李純乾

(遼寧省水土保持研究所，遼寧朝陽(yáng) 122000)

土壤侵蝕綜合指數(shù)能夠量化地表征一個(gè)地區(qū)或一個(gè)單元土壤侵蝕的總體狀況，具有客觀性、科學(xué)性、綜合性和可比性的特點(diǎn)。本研究通過(guò)對(duì)遼寧省2000、2005年土壤侵蝕綜合指數(shù)地區(qū)之間的差異變化和趨勢(shì)分析，得出了遼寧省土壤侵蝕整體狀況。土壤侵蝕綜合指數(shù)的計(jì)算采用李智廣［1］、梁音等［2］提出的研究方法，但重新確定了權(quán)重值的參考范圍，將微度侵蝕的權(quán)重也納入了對(duì)比之中，使計(jì)算結(jié)果更加符合客觀實(shí)際。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 土壤侵蝕綜合指數(shù)EI值的概念

土壤侵蝕綜合指數(shù)用EI表示，它是評(píng)價(jià)一個(gè)單元內(nèi)土壤侵蝕總體狀況的綜合指標(biāo)，是根據(jù)該單元內(nèi)各級(jí)土壤侵蝕面積和土地總面積量化分級(jí)進(jìn)行權(quán)重變換后形成的一個(gè)綜合指標(biāo)數(shù)值［2］。EI值越大土壤侵蝕程度就越嚴(yán)重，反之土壤侵蝕程度就越輕微。其表達(dá)式為

式中:EI為評(píng)價(jià)單元土壤侵蝕綜合指數(shù)，無(wú)量綱;Wi為評(píng)價(jià)單元土壤侵蝕等級(jí)權(quán)重分值，無(wú)量綱;Ai為評(píng)價(jià)單元第i等級(jí)土壤侵蝕的面積，km2;S為評(píng)價(jià)單元的土地總面積，km2;i為土壤侵蝕等級(jí)數(shù)，其取值范圍為1—6之間的整數(shù)，為一常量。

1.2 權(quán)重分值Wi的多項(xiàng)式推算

依據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007)［3］中水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采用多項(xiàng)式方程模擬法對(duì)各級(jí)別的土壤侵蝕模數(shù)中值進(jìn)行修正。用1、2、3、4、5、6 分別代表微度、輕度、中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕。擬合后得到的多項(xiàng)式方程為

式中:y為土壤侵蝕模數(shù)修正中值，t/(km2·a);x為土壤侵蝕等級(jí)級(jí)別，取值為1—6之間的整數(shù)，為一常量。

按照擬合后的多項(xiàng)式推算的土壤侵蝕模數(shù)修正中值見表1，其中x=6(6代表劇烈侵蝕)時(shí)y=18 490。

按劇烈侵蝕的預(yù)測(cè)模數(shù)修正中值權(quán)重指標(biāo)為侵蝕程度最嚴(yán)重，表征為100，與其他各侵蝕強(qiáng)度級(jí)別的預(yù)測(cè)模數(shù)修正中值分別進(jìn)行等比計(jì)算，得到的權(quán)重指標(biāo)見表1。理論上EI=0表征為無(wú)侵蝕，但實(shí)際上這種情況并不存在，因此對(duì)于微度侵蝕的權(quán)重指標(biāo)做了保留，這與李智廣［1］、梁音［2］等人對(duì)土壤侵蝕模數(shù)權(quán)重指標(biāo)的計(jì)算方法有所不同。

表1 土壤侵蝕模數(shù)修正中值及權(quán)重指標(biāo)

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

計(jì)算EI需要的原始數(shù)據(jù)來(lái)源于遼寧省2000和2005年土壤侵蝕遙感數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 市級(jí)尺度EI值的空間分布

應(yīng)用方程(1)對(duì)遼寧省14個(gè)市的EI值逐一進(jìn)行計(jì)算，得到各市的EI值及其增量見表2。由于采用的是統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與方法，其計(jì)算結(jié)果具有很強(qiáng)的可比性。通過(guò)對(duì)比分析每個(gè)市的土壤侵蝕綜合指數(shù)EI值，從而認(rèn)識(shí)、了解市級(jí)尺度的土壤侵蝕空間分布規(guī)律。

表2 遼寧省各市土壤侵蝕綜合指數(shù)EI值

如表2所示，2000年各市的EI值由大到小排序依次為朝陽(yáng)、葫蘆島、營(yíng)口、鞍山、大連、阜新、丹東、錦州、撫順、鐵嶺、本溪、沈陽(yáng)、遼陽(yáng)、盤錦，其中朝陽(yáng)市最大，盤錦市最小，2市相差9.89個(gè)指數(shù)點(diǎn)，說(shuō)明2000年朝陽(yáng)市的土壤侵蝕最為嚴(yán)重，盤錦市最輕。如果以遼寧省的平均EI值4.78作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，則朝陽(yáng)、葫蘆島、營(yíng)口、鞍山、大連、阜新6個(gè)市的土壤侵蝕均高于全省的平均值，其他8個(gè)市的土壤侵蝕低于全省的平均值。

