景國(guó)臣, 劉丙友, 榮建東, 孫雪文

(黑龍江省水土保持科學(xué)研究院, 黑龍江 哈爾濱 150070)

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黑龍江省凍融侵蝕分布及其特征

景國(guó)臣, 劉丙友, 榮建東, 孫雪文

(黑龍江省水土保持科學(xué)研究院, 黑龍江 哈爾濱 150070)

[目的] 探究黑龍江省凍融侵蝕分布及其特征，為黑土區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。 [方法] 在對(duì)黑龍江省凍融侵蝕考察及影響因素分析的基礎(chǔ)上，借鑒相關(guān)凍融侵蝕區(qū)分布界定方法以及層次分析法開(kāi)展研究。 [結(jié)果] 黑龍江省凍融侵蝕分布在131°—122°E，53°—48°N范圍內(nèi)，侵蝕面積為3.29×104km2，占該區(qū)土地面積的11.98%。其中，輕度、中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈侵蝕面積分別占總侵蝕面積的21.78%，42.32%，23.78%，12.12%。侵蝕強(qiáng)度由北向南遞減。 [結(jié)論] 黑龍江省凍融侵蝕分布范圍比較廣，強(qiáng)度以中輕度為主；凍融侵蝕分布具有明顯的地帶性規(guī)律。

凍融侵蝕; 分布特征; 黑龍江省

文獻(xiàn)參數(shù)： 景國(guó)臣, 劉丙友, 榮建東, 等.黑龍江省凍融侵蝕分布及其特征[J].水土保持通報(bào)，2016,36(4)：320-325.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.055

凍融侵蝕作為土壤侵蝕3大主要類型之一，在中國(guó)高山、高寒和高海拔區(qū)分布廣泛。據(jù)第2次全國(guó)土壤侵蝕遙感調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)可發(fā)生凍融侵蝕的面積超過(guò)1.37×106km2，約占全國(guó)國(guó)土總面積的13.4%。絕大部分的凍融侵蝕主要分布在東北地區(qū)、西北高原、青藏高原地區(qū)[1]。雖然凍融侵蝕在中國(guó)以輕度、中度侵蝕為主，強(qiáng)度侵蝕相對(duì)較少，但目前凍融侵蝕對(duì)人類的生存與發(fā)展的影響，已經(jīng)表現(xiàn)得越來(lái)越明顯[2]。在中國(guó)，由于區(qū)域氣候特點(diǎn)、地形地貌、土壤組成、植被類型等的差異，不同區(qū)域凍融侵蝕表現(xiàn)形式具有不同的特點(diǎn)。有研究[3]表明，凍融侵蝕主要形式有熱融滑塌、融凍泥流和寒凍風(fēng)化等。據(jù)松遼委調(diào)查報(bào)告，部分東北黑土侵蝕區(qū)，土壤凍融侵蝕的速度已不亞于暴雨造成的水土流失。而中國(guó)凍融侵蝕尚未列入現(xiàn)代侵蝕研究范疇[4]。黑龍江省地處中國(guó)高寒、高緯度地區(qū)，凍融作用十分活躍，土壤凍脹破壞和融雪水侵蝕經(jīng)常發(fā)生，黑龍江省水土保持科學(xué)研究院近幾年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除大興安嶺地區(qū)存在凍融侵蝕外，在大小興安嶺前緣的黑土區(qū)凍融侵蝕現(xiàn)象也比較突出，主要分布在黑龍江省的中北部地區(qū)，而且侵蝕程度還比較嚴(yán)重，造成黑土農(nóng)業(yè)區(qū)表土剝蝕，地力減退，糧食減產(chǎn)，對(duì)黑土農(nóng)業(yè)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有相當(dāng)大影響。從2001年開(kāi)始，本研究在對(duì)黑龍江省凍融侵蝕調(diào)查的基礎(chǔ)上，借鑒張建國(guó)等[5]對(duì)西藏凍融侵蝕區(qū)分布界定方法，確定了黑龍江省凍融侵蝕的分布范圍及強(qiáng)度分級(jí)，研究結(jié)果為進(jìn)一步開(kāi)展凍融侵蝕規(guī)律和防治技術(shù)研究，保護(hù)珍貴的黑土資源，促進(jìn)黑土區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1　研究區(qū)概況

