系而言，一般認(rèn)為植被對(duì)土壤具有較好的保護(hù)作用。土壤在天然植被保護(hù)而無(wú)人為干擾的條件下，僅存在土壤侵蝕的潛在可能性，建造植被是治理土壤侵蝕和改善生態(tài)環(huán)境的根本措施［3］。區(qū)域降雨、土壤結(jié)構(gòu)、地表物質(zhì)組成、坡度和坡長(zhǎng)等自然背景相對(duì)穩(wěn)定，且在短期內(nèi)不會(huì)有明顯改變。而影響區(qū)域土壤侵蝕最活躍的因素是人類(lèi)活動(dòng)，其干擾結(jié)果可通過(guò)土地利用結(jié)構(gòu)的變化得以表現(xiàn)［4］?！捌赂奶荨?、“退耕還林還草”等土壤侵蝕治理措施均通過(guò)改善土地利用結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)水土保持效益，故土地利用結(jié)構(gòu)特征的變化很大程度可反映土壤侵蝕強(qiáng)度的變化［5，6］。

1 研究區(qū)概況

榆陽(yáng)區(qū)位于陜西省北部，毛烏素沙漠南緣，無(wú)定河中游。西北接內(nèi)蒙古自治區(qū)烏審旗，西南與橫山、米脂縣相連，東南與米脂、佳縣相鄰，東北與神木、佳縣相依。南北寬約124 km，東西長(zhǎng)約128 km，呈不規(guī)則四邊形，轄區(qū)土地總面積6 891.70 km2，占榆林市土地總面積的15.81%，居陜西省縣(區(qū))第二。長(zhǎng)城由東北向西南橫貫穿區(qū)境，以長(zhǎng)城為界，北部為風(fēng)沙草灘區(qū)，地勢(shì)開(kāi)闊平坦，沙丘連綿不斷，占總面積的75.1%;南部為丘陵溝壑區(qū)，粱峁起伏，溝壑縱橫，支離破碎，占總面積24.1%。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

本次研究所用數(shù)據(jù)有陜西省《水土保持公告》(2006－2010年)數(shù)據(jù)、榆陽(yáng)區(qū)總體規(guī)劃數(shù)據(jù)和榆陽(yáng)區(qū)2005－2008年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。

2.1 土壤侵蝕嚴(yán)重性

2.1.1 土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù)

土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù)是既能全面反映某區(qū)域的土壤侵蝕面積，又區(qū)別反映不同強(qiáng)度侵蝕影響程度的綜合指數(shù)，用該區(qū)域各類(lèi)各級(jí)侵蝕強(qiáng)度面積的加權(quán)平均數(shù)表示［7］。土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù)的計(jì)算方法為:

式中:I為土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù);Mi為某級(jí)侵蝕強(qiáng)度的權(quán)重;Ai為第i級(jí)土壤侵蝕的面積;A各級(jí)侵蝕強(qiáng)度的總面積(區(qū)域總面積)，即A=∑Ai;i為土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)，其取值為1～6的整數(shù)，分別對(duì)應(yīng)微度、輕度、中度、強(qiáng)度、極強(qiáng)度和劇烈等侵蝕強(qiáng)度等級(jí)。

2.1.2 不同土壤侵蝕強(qiáng)度的權(quán)重的確定

在公式(1)中，權(quán)重Mi是為了反映某級(jí)土壤侵蝕強(qiáng)度對(duì)土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù)的貢獻(xiàn)。參考 SL190－96《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》中水蝕和風(fēng)蝕各級(jí)強(qiáng)度侵蝕模數(shù)的界定，用各級(jí)強(qiáng)度侵蝕模數(shù)的中值作為權(quán)重Mi的基本數(shù)值。各級(jí)侵蝕強(qiáng)度等級(jí)權(quán)重如表1所示。

2.2 土地利用結(jié)構(gòu)特征

2.2.1 土地利用結(jié)構(gòu)特征

不同土地利用類(lèi)型可能發(fā)生土壤侵蝕的強(qiáng)度不同，其中坡耕地發(fā)生土壤侵蝕可能性和強(qiáng)度均最大，平緩旱地和荒地次之，建設(shè)用地、水田、草地、林地和水體發(fā)生土壤侵蝕可能性較?。?］。根據(jù)不同土地利用類(lèi)型對(duì)土壤侵蝕敏感程度，確定各種土地利用類(lèi)型對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度貢獻(xiàn)率的判斷矩陣，并運(yùn)用層次分析法計(jì)算出水田、平緩旱地、坡耕地、林地、草地、水體、建設(shè)用地和未利用地在土壤侵蝕強(qiáng)度評(píng)價(jià)中所占權(quán)重。將區(qū)域內(nèi)不同土地利用類(lèi)型面積進(jìn)行加權(quán)求和，得出土地利用結(jié)構(gòu)特征對(duì)區(qū)域土壤侵蝕的總體影響大小，其表征土地利用結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)為:

式中，LUI為土地利用結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)，Wi為不同土地利用類(lèi)型對(duì)土壤侵蝕的貢獻(xiàn)率，Ai為對(duì)應(yīng)土地利用類(lèi)型面積(km2)。

表1 土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)權(quán)重

2.2.2 不同土地利用類(lèi)型對(duì)土壤侵蝕的貢獻(xiàn)率的確定

運(yùn)用層次分析法構(gòu)造系統(tǒng)模型時(shí)，得出水田、平緩旱地、坡耕地、林地、草地、水體、建設(shè)用地和未利用地在土壤侵蝕強(qiáng)度評(píng)價(jià)中所占權(quán)重(見(jiàn)表2)。

