桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)及空間分布

張榮華,劉霞?,姚孝友,張光燦,張榮,常成

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院水土保持系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,271018,山東泰安;2.水利部淮河水利委員會(huì)水土保持處,233001,安徽蚌埠)

桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)及空間分布

張榮華1,劉霞1?,姚孝友2,張光燦1,張榮1,常成1

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院水土保持系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,271018,山東泰安;2.水利部淮河水利委員會(huì)水土保持處,233001,安徽蚌埠)

基于 RS、GIS技術(shù)平臺(tái),以修正通用土壤侵蝕方程(RUSLE)為基礎(chǔ),探討降雨、土壤、地形、植被等因子對(duì)土壤侵蝕敏感性的影響,建立桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),分析評(píng)價(jià)土壤侵蝕敏感性,為桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕防治和生態(tài)工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明:桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性較高,中度及中度以上敏感面積占總面積的 46.34%,輕度敏感和不敏感區(qū)分別占總面積的 44.30%和 9.36%;在空間分布上,土壤侵蝕敏感性呈由南向北減弱特征,敏感性較高的區(qū)域主要分布在金寨縣、霍山縣、岳西縣、舒城縣、商城縣等中南部山區(qū)縣,而北部平原區(qū)敏感性較低;土壤侵蝕敏感性分布與土壤侵蝕強(qiáng)度具有較高的一致性,即土壤侵蝕敏感性高的區(qū)域也是目前土壤侵蝕嚴(yán)重的區(qū)域,表明區(qū)域土壤侵蝕受自然因素影響很大,但在局部地區(qū)由于人類活動(dòng)干擾不同則存在一定的差異。

敏感性評(píng)價(jià);土壤侵蝕;桐柏大別山區(qū)

土壤侵蝕受多種因素影響和制約,一部分因素與人類活動(dòng)密切相關(guān),如土地利用結(jié)構(gòu)和水土保持措施,另一部分則與人類活動(dòng)的關(guān)系不大,主要是自然力所控制的,反應(yīng)了自然的作用過程,如氣候、水文、地形、地貌、土壤。植被的分布則是自然因素和人類活動(dòng)共同作用的產(chǎn)物,但一個(gè)區(qū)域的原生植被和植被的恢復(fù)能力則是由自然因素決定的。把只考慮自然因素狀況下,發(fā)生土壤侵蝕可能性的大小,并識(shí)別容易形成土壤侵蝕的區(qū)域,稱之為土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)[1-3]。目前國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者[3-13]對(duì)生態(tài)環(huán)境敏感性、土壤侵蝕敏感性進(jìn)行了研究,取得了一些顯著的成果,研究方法也從定性描述轉(zhuǎn)向了定量分析;但研究多集中在西北黃土高原區(qū)、東北黑土區(qū)和西南石質(zhì)山區(qū),而北方土石山區(qū)研究比較薄弱,有關(guān)桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性及其空間分布問題還缺乏必要的研究。

桐柏大別山區(qū)地處我國(guó)中部,是我國(guó)重要的糧、油生產(chǎn)基地,在保障我國(guó)糧食安全和生態(tài)安全,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展中具有極為重要的地位;但由于長(zhǎng)期以來對(duì)自然資源的過度開發(fā)利用,導(dǎo)致很多區(qū)域植被破壞、土壤侵蝕嚴(yán)重、土地退化、生態(tài)穩(wěn)定性降低、自然環(huán)境惡化,已成為中國(guó)生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)之一。筆者以通用土壤侵蝕方程為理論基礎(chǔ),從影響土壤侵蝕敏感性的因素出發(fā),研究降水、地形地貌、土壤和植被等主要因素對(duì)桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性的影響及不同敏感度的空間分異規(guī)律,為桐柏大別山區(qū)水土流失綜合治理、生態(tài)功能分區(qū)以及經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