黑龍江是中國(guó)位置最北、最東，緯度最高，經(jīng)度最東的省份。地理坐標(biāo)121°11′—135°05′E， 43°25′—53°33′N。總土地面積4.73×105km2(含加格達(dá)奇和松嶺區(qū))，土地構(gòu)成山地占24.7%，丘陵占35.8%，平原占37.0%，水面及其他占2.5%[6]。在總土地面積中，耕地占25.35%，林地占51.65%，牧草地占9.15%。該省年平均氣溫在5～-4 ℃之間；無(wú)霜期在100～160 d，大部分地區(qū)初霜期在9月下旬出現(xiàn)，終霜期在4月下旬至5月上旬結(jié)束；年平均降水量多介于400～650 mm[7]。全省土壤類型主要包括黑土、黑鈣土、暗棕壤、草甸土、白漿土等[8]。黑龍江省全境屬?gòu)V義的東北黑土區(qū)，土壤侵蝕面積1.12×105km2，占總土地面積的24.74%，主要侵蝕類型包括水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、凍融侵蝕和工程侵蝕，總體上以輕度水力侵蝕為主[9]。

2　研究方法

2.1考察區(qū)域

為確定黑龍江省凍融侵蝕的分布范圍、表現(xiàn)形式、特征及危害，2001—2004年，黑龍江省水土保持科學(xué)研究院組織科技人員在對(duì)全省普遍調(diào)查的基礎(chǔ)上，又3次對(duì)北起漠河縣(N53°)，南至青崗縣(N46°)范圍內(nèi)的漠河縣、塔河縣、呼瑪縣、黑河市、遜克縣、孫吳縣、五大連池市、北安市、克山縣、克東縣、伊春市、鐵力市、嘉蔭縣、明水縣、青岡縣15個(gè)縣(市)進(jìn)行了重點(diǎn)考察，考察縣范圍占該省總土地面積的33.64%。

2.2數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

黑龍江省各氣象站點(diǎn)的年平均氣溫、緯度、經(jīng)度及海拔高度數(shù)據(jù)來(lái)源于黑龍江省氣象局。土地利用現(xiàn)狀圖和森林植被分布數(shù)據(jù)來(lái)自黑龍江省第3次遙感調(diào)查，采用陸地衛(wèi)星2000年TM假彩色(R4G3B2)合成數(shù)字影像，每個(gè)象元分辨率為30 m，黑龍江省大部分TM影像時(shí)相為2000年4—6月份。DEM數(shù)據(jù)和第一次全國(guó)水利普查數(shù)據(jù)保持一致，為1∶5萬(wàn)地形資料；分辨率為20 m的中巴資源衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)。利用SPSS 15.0軟件對(duì)黑龍江省各氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立黑龍江省年平均氣溫(T)與緯度(X1)、經(jīng)度(X2)及海拔(H)的回歸方程。采用層次分析法確定凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。DEM、土地利用現(xiàn)狀圖以及回歸方程、凍融侵蝕強(qiáng)度指數(shù)等數(shù)據(jù)運(yùn)用GIS軟件處理分析。

