基于GIS的低丘緩坡建設(shè)對(duì)水土流失的影響——以昆明市西山區(qū)花紅園區(qū)塊為例

張 洪， 石文華

(云南財(cái)經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,云南昆明 650000)

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基于GIS的低丘緩坡建設(shè)對(duì)水土流失的影響
——以昆明市西山區(qū)花紅園區(qū)塊為例

張 洪， 石文華

(云南財(cái)經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,云南昆明 650000)

摘要[目的]研究低丘緩坡建設(shè)對(duì)水土流矢的影響。[方法]采用地理信息系統(tǒng)(GIS)和RUSLE模型對(duì)昆明市西山區(qū)花紅園低丘緩坡項(xiàng)目建設(shè)區(qū)開展前、后土壤侵蝕量變化進(jìn)行量化分析，對(duì)項(xiàng)目區(qū)建設(shè)前、后在不同土地利用類型和不同坡度下的水土流失特征以及建設(shè)后水土流失對(duì)項(xiàng)目區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境、地表徑流、未做土地平整區(qū)域的影響進(jìn)行了研究。[結(jié)果]建成后項(xiàng)目區(qū)總體水土流失現(xiàn)象得到極大緩解；保留植被因景觀破碎化導(dǎo)致土壤流失加??；建成后坡度>5°的區(qū)域地表徑流主要是沿著道路用地分布以及向道路的兩邊蔓延。[結(jié)論]低丘緩坡項(xiàng)目建設(shè)用地建成后的侵蝕類型為極微度侵蝕。

關(guān)鍵詞GIS；低丘緩坡；RUSLE；土壤侵蝕量；地表徑流

土壤侵蝕是造成水土流失的重要原因。我國(guó)是世界上水土流失最嚴(yán)重的國(guó)家之一，特別是云貴高原山地，水力侵蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。云南是山地省份，山區(qū)、半山區(qū)占全省總面積的94%，壩子(盆地、河谷)僅占6%。為了保護(hù)壩區(qū)優(yōu)質(zhì)耕地，云南省實(shí)施了“城鎮(zhèn)上山”和“工業(yè)項(xiàng)目上山”戰(zhàn)略，建設(shè)開發(fā)低丘緩坡山地資源。然而，目前城鎮(zhèn)工業(yè)建設(shè)選址在生態(tài)敏感性較高的低丘緩坡山地，對(duì)當(dāng)?shù)厮亮魇в绊懙难芯枯^少。低丘緩坡建設(shè)開展的土地平整、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、土地結(jié)構(gòu)調(diào)整，造成建設(shè)項(xiàng)目區(qū)地形地貌變化，植被覆蓋率降低，必然會(huì)使土壤侵蝕變化。筆者以GIS為技術(shù)手段，以云南省昆明市西山區(qū)花紅園區(qū)地塊為例，運(yùn)用土壤侵蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?RUSLE)，定量分析低丘緩坡建設(shè)開發(fā)前后土壤侵蝕量的變化，研究了建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)保留植被的生態(tài)環(huán)境及地表徑流的變化，旨在為低丘緩坡山地建設(shè)開發(fā)生態(tài)評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1數(shù)據(jù)來源西山區(qū)花紅園區(qū)塊地處西山區(qū)團(tuán)結(jié)街道辦事處，東至西山區(qū)與五華區(qū)交界處，西至棋盤山山腳，南至光頭山，北至大墨雨村，地理坐標(biāo)為102°34′46″～102°36′52″E，25°4′23″～25°2′17″N。項(xiàng)目區(qū)處于壩區(qū)之外，總規(guī)模520.00hm2，開發(fā)建設(shè)規(guī)模297.42hm2，建設(shè)類別為城鎮(zhèn)建設(shè)。

該研究收集的數(shù)據(jù)：項(xiàng)目區(qū)2009年1∶10 000等高線，全國(guó)第2次土地調(diào)查涉及的項(xiàng)目區(qū)地類圖斑屬性，項(xiàng)目區(qū)功能區(qū)分區(qū)與規(guī)劃布局矢量數(shù)據(jù)，項(xiàng)目區(qū)土地利用總體規(guī)劃(2010～2020年)矢量面狀數(shù)據(jù)，項(xiàng)目區(qū)2009年TM遙感影像(分辨率30.0m)，項(xiàng)目區(qū)2012年quickbird遙感影像(分辨率0.5m)。通過項(xiàng)目區(qū)實(shí)地踏勘，采集項(xiàng)目區(qū)土壤樣點(diǎn)，收集項(xiàng)目區(qū)土壤數(shù)據(jù)，收集到的降雨數(shù)據(jù)為2000～2011年昆明市各月降雨數(shù)據(jù)。