桐柏大別山區(qū)地處皖、豫、鄂交界處,位于 E 113°16′～ 116°45′,N 30°57′～32°43′,總面積約2.72萬 km2。屬北亞熱帶過渡氣候,多年平均氣溫13.2～15.7℃,無霜期 180～220 d,日照時(shí)間1 990～2 650h,多年平均降水量 800～1 400mm,年內(nèi)、年際、區(qū)間分布差異較大,6—8月占全年 60%以上,年際相差 1～3倍,降雨時(shí)空分布不均,導(dǎo)致地表徑流量具有明顯的季節(jié)性,易形成交替出現(xiàn)的洪澇和干旱災(zāi)害。地形復(fù)雜,地貌類型以山地、丘陵為主,海拔 200～1 000m,母質(zhì)大部分以花崗片麻巖為主,易風(fēng)化,抗蝕性差,土壤以黃棕壤和水稻土為主,地帶性植被為落葉闊葉混交林。人口密度為 367人/km2,人均耕地面積 0.06 hm2。長(zhǎng)期以來,以資源消耗為主的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式及不合理開發(fā)利用,導(dǎo)致許多地區(qū)植被破壞,土壤侵蝕嚴(yán)重,據(jù) 2002年遙感普查資料,桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕面積 6 505 km2,其中輕度 3 120 km2,中度 2 320 km2,強(qiáng)度及以上1 065 km2。

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

由于對(duì)土壤侵蝕敏感性研究側(cè)重的是對(duì)其結(jié)果的模擬研究,因此,可選用土壤侵蝕預(yù)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。由美?guó)政府和土壤侵蝕學(xué)家提出的修正通用土壤侵蝕方程(RUSLE)是目前應(yīng)用最廣泛的土壤侵蝕模型。該方程全面考慮了影響土壤侵蝕的因素,并通過降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡度坡長(zhǎng)、植被覆蓋和水土保持措施 5個(gè)因子進(jìn)行定量計(jì)算;因此,以該方程為理論基礎(chǔ),選用影響土壤侵蝕的降雨、土壤、地形、植被等自然因子作為土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo),而水土保持措施因子與人類活動(dòng)密切相關(guān),與自然的敏感性關(guān)系不大,不作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

將收集到的研究區(qū)雨量站多年降雨資料、土壤類型圖、1∶10萬地形圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)圖件,通過數(shù)字化方式輸入計(jì)算機(jī),在 ArcGIS支持下,進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯,并將其統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為高斯投影坐標(biāo)系統(tǒng),以保證不同圖層間運(yùn)算時(shí)具有良好的空間重合性。利用研究區(qū)多年平均月降雨資料,計(jì)算賦值得到降雨侵蝕力分布圖;以土壤類型圖為基礎(chǔ),結(jié)合野外采樣調(diào)查與綜合分析,獲得土壤類型分布圖;利用 1∶10萬地形圖等資料建立數(shù)字高程模型(DEM),并通過ArcGIS的 Spatial Analyst模塊中的 Neighborhood鄰域統(tǒng)計(jì),經(jīng)比較最終選擇計(jì)算最佳統(tǒng)計(jì)窗口 3×3窗口下的地形起伏度分布圖;利用遙感影像處理軟件EDRAS IMAGINE,結(jié)合實(shí)地調(diào)查對(duì) TM遙感數(shù)據(jù)(2007年)進(jìn)行解譯分析,得到研究區(qū)植被蓋度分布圖。

2.3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定

由于各地區(qū)降雨、土壤、地形和植被對(duì)土壤侵蝕的作用不同,因此,在土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)時(shí)需要通過權(quán)重反映各評(píng)價(jià)因子對(duì)土壤侵蝕貢獻(xiàn)率的大小。確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重的方法主要有專家打分法、層次分析法(AHP)、主成分分析法等?？紤]到各個(gè)方法的優(yōu)缺點(diǎn),采用專家打分與層次分析相結(jié)合的方法確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重。

2.4 土壤侵蝕敏感性綜合評(píng)價(jià)