2.3凍融侵蝕范圍的確定

2.3.1理論依據(jù)及方法凍融侵蝕是多年凍土在凍融交替作用下發(fā)生的土壤侵蝕現(xiàn)象,發(fā)生在多年凍土區(qū)的坡面、溝壁、河床、渠坡等處[10]。這一概念確定了凍融侵蝕主要發(fā)生在多年凍土區(qū)。黑龍江省多年凍土區(qū)的自然地理南界變化在北緯49°左右，是以年均溫度0 ℃等值線為軸線擺動(dòng)于0 ℃和±1 ℃等值線之間的一條線[11]。人們發(fā)現(xiàn)在多年凍土區(qū)外圍100～300 m的范圍內(nèi),外力作用仍以凍融(冰緣)作用為主，地貌類型也以凍融侵蝕地貌(冰緣)為主[5]?；谏鲜龇治?黑龍江省凍融侵蝕主要發(fā)生在多年凍土區(qū)及其南緣的季節(jié)凍土區(qū)。從凍融侵蝕的基本概念出發(fā)，借鑒張建國(guó)等[5]對(duì)西藏凍融侵蝕區(qū)分布界定方法，利用黑龍江省82個(gè)縣(市)氣象站的資料，運(yùn)用SPSS 15.0軟件建立黑龍江省年平均氣溫與緯度、經(jīng)度及海拔的回歸方程(1)。根據(jù)黑龍江省水土保持科學(xué)研究院實(shí)地考察認(rèn)為，黑龍江省凍融侵蝕范圍的下界應(yīng)比多年凍土區(qū)的下界海拔低200 m左右，因此取年均溫度0 ℃海拔高度減去200 m作為黑龍江省凍融侵蝕范圍下界。由公式(1)推出黑龍江省凍融侵蝕范圍下界海拔的計(jì)算公式(2)。

T=54.408-0.864X1-0.079X2-0.006H

(1)

式中：T——年平均氣溫(℃)，X1——緯度(°)，X2——經(jīng)度(°)，H——凍融侵蝕下界海拔(m)

(2)

2.3.2凍融侵蝕現(xiàn)狀圖的獲取按照上述公式，通過(guò)GIS獲取黑龍江省凍融侵蝕范圍，但該計(jì)算的區(qū)域只能說(shuō)是凍融侵蝕范圍，究其原因?yàn)樵诖撕０我陨系膮^(qū)域分布有相當(dāng)數(shù)量的森林植被，黑龍江省水土保持科學(xué)研究院經(jīng)過(guò)多次考察發(fā)現(xiàn)，這些森林植被區(qū)域基本不發(fā)生凍融侵蝕，為此需在凍融侵蝕范圍中剔除該部分才是凍融侵蝕分布現(xiàn)狀。根據(jù)前面的分析，為了獲取凍融侵蝕現(xiàn)狀圖，首先利用公式(2)計(jì)算凍融侵蝕范圍海拔下限，確定凍融侵蝕范圍圖；然后從凍融侵蝕范圍圖中剔除森林植被區(qū)域，得到凍融侵蝕現(xiàn)狀圖。具體技術(shù)路線如圖1所示。

圖1　黑龍江省凍融侵蝕現(xiàn)狀圖制作技術(shù)路線

運(yùn)用張建國(guó)等[5]對(duì)西藏凍融侵蝕區(qū)分布界定方法，將DEM圖像在ArcGIS中投影變換成GEO-GRAPHIC形式；再利用數(shù)據(jù)生成函數(shù)(data generation)中的MAPX函數(shù)，由MAPY函數(shù)生成像元值為相應(yīng)像元經(jīng)緯度坐標(biāo)值的柵格圖像X，Y；然后在Modeler模塊中利用公式(2)將DEM，X，Y三幅圖像綜合，計(jì)算出黑龍江省凍融侵蝕范圍下限海拔分布圖T。把黑龍江省DEM與得到的黑龍江省凍融侵蝕范圍海拔下限圖(T)做減法運(yùn)算，得到黑龍江省凍融侵蝕范圍圖Tc，將凍融侵蝕范圍圖Tc的投影變換成跟其他圖層一樣的投影坐標(biāo)形式，并轉(zhuǎn)換成矢量圖層。最后把凍融侵蝕范圍圖與黑龍江省土地利用現(xiàn)狀圖，在ArcGIS中疊加，剔出森林植被區(qū)，最終得到凍融侵蝕現(xiàn)狀圖。

2.4凍融侵蝕強(qiáng)度分級(jí)