表2 不同土地利用類(lèi)型判斷矩陣及其權(quán)重

* 表中1、3、5、7、9分別表示2種類(lèi)型重要性之比為同等重要、稍微重要、重要、明顯重要和絕對(duì)重要，2、4、6、8表示2種類(lèi)型重要性之比處于以上2個(gè)相鄰等級(jí)之間，1、1/2、1/3、…1/9表示2種類(lèi)型重要性之比為以上等級(jí)的互反數(shù);CR=0.030＜0.1，判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤侵蝕嚴(yán)重性分析

根據(jù)水土流失強(qiáng)度等級(jí)的劃分和判讀確定，遵照國(guó)標(biāo)SL190－96的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)榆陽(yáng)區(qū)土壤侵蝕的特點(diǎn)將水土流失分為6個(gè)等級(jí)。利用Erdas中數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能統(tǒng)計(jì)各等級(jí)面積(見(jiàn)表3)。

根據(jù)公式(1)得榆陽(yáng)區(qū)的土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù) I為=0.79。

李智廣，羅志東利用式(1)，以全國(guó)土壤侵蝕普查的結(jié)果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算全國(guó)2204個(gè)縣級(jí)行政單位(除以?xún)鋈谇治g為主的西藏自治區(qū)和臺(tái)灣省外)的土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù)分布分為4個(gè)等級(jí):不嚴(yán)重(I＜0.5);較嚴(yán)重(0.5 ＜I＜1);嚴(yán)重(1＜I＜3);極嚴(yán)重(I＞3)。由此看來(lái)，榆陽(yáng)區(qū)的土壤侵蝕屬于較嚴(yán)重的范圍，做好水土保持工作非常重要。

表3 榆陽(yáng)區(qū)各土壤侵蝕等級(jí)面積及占區(qū)域總面積百分比

3.2 土地利用結(jié)構(gòu)特征分析

利用公式(2)得出榆陽(yáng)區(qū)從2005～2008年土地利用結(jié)構(gòu)特征值變化見(jiàn)圖1。

圖1 榆陽(yáng)區(qū)2005～2008土地利用結(jié)構(gòu)特征值變化趨勢(shì)

從上圖中可以看出從2005年到2008年土地利用特征值呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明榆陽(yáng)區(qū)土壤侵的嚴(yán)重性降低，從2005年的1 643.06到2008年的1 592.30，水土保持取得了一定的成果。實(shí)施退耕還林7年來(lái)，已取得了有目共睹的成效。一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐進(jìn)一步加快。由過(guò)去單一的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向農(nóng)、林、牧并重轉(zhuǎn)變，由過(guò)去單一的種植糧食作物向糧、經(jīng)、飼并重轉(zhuǎn)變。二是生態(tài)環(huán)境逐步好轉(zhuǎn)。截止2005年，全區(qū)退耕還林工程做到了“退得下，穩(wěn)得住、不反彈、能致富”。

榆陽(yáng)區(qū)在今后的發(fā)展中把退耕還林和建設(shè)基本農(nóng)田結(jié)合起來(lái)，切實(shí)解決群眾退耕還林后的吃糧問(wèn)題。在退耕還林時(shí)留足口糧田，加快中低產(chǎn)田改造，打壩淤地，新修基本農(nóng)田。把退耕還林和調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)，逐步實(shí)現(xiàn)富民強(qiáng)區(qū)的目標(biāo)。在土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)要注重各種土地利用類(lèi)型土地在土壤侵蝕的貢獻(xiàn)率的大小。要合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，“坡改梯”、“退耕還林還草”等土壤侵蝕治理措施均通過(guò)改善土地利用結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)水土保持效益，故土地利用結(jié)構(gòu)特征的變化很大程度可反映土壤侵蝕強(qiáng)度的變化，使“土不下坡，水不出溝”。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)榆陽(yáng)區(qū)的研究，可以發(fā)現(xiàn)榆陽(yáng)區(qū)所處的地理環(huán)境使它的土壤侵蝕十分嚴(yán)重，在水土保持方面有很多需要改進(jìn)的地方。

(1)榆陽(yáng)區(qū)經(jīng)過(guò)近些年的治理，退耕還林等措施的實(shí)施使榆陽(yáng)區(qū)的土壤侵蝕狀況得到了一些改善，在全國(guó)范圍內(nèi)居于較嚴(yán)重地位，但是水土保持工作仍然很?chē)?yán)峻。

(2)土地利用結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)土壤侵蝕造成很大的影響，不同的土地利用結(jié)構(gòu)可以反映不同的侵蝕狀況，通過(guò)對(duì)各種不同土地利用類(lèi)型的分析，最后得出水田、平緩旱地、坡耕地、林地、草地、水體、建設(shè)用地和未利用地在土壤侵蝕強(qiáng)度評(píng)價(jià)中所占權(quán)重，通過(guò)計(jì)算榆陽(yáng)區(qū)2005～2008年土地利用結(jié)構(gòu)特征值也說(shuō)明榆陽(yáng)區(qū)的土壤侵蝕狀況有所好轉(zhuǎn)。

(3)近幾年來(lái)在國(guó)家土地開(kāi)發(fā)整理工作的開(kāi)展下，榆陽(yáng)區(qū)應(yīng)該發(fā)揮當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源優(yōu)勢(shì)，“坡改梯”、“退耕還林還草”等土壤侵蝕治理措施均通過(guò)改善土地利用結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)水土保持效益，故土地利用結(jié)構(gòu)特征的變化很大程度可反映土壤侵蝕強(qiáng)度的變化。對(duì)適合耕作的土地進(jìn)行保護(hù)性開(kāi)發(fā)，同時(shí)對(duì)不合理的土地利用類(lèi)型進(jìn)行調(diào)整，爭(zhēng)取社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

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