在參照國(guó)內(nèi)專家對(duì)土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)研究成果[3-13]的基礎(chǔ)上,結(jié)合桐柏大別山區(qū)降雨、地形、土壤、植被等特點(diǎn)以及實(shí)際調(diào)查結(jié)果,確定了主要影響因子評(píng)價(jià)指標(biāo)敏感性等級(jí)以及分級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)(表 1)。

表 1 各因子對(duì)土壤侵蝕敏感性影響及分級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Influence of various factors on soil erosion sensitivity and grading standard

根據(jù)表 1中各因子評(píng)價(jià)指標(biāo)的敏感性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)因子權(quán)重,基于 ArcGIS空間分析模塊將所有單因子土壤侵蝕敏感性分布圖離散為 30 m×30 m的柵格,運(yùn)用下式所示的加權(quán)疊加法進(jìn)行計(jì)算。

式中:Sj為柵格 j的土壤侵蝕敏感性指數(shù);C(i,j)為柵格 j在第 i個(gè)評(píng)價(jià)因子的敏感性等級(jí)值;Wi為第i個(gè)評(píng)價(jià)因子影響土壤侵蝕敏感性的權(quán)重。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤侵蝕敏感性影響因子分析與評(píng)價(jià)

3.1.1 降雨因子 降雨是引起土壤侵蝕的最重要因子,與降雨量、降雨歷時(shí)、降雨強(qiáng)度和降雨動(dòng)能相關(guān),實(shí)際工作中采用降雨侵蝕力(R值)反映降雨特性對(duì)土壤侵蝕的影響[14-15]。桐柏大別山區(qū)地處我國(guó)南北氣候過渡帶,受臺(tái)風(fēng)等天氣系統(tǒng)的影響,雨量充沛且集中,侵蝕性降雨主要發(fā)生在 4—10月,根據(jù)研究區(qū) 201個(gè)雨量站 1952—2007年月平均降雨資料,采用吳素業(yè)[16-17]提出的大別山降雨侵蝕力簡(jiǎn)便計(jì)算公式,基于 ArcGIS軟件空間插值和表 1分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),生成降雨侵蝕力對(duì)土壤侵蝕敏感性影響分布圖(圖 1(a))。

式中:R年為年降雨侵蝕力,J/m2;Pi為 i月降雨量,mm。

由計(jì)算結(jié)果可知,桐柏大別山區(qū)降雨侵蝕力 R值在 172.5～523.5 J/m2之間,最低值出現(xiàn)在北部平原地帶,介于 172.5～240.0 J/m2,如六安市轄區(qū)、固始、潢川、光山、羅山、信陽市轄區(qū)北部等;最高值出現(xiàn)在南部山丘地帶,介于 380.0～523.5 J/m2,如岳西、霍山西南部、金寨南部等;絕大部分地區(qū)為240.0～380.0 J/m2,從北部平原向南部山丘,降雨侵蝕力 R值分布呈現(xiàn)遞增規(guī)律。

3.1.2 土壤因子 土壤是被侵蝕的對(duì)象,土壤侵蝕與土壤類型、機(jī)械組成和有機(jī)質(zhì)含量有關(guān),而土壤類型分布與一定的地理?xiàng)l件和地貌特征密切相關(guān),且由于土壤形成的母巖母質(zhì)、成土作用程度和方式及開發(fā)利用程度不同,其理化特性也不同。以桐柏大別山區(qū)土壤類型分布圖為底圖,根據(jù)表 1分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)繪制土壤類型對(duì)土壤侵蝕敏感性影響分布圖(圖 1(b))。可以看出:桐柏大別山區(qū)粗骨土、石質(zhì)土主要分布在金寨、霍山、桐柏東北部、信陽市轄區(qū)南部,這2類土壤土層瘠薄、抗蝕能力差、涵養(yǎng)水源能力低、細(xì)粒物質(zhì)極易被淋失,易形成地表徑流,加之風(fēng)力作用,土壤侵蝕敏感性較高。黃棕壤、黃褐土主要分布在商城、信陽市轄區(qū)北部、桐柏縣中北部,土層較厚,質(zhì)地黏重,易旱易澇,易發(fā)生土壤侵蝕。潮土、砂姜黑土、紅色土主要分布于河流兩側(cè)及地勢(shì)低平、低洼地帶,土層深厚、抗沖抗蝕能力強(qiáng),土壤侵蝕不敏感。