從土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)方法來(lái)說(shuō)，凍融侵蝕強(qiáng)度分級(jí)應(yīng)以凍融侵蝕模數(shù)作為評(píng)價(jià)的依據(jù)。但是凍融侵蝕一般都分布在氣候環(huán)境比較惡劣的地區(qū)，對(duì)凍融侵蝕的定量研究還存在一定困難[12]。根據(jù)黑龍江省水土保持科學(xué)研究院對(duì)凍融侵蝕的考察，從影響凍融侵蝕發(fā)生發(fā)展的因素出發(fā)，對(duì)凍融侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)。

2.4.1分級(jí)評(píng)價(jià)因子的選擇凍融侵蝕是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其影響因子很多。孫中峰等[13]認(rèn)為，溫度、土壤、地形和坡向是影響凍融侵蝕的主要因素。顧亞清等[14]認(rèn)為，氣候、土壤、地形、水文地質(zhì)是影響北引渠道凍融侵蝕的主要因素。董瑞琨等[15]提出氣候、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件是影響青藏高原凍融侵蝕的主要因素。研究?jī)鋈谇治g，需要在諸多影響因子中選出最主要的、又便于獲取的因素作為分級(jí)評(píng)價(jià)因子。本研究主要選取降水、霜期、坡度、坡向、土壤作為分級(jí)評(píng)價(jià)的主要影響因素。

(1) 降水因素。降水是土壤水分的主要來(lái)源，已有的研究均表明降水對(duì)凍融侵蝕影響很大。景國(guó)臣等[16]研究認(rèn)為，在凍融作用下土壤水分向表層遷移，增加了表層土壤中水分的含量，進(jìn)而破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤的抗蝕抗沖性能，加劇土壤凍融侵蝕的發(fā)生。春季解凍期，由于凍融作用頻繁，降水對(duì)土壤凍融侵蝕的作用更為顯著。劉佳等[17]研究認(rèn)為，在春季解凍期，由于黑土坡面土壤解凍不完全、滲透能力差，此時(shí)降雨的侵蝕力較強(qiáng)，導(dǎo)致這一時(shí)期坡面土壤侵蝕嚴(yán)重。因此，降水是影響凍融侵蝕的主要因子之一。

(2) 霜期因素。霜期決定土壤凍結(jié)時(shí)間的長(zhǎng)短和凍融作用頻次的多少。根據(jù)黑龍江省氣象局提供的全省82個(gè)氣象站點(diǎn)霜期資料，黑龍江省霜期變化范圍在224～275 d，土壤受凍融作用時(shí)間長(zhǎng)，凍融交替作用明顯。土壤在頻繁凍融作用下，其物理性狀和力學(xué)性質(zhì)發(fā)生很大改變。王風(fēng)等[18]研究表明，當(dāng)土壤含水量過(guò)高或過(guò)低時(shí)，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，黑土各級(jí)團(tuán)聚體含量、團(tuán)聚體總量和平均重量直徑降低。劉佳等[19]研究認(rèn)為，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增大，黑土容重和孔隙度分別呈現(xiàn)緩慢減小及增大的趨勢(shì)，且變幅越來(lái)越小，最后達(dá)到基本穩(wěn)定的狀態(tài)。本文也將霜期作為凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià)因子。

(3) 土壤因素。土壤一方面是凍結(jié)和融化過(guò)程中的熱量傳導(dǎo)體，同時(shí)又是凍融作用的侵蝕物質(zhì)，二者都與土壤性質(zhì)有關(guān)。據(jù)邱國(guó)慶等[20]的研究，凍土和融土的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)和容積熱容量均隨干容重增大而增大，隨土壤粒度增大而增大。土壤的團(tuán)聚體組成、有機(jī)質(zhì)含量等性質(zhì)對(duì)土壤抗蝕抗沖性能影響較大，不同土壤類型其物理化學(xué)性質(zhì)存在很大的差異。王洋等[21]研究認(rèn)為，凍融作用改變土壤團(tuán)聚體的大小和穩(wěn)定性，凍結(jié)時(shí)土壤孔隙中冰晶的膨脹打破了顆粒之間的連接，破壞土壤團(tuán)聚體；凍融作用改變土壤結(jié)構(gòu)和含水量分布，促進(jìn)土壤微生物活性和有機(jī)質(zhì)礦化，進(jìn)而造成土壤中養(yǎng)分的流失。因此，將土壤類型也作為凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià)因子。