2005 年各市的EI值由大到小排序依次為朝陽(yáng)、葫蘆島、鞍山、營(yíng)口、阜新、大連、錦州、丹東、本溪、撫順、遼陽(yáng)、鐵嶺、沈陽(yáng)、盤錦(表2)，其中朝陽(yáng)市最大，盤錦市最小，2市相差8.09個(gè)指數(shù)點(diǎn)，說(shuō)明2005年朝陽(yáng)市的土壤侵蝕最為嚴(yán)重，盤錦市最輕。如果以遼寧省的平均EI值4.33作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，則朝陽(yáng)、葫蘆島、鞍山、營(yíng)口、阜新、大連6個(gè)市的土壤侵蝕均高于全省的平均值，其余8個(gè)市的土壤侵蝕低于全省的平均值。

由此看出，朝陽(yáng)、葫蘆島、鞍山、營(yíng)口、阜新、大連6個(gè)市的土壤侵蝕在5年的變化中，仍然高于全省的平均值，其中朝陽(yáng)市仍然是全省土壤侵蝕最嚴(yán)重的地區(qū)，而盤錦市是全省土壤侵蝕最輕的地區(qū)。

利用ArcVIEW軟件，以遼寧省各市行政區(qū)劃圖為底圖，添加EI值屬性并賦值，通過(guò)對(duì)EI值分類分級(jí)并進(jìn)行空間分析，可得到遼寧省各市區(qū)EI值分類分級(jí)圖(圖1、圖2)。從圖1、圖2可知，遼寧省土壤侵蝕程度在空間分布上以遼東和遼北地區(qū)相對(duì)較弱，其次為遼南，遼西最為嚴(yán)重，表現(xiàn)出由東北向西南侵蝕程度逐漸加劇的趨勢(shì)。這種土壤侵蝕的分布特點(diǎn)主要是因?yàn)檫|東的自然條件較遼西要好，降水充足、植被蓋度高。

2.2 市級(jí)尺度EI值的時(shí)間變化趨勢(shì)

(1)2000—2005年的5年間，遼寧省的EI值減少了0.45個(gè)指數(shù)單位(表2)，說(shuō)明該階段全省的土壤侵蝕總體呈減緩趨勢(shì);有9個(gè)市的EI值下降，5個(gè)市的EI值上升，其中營(yíng)口市的EI值降幅最大，鐵嶺市和錦州市的EI值變化很小，盤錦市的EI值增幅最大。

(2)有9個(gè)市的EI值均有不同程度的下降，包括營(yíng)口、葫蘆島、朝陽(yáng)、大連、鞍山、丹東、沈陽(yáng)、阜新和鐵嶺市。EI值減少幅度在0.5個(gè)指數(shù)單位以上的有營(yíng)口、葫蘆島、朝陽(yáng)、大連、鞍山和丹東市，而鐵嶺市的減幅很小，僅為0.05個(gè)指數(shù)單位，說(shuō)明鐵嶺市在這5年間土壤侵蝕程度沒(méi)有大的改善。

(3)有5個(gè)市的EI值均有不同程度的上升，包括盤錦、遼陽(yáng)、本溪、撫順和錦州市。EI值增加幅度在0.5個(gè)指數(shù)單位以上的有盤錦市和遼陽(yáng)市，說(shuō)明這2個(gè)市在這5年間土壤侵蝕程度在加劇;而錦州市的增幅很小，僅為0.03，說(shuō)明該市在這5年間土壤侵蝕程度沒(méi)有大的變化。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)根據(jù)多項(xiàng)式方程的模擬推算，北方土石山區(qū)和東北黑土區(qū)的劇烈級(jí)別侵蝕的預(yù)測(cè)模數(shù)中值可采用18 490 t/(km2·a)。

(2)2000—2005年的5年間，遼寧省的EI值減少了0.45個(gè)指數(shù)單位，說(shuō)明該時(shí)段全省的土壤侵蝕總體呈降低趨勢(shì)。

(3)從空間分布上看，遼寧省的土壤侵蝕程度以遼東和遼北地區(qū)相對(duì)較弱，其次為遼南，遼西最為嚴(yán)重，表現(xiàn)出由東北向西南侵蝕程度逐漸加劇的趨勢(shì)。其中朝陽(yáng)、葫蘆島、鞍山、營(yíng)口、阜新、大連6個(gè)市的土壤侵蝕均高于全省的平均值，其余8個(gè)市則低于全省的平均值;以朝陽(yáng)市的土壤侵蝕最為嚴(yán)重，盤錦市侵蝕最輕。

(4)從時(shí)間變化趨勢(shì)看，2000—2005年的5年間，遼寧省的土壤侵蝕總體上呈減弱趨勢(shì)，有9個(gè)市的EI值下降、5個(gè)市的EI值上升。其中:營(yíng)口市和葫蘆島市的減幅最大，說(shuō)明這2個(gè)市在這5年間水土流失防治效果比較顯著，土壤侵蝕得到了很明顯的遏制;盤錦市和遼陽(yáng)市的EI值增幅最大，說(shuō)明這2個(gè)市在這5年間土壤侵蝕程度在加重，如果不進(jìn)行有效的治理，在未來(lái)的幾年中將有加劇的趨勢(shì)。

［1］李智廣，羅志東.縣域土壤侵蝕嚴(yán)重性評(píng)價(jià)方法初探——土壤侵蝕嚴(yán)重指數(shù)的定義與應(yīng)用［J］.水土保持通報(bào)，2006，26(4):41 －43.

［2］梁音，楊軒，蘇春麗，等.基于EI的南方紅壤區(qū)土壤侵蝕縣域差異與趨勢(shì)分析［J］.土壤學(xué)報(bào)，2009，46(1):24 －29.

［3］SL 190—2007，土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［S］.