3.1.3 地形因子 地形起伏是導(dǎo)致土壤侵蝕的最直接因素,在小尺度研究中,坡度、坡長(zhǎng)是最主要的指標(biāo),但是在大尺度的區(qū)域性研究中,坡度將只有數(shù)學(xué)意義,而不具備土壤侵蝕和地貌學(xué)意義;因此,采用地形起伏度,即地面一定距離范圍內(nèi)的最大高差,作為區(qū)域土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)的地形指標(biāo)[18]?；?ArcGIS軟件平臺(tái)和表 1分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),繪制地形起伏度對(duì)土壤侵蝕敏感性分布圖(圖 1(c)),并統(tǒng)計(jì)不同地形起伏度下土壤侵蝕敏感性分布狀況(表 2)?？梢钥闯?地形起伏較小,土壤侵蝕敏感性較低,隨著地形起伏度的增大,土壤侵蝕敏感性增強(qiáng),其中地形起伏度超過 300m的地區(qū)中度以上敏感所占比例高達(dá) 98.81%。金寨、霍山、商城、新縣、羅山南部、信陽市轄區(qū)南部、桐柏南部及湖北省各縣市屬于山丘區(qū),高低起伏的地形條件是發(fā)生土壤侵蝕的重要因素,同時(shí)隨著人口的增長(zhǎng)及大中型水庫的修建,為解決人地矛盾,大量陡坡開荒、亂砍濫伐等導(dǎo)致土壤、植被破壞加劇了土壤侵蝕;因此,桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕的控制必須加強(qiáng)坡地尤其是坡耕地的生態(tài)修復(fù)。

圖 1 桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性單因子分布圖Fig.1 Distribution of single factor for soil erosion sensitivity in Tongbai-Dabie Mountainous area

表 2 不同地形起伏度的土壤侵蝕敏感性分布Tab.2 Distribution of relief factors for soil erosion sensitivity %

3.1.4 植被因子 植被是影響土壤侵蝕的重要因素,與植被類型和覆蓋度密切相關(guān)。植被類型是在野外實(shí)地調(diào)查建立解譯標(biāo)志基礎(chǔ)上,通過人機(jī)交互解譯影像數(shù)據(jù)獲得,植被蓋度則利用歸一化差值植被指數(shù)和陳云浩等[19]確定的植被蓋度轉(zhuǎn)換模型計(jì)算?；?ArcGIS軟件平臺(tái)和表 1分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),繪制植被蓋度對(duì)土壤侵蝕敏感性分布圖(圖 1(d)),并統(tǒng)計(jì)不同植被蓋度下土壤侵蝕敏感性分布狀況(表3)。結(jié)果表明:非林地和低蓋度林地的土壤侵蝕敏感性較高,其中中度以上敏感區(qū)分別達(dá) 60.7%和45.09%;中、高蓋度林地土壤侵蝕敏感性較低,其中中度以上敏感區(qū)僅占 36%～38%。桐柏大別山區(qū)多為植被覆蓋,但是幾經(jīng)破壞—恢復(fù)—再破壞—再恢復(fù)的過程,區(qū)域內(nèi)林種、林齡結(jié)構(gòu)不合理,林種組成中以用材林和經(jīng)濟(jì)林為主,而具有保持水土、涵養(yǎng)水源、發(fā)揮生態(tài)效應(yīng)的防護(hù)林地比例較少,中幼齡林面積過大,近熟林和成熟林較少,區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脆弱,生態(tài)功能正在日益衰減。此外,現(xiàn)有的坡地經(jīng)濟(jì)林中,由于常年中耕墾復(fù),以及缺乏必要的水土保持工程措施,形成“表層綠油油,下層光禿禿”的特殊景觀,土壤侵蝕極為嚴(yán)重。因此,土壤侵蝕的控制不僅要加強(qiáng)坡耕地退耕還林,而且要加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)林地的管理,輔助坡改梯措施。