(4) 地形因素。地形對(duì)凍融侵蝕的影響主要是地面起伏度大小和坡向。黑龍江省地貌類型以丘陵和山地為主，占總土地面積的60.5%，山地坡度陡峭，丘陵坡緩坡長(zhǎng)，為凍融侵蝕產(chǎn)物移動(dòng)和輸送創(chuàng)造了地形條件。坡向影響主要是陽(yáng)坡受太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，輻射時(shí)間長(zhǎng)，特別是春季晝夜溫差大，凍融循環(huán)作用劇烈，凍融侵蝕嚴(yán)重，而陰坡則相反，與陽(yáng)坡相比陰坡受太陽(yáng)輻射強(qiáng)度弱，春季晝夜溫差變化小，凍融循環(huán)作用不強(qiáng)烈。本文將地形中的坡度和坡向作為凍融侵蝕強(qiáng)度評(píng)價(jià)的因子。

2.4.2評(píng)價(jià)因子賦值標(biāo)準(zhǔn)的確定根據(jù)以上分析，選擇降水、霜期、土壤、坡度、坡向作為評(píng)價(jià)黑龍江省凍融侵蝕主要因子，對(duì)黑龍江省凍融侵蝕強(qiáng)度及分布進(jìn)行分析。參考張建國(guó)等[12]對(duì)西藏凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià)方法，根據(jù)各因子值在黑龍江省的具體分布情況，確定各因子的分級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

表1　評(píng)價(jià)因子分級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)

2.4.3評(píng)價(jià)因子權(quán)重的計(jì)算本研究采用層次分析法(AHP)確定研究區(qū)凍融侵蝕分級(jí)各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。

首先將年降水量、霜期、坡度、坡向、土壤5個(gè)因子進(jìn)行兩兩比較構(gòu)建比較矩陣，然后通過(guò)方根法計(jì)算權(quán)重，經(jīng)一致性判斷CR=0.040<0.1，矩陣的一致程度在允許范圍內(nèi)，此時(shí)可用矩陣的特征向量作為權(quán)向量，矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)(表2)。

表2　評(píng)價(jià)因子權(quán)重計(jì)算結(jié)果

2.4.4凍融侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖的獲取鑒于進(jìn)行區(qū)域性研究，地圖比例尺選取小比例尺的1∶10萬(wàn)。借助GIS或其它矢量化工具將研究區(qū)的圖形資料，主要包括黑龍江省的霜期圖、年降水量圖、坡度圖、坡向圖和土壤圖進(jìn)行糾正配準(zhǔn)處理，統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，包括地理坐標(biāo)系統(tǒng)和投影坐標(biāo)系統(tǒng)。該項(xiàng)目中，統(tǒng)一采用克拉索夫斯基橢球體(Krassowskij)和正軸等面積割圓錐投影(Albers投影)。同時(shí)將黑龍江省行政界圖和黑龍江省土地利用現(xiàn)狀圖通過(guò)GIS的Project進(jìn)行投影變換。首先，在GIS下將黑龍江省5項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的等值線圖統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系統(tǒng)下分別矢量化，并根據(jù)各評(píng)價(jià)因子(表1)圖分級(jí)賦值。其次，利用GIS的空間分析模塊將以上5項(xiàng)等值線圖轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)。在ArcGIS軟件中，將5項(xiàng)因子的柵格數(shù)據(jù)同時(shí)加載到視圖中，利用空間分析的“Map Calculator”進(jìn)行疊加分析。分析時(shí)，根據(jù)公式(3)凍融侵蝕強(qiáng)度指數(shù)F的公式計(jì)算，執(zhí)行“Calculate”既可輸出強(qiáng)度指數(shù)F的柵格數(shù)據(jù)圖。

(3)