1.2研究模型土壤侵蝕量計(jì)算采用修正后的美國(guó)通用水土流失方程USLE模型，即RUSLE模型。數(shù)據(jù)的處理和獲得采用ERDAS和ARCGIS軟件。該模型形式簡(jiǎn)單，所需參數(shù)較易獲得。其模型表達(dá)式如下：

A=f×R×K×LS×C×P

式中,A為土壤年流失量；f為使A轉(zhuǎn)換為代表我國(guó)單位量綱t/km2的轉(zhuǎn)換常數(shù)224.2;R為降雨侵蝕力因子；K為土壤可侵蝕性因子；LS為坡長(zhǎng)坡度因子；C為作物覆蓋與管理因子；P為侵蝕防治措施因子。其中，L、S、C、P為無(wú)量綱單位因子。

1.3因子計(jì)算

1.3.1R值。運(yùn)用聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FoodandAgricultureOrganizationoftheUnited,FAO)建立的修訂Fournier指數(shù)求算R值的方法(ArnoldusHMM，1980)，既考慮年降水總量，又考慮了降水的年內(nèi)分布，其計(jì)算公式如下：

(1)

式中，I為月份，JI為月降水量，J為年降水量。R與該指數(shù)的關(guān)系為：

R=aF+b

(2)

式中，a與b的取值為常數(shù)，取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，參考文獻(xiàn)[1-2]，a與b分別取值4．17和-152.00。將2000～2013年昆明氣象站的月降雨量數(shù)據(jù)代入上述公式，計(jì)算項(xiàng)目區(qū)建設(shè)前的R值?？紤]到項(xiàng)目區(qū)建設(shè)周期跨度較大，從2013年2期建設(shè)到2016年建設(shè)完成。該研究計(jì)算的項(xiàng)目區(qū)建設(shè)后的R值主要依據(jù)項(xiàng)目區(qū)建設(shè)規(guī)劃產(chǎn)生的地形坡度、坡長(zhǎng)，地表土地覆蓋類型改變，2013年以后的月度降雨量數(shù)據(jù)也基于趨勢(shì)預(yù)測(cè)計(jì)算。

1.3.2K值。K因子反映土壤對(duì)侵蝕的敏感性及降水所產(chǎn)生的徑流量與徑流速率。估算K值的方法很多，一般根據(jù)無(wú)植被、完全休閑、無(wú)水土保持措施的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)內(nèi)實(shí)測(cè)的A值，應(yīng)用通用水土流失方程反求K值。土壤可蝕性因子是反映土壤抗侵蝕的能力，與土壤類型有關(guān)，是指在其他條件相同時(shí)，由于土壤性質(zhì)不同所引起的侵蝕量差異。參照云南大學(xué)楊樹華教授等[3]研究給出的滇池流域土壤的K值，結(jié)合筆者對(duì)項(xiàng)目區(qū)實(shí)地踏勘調(diào)研，采集土壤并以土壤類型為成圖單元，再結(jié)合遙感圖像、地形圖、土地利用現(xiàn)狀圖，在ARCMAP中繪制土壤類型分布圖，生成因子?xùn)鸥駡D，從而得到K值的空間分布。項(xiàng)目區(qū)基巖現(xiàn)場(chǎng)踏勘判斷為石灰?guī)r，喀斯特地形分布明顯。

低丘緩坡建設(shè)中，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，路面的硬化，土地的平整，廢土、廢渣的產(chǎn)生，必然會(huì)改變項(xiàng)目區(qū)表層土壤的理化性質(zhì)，進(jìn)而改變土壤可蝕性因子，建設(shè)后K值不等同于未開發(fā)建設(shè)前的K值。

1.3.3L、S值。建設(shè)前項(xiàng)目區(qū)L、S值計(jì)算在RUSLE模型中進(jìn)行，地形對(duì)土壤侵蝕的影響運(yùn)用坡長(zhǎng)和坡度因子(LS)計(jì)算。土壤侵蝕隨坡長(zhǎng)和坡度的增大而加強(qiáng)。坡長(zhǎng)因子和坡度因子可以通過高程模型(DEM)計(jì)算獲取。DEM根據(jù)項(xiàng)目區(qū)2009年1∶10 000等高線生成，再通過ARCGIS地形統(tǒng)計(jì)功能(slope)提取建設(shè)前的坡度。