3.2 土壤侵蝕敏感性綜合評(píng)價(jià)與空間格局分析

根據(jù)式(1)計(jì)算得到每個(gè)柵格土壤侵蝕敏感性指數(shù),按照敏感性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表 1)進(jìn)行聚類處理,得到桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性分級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果(圖2),并統(tǒng)計(jì)各級(jí)面積(表 4)。結(jié)果表明,極敏感區(qū)僅

零星分布在霍山、金寨、岳西等縣,面積 9.90 km2,占桐柏大別山區(qū)總面積的 0.04%。高度敏感區(qū)主要分布在霍山西南部、金寨南部、岳西、舒城、商城南部等山丘縣,面積 4 003.05 km2,占總面積的 14.71%。中度敏感區(qū)主要分布在霍山東北部、金寨北部、六安西南部、商城中南部、固始南部、新縣、信陽市轄區(qū)南部、桐柏西南部及湖北省各市(縣)區(qū)等地區(qū),面積8 596.61 km2,占總面積的 31.59%。輕度敏感和不敏感區(qū)主要分布在北部地形起伏小于 50m的平原地區(qū),面積分別為 1萬 2 056.01和 2 548.59 km2,分別占總面積的 44.30%和 9.36%。中度及中度以上敏感級(jí)別占總面積的 46.34%,表明桐柏大別山區(qū)近 1/2的區(qū)域?qū)儆谳^高的土壤侵蝕敏感區(qū)。

表 3 不同植被蓋度的土壤侵蝕敏感性分布Tab.3 Distribution of vegetation coverage factors for soil erosion sensitivity %

圖 2 桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性分布圖Fig.2 Distribution of soilerosion sensitivity in Tongbai-Dabie Mountainous area

表 4 桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性等級(jí)統(tǒng)計(jì)表Tab.4 Statistic of soil erosion sensitivity grades in Tongbai-Dabie Mountainous area

從空間分布(圖 2)看,白馬尖—九峰尖—雞公山—太白頂一線以南的南部山區(qū)屬于高度敏感和極度敏感區(qū),這個(gè)區(qū)域植被蓋度較高,但降雨充沛,地形起伏度大,土壤多為粗骨土和粗骨性黃棕壤,土壤侵蝕極為敏感,植被一旦遭到破壞就不易恢復(fù),而且局部地區(qū)坡耕地和坡式經(jīng)濟(jì)林較為嚴(yán)重;以大中型水庫周邊和下游丘陵地區(qū)為主的中部區(qū)域,由于人口密集,土地墾殖率較高,坡耕地和坡式經(jīng)濟(jì)林分布廣泛,加之降雨豐富,低山丘陵地形起伏大,土壤多為黃棕壤、黃褐土、石質(zhì)土、粗骨土,導(dǎo)致土壤侵蝕較為敏感,屬中度敏感區(qū)。而北部平原多為淮河主要支流的中下游洪沖積臺(tái)地,一般開墾為水田或旱地,地形起伏小,降雨相對(duì)較少,土壤侵蝕敏感性較低,屬于輕度敏感區(qū)。

3.3 土壤侵蝕敏感性與土壤侵蝕強(qiáng)度比較

桐柏大別山區(qū) 2007年土壤侵蝕面積為6 378.15 km2,占總面積的 23.44%,主要分布在金寨、霍山、信陽市轄區(qū)、商城、桐柏、新縣及湖北省各市(縣);土壤侵蝕強(qiáng)度以輕度侵蝕為主,局部地區(qū)為中度、強(qiáng)烈侵蝕。輕、中、強(qiáng)侵蝕比例為 4.7∶2∶1。與土壤侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行比較,將輕度敏感對(duì)應(yīng)輕度侵蝕,中度敏感對(duì)應(yīng)中度侵蝕,高度敏感對(duì)應(yīng)強(qiáng)烈侵蝕。輕、中、高敏感比例為 3.1∶2∶1。由此可見,土壤侵蝕強(qiáng)度高的比例低于土壤侵蝕敏感性比例。說明由于人類活動(dòng)的積極因素,現(xiàn)實(shí)土壤侵蝕強(qiáng)度低于潛在發(fā)生土壤侵蝕的概率大小。