式中：F——凍融侵蝕強(qiáng)度指數(shù);Wi——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重;Ii——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)賦值。

為便于對(duì)凍融侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)空間分析的重分類(Reclassify)將強(qiáng)度指數(shù)按自然間隔方法進(jìn)行分級(jí)，同時(shí)利用GIS相關(guān)工具下的“Convert to shape”將分級(jí)后的柵格數(shù)據(jù)重新轉(zhuǎn)換成為矢量格式的shape文件，形成黑龍江省凍融侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖。

3　結(jié)果與分析

3.1黑龍江省凍融侵蝕范圍

按照上述研究方法，通過(guò)GIS獲取黑龍江省凍融侵蝕分布在131°—122°E， 53°—48°N范圍內(nèi)，即年均氣溫1 ℃等值線左右以北，比多年凍土南界低1個(gè)緯度左右，在此范圍以南的山區(qū)只有零星分布，面積很小。該凍融侵蝕范圍包括了分布在黑龍江省的多年凍土區(qū)、島狀凍土區(qū)和部分季節(jié)凍土區(qū)。

3.2黑龍江省凍融侵蝕強(qiáng)度分級(jí)評(píng)價(jià)

借助GIS或其他矢量化工具將評(píng)價(jià)凍融侵蝕的5項(xiàng)因子等值線圖進(jìn)行疊加分析，根據(jù)凍融侵蝕強(qiáng)度指數(shù)F的公式計(jì)算形成強(qiáng)度指數(shù)F的柵格數(shù)據(jù)圖。結(jié)果表明，黑龍江省凍融侵蝕強(qiáng)度指數(shù)在0.999～3.710之間，綜合評(píng)價(jià)指數(shù)越高，凍融侵蝕越強(qiáng)烈。為便于查看侵蝕強(qiáng)度指數(shù)圖數(shù)據(jù)分布規(guī)律，通過(guò)空間分析的重分類將強(qiáng)度指數(shù)按自然間隔方法分成5級(jí)，即0.999～1.645之間為無(wú)侵蝕，1.645～2.068之間為輕度侵蝕，2.068～2.429之間為中度侵蝕，2.429～2.809之間為強(qiáng)烈侵蝕，2.809～3.710之間為極強(qiáng)烈侵蝕。利用GIS相關(guān)工具下的“Convert to shape”將分級(jí)后的柵格數(shù)據(jù)重新轉(zhuǎn)換成為矢量格式的shape文件，形成黑龍江省凍融侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖。分析可知，黑龍江省凍融侵蝕以中輕度為主，而且中輕度侵蝕主要分布在黑龍江省中部的黑土區(qū)，強(qiáng)烈和極強(qiáng)烈侵蝕主要分布在北部山區(qū)，表現(xiàn)為由南向北凍融侵蝕強(qiáng)度越來(lái)越重。

3.3黑龍江省凍融侵蝕分布

為進(jìn)一步分析凍融侵蝕在各市(區(qū))的分布，利用空間數(shù)據(jù)疊加命令集的“Union”，將侵蝕強(qiáng)度指數(shù)圖與黑龍江省市縣級(jí)行政界、黑龍江省土地利用現(xiàn)狀圖疊加，在ArcView軟件支持下，將凍融侵蝕現(xiàn)狀圖與行政區(qū)劃圖進(jìn)行疊加分析，可得到凍融侵蝕在各市(區(qū))的分布情況(表3)。

3.3.1凍融侵蝕分布范圍比較廣，強(qiáng)度以中輕度為主黑龍江省凍融侵蝕面積3.29×104km2，占該區(qū)土地面積的11.98%。其中輕度侵蝕占21.78%，中度侵蝕占42.32%，強(qiáng)烈侵蝕占23.78%，極強(qiáng)烈侵蝕占12.12%。主要分布在黑龍江省中北部地區(qū)。