表 5可以看出,土壤侵蝕敏感性與土壤侵蝕強(qiáng)度具有較高的一致性,土壤侵蝕敏感性高的地區(qū),土壤侵蝕面積率大,強(qiáng)度也高,土壤侵蝕敏感性低的地區(qū),土壤侵蝕面積率小,強(qiáng)度也低。以不同敏感等級(jí)發(fā)生土壤侵蝕面積率為例,土壤侵蝕敏感性等級(jí)為極敏感、高度敏感、中度敏感、輕度敏感、不敏感的地區(qū)發(fā)生土壤侵蝕面積率依次為 67.27%、55.89%、22.58%、16.34%、8.77%。此外,從敏感性分布格局和目前土壤侵蝕分布格局看,總體上基本一致,這表明區(qū)域土壤侵蝕受自然因素影響很大。但在局部還存在一定差異,主要原因可以歸結(jié)于 2方面:一是在土壤侵蝕敏感性高(高敏感、極敏感)的南部山區(qū),通達(dá)性和利用難度大,人們沒有對(duì)其進(jìn)行太多的開發(fā)利用,區(qū)域植被保護(hù)較好,人為干擾強(qiáng)度低,目前土壤侵蝕以輕、中度侵蝕為主;二是在中度、輕度敏感性為主的中部地區(qū),人口密度大,人類活動(dòng)強(qiáng)度大,區(qū)域地形起伏小且自然條件較好,容易開發(fā)利用,人為干擾強(qiáng)度較高,坡地經(jīng)濟(jì)林開發(fā)及城鎮(zhèn)、交通設(shè)施建設(shè)等,使得局部地區(qū)植被破壞嚴(yán)重,導(dǎo)致土壤侵蝕強(qiáng)度高于土壤侵蝕敏感性。

表 5 不同土壤侵蝕敏感性等級(jí)的土壤侵蝕面積率Tab.5 Proportion of area in differenterosion sensitivity grades %

4 結(jié)論與討論

降雨、土壤、地形、植被等自然因子對(duì)土壤侵蝕敏感性分布有著重要的影響,其他地區(qū)的研究結(jié)果[5-13]也證明了這一點(diǎn),其中降雨因子是影響桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性分布的主導(dǎo)因子。桐柏大別山區(qū)特殊的地理位置,加上臺(tái)風(fēng)等天氣系統(tǒng)影響,導(dǎo)致降雨充沛且集中,在強(qiáng)降雨條件下,脆弱的環(huán)境本底極易快速形成匯流,造成地表土層流失,耕作層變薄,土地沙化和石漠化加劇,土地生產(chǎn)力降低。

通過土壤侵蝕敏感性綜合評(píng)價(jià),桐柏大別山區(qū)土壤侵蝕敏感性較高,中度及其以上敏感級(jí)別面積占總面積的 46.34%,而輕度敏感和不敏感分別占44.30%和 9.36%。在空間分布格局上,呈由南向北減弱的特征,敏感性較高的區(qū)域主要分布在金寨縣、霍山縣、岳西縣、舒城縣、商城縣等中南部山區(qū)縣,而北部平原區(qū)敏感性較低。

土壤侵蝕敏感性分布與土壤侵蝕強(qiáng)度具有較高的一致性,土壤侵蝕敏感性高的區(qū)域也是目前土壤侵蝕嚴(yán)重的區(qū)域,這表明降雨、地形、土壤、植被等自然因素對(duì)土壤侵蝕的分布有重要影響;但在局部地區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度與土壤侵蝕敏感性并不完全一致,這是由于人類活動(dòng)的作用程度和利用方式不同所造成的。土壤侵蝕敏感性研究主要是針對(duì)自然因素進(jìn)行分析,揭示其對(duì)人類活動(dòng)的響應(yīng)程度,反映一個(gè)區(qū)域土壤侵蝕發(fā)生概率的大小,表示的是土壤侵蝕發(fā)生的潛在可能性。而土壤侵蝕強(qiáng)度是人類活動(dòng)對(duì)地表作用的綜合表現(xiàn),是自然因子和人為因子綜合作用的結(jié)果,反映土壤侵蝕的現(xiàn)狀,是該地區(qū)土壤侵蝕敏感性因子和人為的不利影響超過生態(tài)壞境的承載力所表現(xiàn)出來的結(jié)果。自然因素是土壤侵蝕發(fā)生、發(fā)展的潛在條件,而人類活動(dòng)是主導(dǎo)因素,通過改變自然因子特性,導(dǎo)致土壤侵蝕發(fā)生、發(fā)展或使土壤侵蝕減弱。自然因子中,植被受人類活動(dòng)的影響最大。因此,轉(zhuǎn)變不合理的土地利用方式,加強(qiáng)坡耕地退耕還林和坡地經(jīng)濟(jì)林整治,加強(qiáng)植被的保護(hù)和重建是防治土壤侵蝕的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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Assessm ent and spatial distribution of soil erosion sensitivity in Tongbai-Dabie M ountainous area

Zhang Ronghua1,Liu Xia1,Yao Xiaoyou2,Zhang Guangcan1,Zhang Rong1,Chang Cheng1

(1.Soil and Water Conservation Department of Forestry College,Key Laboratory of Agricultural Ecology and Environment,
Shandong Agricultural University,271018,Tai'an,Shandong;2.Soil and Water Conservation Division of Huaihe River Comm ission ofWater Resources Ministry,233001,Bengbu,Anhui:China)

Based on RS and GIS technology,guided by RUSLE,the influence of rainfall,soil,relief and vegetation on soilerosion sensitivity are studied,and the index system and classification standard of soil erosion sensitivity assessment in Tongbai-Dabie Mountainous area is established and soil erosion sensitivity is evaluated and analyzed in order to provide scientific basis to control soil erosion and construct ecological engineering.The results show that the erosion sensitivity of Tongbai-Dabie Mountainous area is relatively high,and the area overmoderate level is 46.34 percent of the total area,and the mild level and the insensitive level is 44.30%and 9.36%respectively.In the spatial distribution,the sensitivity reduces from south to north,and high sensitivity ismainly in the south,such as Jinzhai County,Huoshan County,Yuexi County,Shucheng County,Shangcheng County and so on,and sensitivity in the north plain is low.The distribution of soil erosion sensitivity has high consistency with soil erosion intensity.The region of high sensitivity is also serious in soil erosion,indicating that regional soilerosion ishighly influenced by natural factors,but in some areas there isa certain difference because of different human activities.

sensitivity assessment;soilerosion;Tongbai-Dabie Mountainous area

2009-03-30

2009-11-03

項(xiàng)目名稱:水利部淮河水利委員會(huì)“淮河流域植被演替規(guī)律與生態(tài)修復(fù)對(duì)策研究”“淮河流域生態(tài)修復(fù)機(jī)理和評(píng)價(jià)指標(biāo)研究”;山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家基金“水庫集水區(qū)水源保護(hù)林對(duì)水環(huán)境調(diào)控機(jī)制研究”

張榮華(1984—),女,碩士研究生。主要研究方向:水土保持生態(tài)修復(fù)和水土保持信息技術(shù)。E-mail:shuibaos@sdau.edu.cn

?責(zé)任作者簡(jiǎn)介:劉霞(1971—),女,副教授,博士。主要研究方向:水土保持生態(tài)修復(fù)和水土保持信息技術(shù)。E-mail:liuxia@sdau.edu.cn

(責(zé)任編輯:程 云)