3.3.2凍融侵蝕具有明顯的地帶性規(guī)律從凍融侵蝕分布的集中程度看，北部由于森林集中連片，凍融侵蝕分布顯得分散，而南部的黑土區(qū)由于墾殖指數(shù)高，耕地集中連片，凍融侵蝕也具有連片分布的特點(diǎn)。從表3看出，大興安嶺、伊春、黑河凍融侵蝕面積占總侵蝕面積的82.60%，其中強(qiáng)烈和極強(qiáng)烈侵蝕面積占區(qū)域侵蝕面積的42.13%；大小興安嶺以南凍融侵蝕面積占總侵蝕面積的17.40%，其中輕、中度侵蝕面積占區(qū)域侵蝕面積的93.68%。

表3　黑龍江省凍融侵蝕面積

4　討論與結(jié)論

(1) 黑龍江省凍融侵蝕主要分布在131°—122°E，53°—48°N范圍內(nèi)，面積為3.29×104km2，占該區(qū)土地面積的11.98%，占黑龍江省土壤侵蝕總面積1.12×105km2的29.42%。

(2) 從凍融侵蝕的區(qū)域分布來(lái)看，大小興安嶺地區(qū)凍融侵蝕分布零星面積大，占凍融侵蝕總面積的82.60%，凍融侵蝕是該區(qū)域的主要土壤侵蝕類型；大小興安嶺以南的黑土區(qū)分布集中連片，但面積小，只占凍融侵總蝕面積的17.40%，凍融侵蝕是該區(qū)域土壤侵蝕的類型之一。

(3) 從凍融侵蝕形式及危害看，北部的大小興安嶺山區(qū)凍融侵蝕主要表現(xiàn)為寒凍石流、凍脹丘、冰湖徑流[22]等侵蝕形式，其危害主要是凍融侵蝕形成大面積的石流，破壞植被，埋壓表層腐殖質(zhì)，加速山區(qū)石漠化，特別是大小興安嶺是松嫩平原的屏障，植被的破壞對(duì)黑龍江省的生態(tài)環(huán)境影響巨大。大小興安嶺南部的黑土區(qū)凍融侵蝕主要表現(xiàn)為融雪侵蝕、侵蝕溝岸凍裂融塌侵蝕、融凍泥流侵蝕等形式[22]，其危害主要是剝蝕黑土，侵吞耕地，破壞黑土資源，降低土地生產(chǎn)力，危及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

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Distribution and Characteristics of Freeze-thaw Erosion in Heilongjiang Province

JING Guochen, LIU Bingyou, RONG Jiandong, SUN Xuewen

(SoilandWaterConservationResearchInstituteofHeilongjiangProvince,Harbin,Heilongjiang150070,China)

[Objective] The distribution and charcteristics of freeze-thaw erosion in Heilongjiang Province were explored to provide basis for sustainable development of agriculture in black soil area. [Methods] On the basis of investigation and analysis of influence factors of the freezing and thawing erosion of Heilongjiang Province, the distribution of freeze-thaw erosion was determined by method of analytic hierarchy process(AHP) and by referring other relevant research. [Results] The scope of freeze-thaw erosion is in 131°—122°E, 53°—48°N in Heilongjiang Province. The erosion area is 3.29×104km2， covering 11.98% of the total area of the province. Among them, areas of mild erosion, moderate erosion, strong erosion and extremely strong erosion accounted for 21.78%, 42.32%, 23.788% and 12.12%, respectively. Erosion intensity decrease from north to south. [Conclusion] Freeze-thaw erosion distribute widely and had regional erosive intensity in Heilongjiang Province. The intensities of erosion are mainly moderate and mild.

freeze-thaw erosion; distribution characteristics; Heilongjiang Province

2015-04-02

2015-09-14

黑龍江省財(cái)政項(xiàng)目“黑龍江省凍融侵蝕機(jī)理研究”(3200632008-01)

景國(guó)臣(1964—),男(漢族),黑龍江省望奎縣人,本科,教授級(jí)高級(jí)工程師,主要從事土壤侵蝕與荒漠化方面的研究。E-mail:jgc031@163.com。

A

1000-288X(2016)04-0320-06

S157.1