筆者在RUSLE模型中，運(yùn)用了坡度因子(S)公式：

S=10.8sinθ+0.03,θ<5.14°

S=16.8sinθ-0.50,5.14°≤θ<10°

(3)

同時(shí)，Liu(1994)對(duì)陡坡也提出了相應(yīng)的公式：

S=21.91sinθ-0.96,θ≥10°

(4)

坡長(zhǎng)是指從地表徑流源點(diǎn)到坡度減小直至有沉積出現(xiàn)的地方之間的距離，或到一個(gè)明顯的渠道之間的水平距離[4]。坡長(zhǎng)因子(L)是在其他條件相同的情況下，特定坡長(zhǎng)的坡地土壤流失量與標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)坡長(zhǎng)(在RUSLE中為22.13m)的坡地土壤流失量的比值。

運(yùn)用ARCGIS9.3中水文分析模塊(Hydrology)中FlowDirection和FlowAccumulation功能提取柵格水流流向和匯流累積量。根據(jù)Wischmeier和Smith(1978)利用獲得坡長(zhǎng)因子(L)的小區(qū)資料研究表明，坡長(zhǎng)為λ(m)坡地上的平均侵蝕量按如下公式計(jì)算：

L=(λ/22.13)m

(5)

式中，L為坡長(zhǎng)因子，λ為坡長(zhǎng)，m為坡長(zhǎng)指數(shù)，22.13是RUSLE采用的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)坡長(zhǎng)。

通常情況下，m的取值范圍:θ<0.75°時(shí)，m取0.2；0.75°≤θ<1.72°時(shí)，m取0.3;1.72°≤θ<5.14°時(shí)，m取0.4；θ≥5.14°時(shí)，m取0.5。

低丘緩坡建設(shè)后坡長(zhǎng)、坡度因子的計(jì)算關(guān)鍵是建設(shè)后地形地貌變化需要重新構(gòu)建DEM。該研究的思路是根據(jù)項(xiàng)目區(qū)2013～2016年土地平整范圍矢量圖，項(xiàng)目區(qū)功能區(qū)分區(qū)與規(guī)劃布局矢量圖，西山區(qū)土地利用總體規(guī)劃(局部)圖(2010～2020年)，相關(guān)工程開發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，修改由開發(fā)前的項(xiàng)目區(qū)等高線生成的不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，生成平整范圍內(nèi)的DEM，而未做土地平整的地形,數(shù)字高程模型未發(fā)生變化，將2個(gè)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行融合即生成低丘緩坡建設(shè)后的項(xiàng)目區(qū)DEM。參考上述低丘緩坡建設(shè)前坡度、坡長(zhǎng)因子的計(jì)算方法，可以計(jì)算建設(shè)后坡度、坡長(zhǎng)因子，形成因子圖。

1.3.4C值。作物覆蓋管理因子(C)是指一定條件下有植被覆蓋或?qū)嵤┨镩g管理的土地土壤流失總量與同等條件下實(shí)施清耕的連續(xù)休閑地土壤流失總量的比值，為無(wú)量綱數(shù)，取值為0～1。C值主要受植被覆蓋度和土地利用現(xiàn)狀的制約。低丘緩坡建設(shè)前項(xiàng)目區(qū)C值計(jì)算以土地利用現(xiàn)狀圖為基礎(chǔ)，根據(jù)西山區(qū)二調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)狀地類圖層獲得。結(jié)合項(xiàng)目區(qū)氣候特點(diǎn)、種植特點(diǎn)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、土地利用特點(diǎn)、植被情況，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)復(fù)種指數(shù)很高，耕地基本沒有休耕期，林地在冬季覆蓋率仍很高，鄉(xiāng)村道路為水泥硬化地面，道路旁修建溝渠，排水量較大，農(nóng)村居民點(diǎn)周圍耕地分布較多項(xiàng)目區(qū)邊界為高山，擬建設(shè)區(qū)域多位于項(xiàng)目區(qū)盆地內(nèi)。結(jié)合張秀敏等[5]的研究，確定不同土地利用類型的C值，進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)柵格化后得到2009年項(xiàng)目區(qū)C值因子圖。

低丘緩坡建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)C值計(jì)算參照項(xiàng)目區(qū)開發(fā)前C值的計(jì)算方法，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)規(guī)劃地類和功能分區(qū)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)估算可知，項(xiàng)目區(qū)各地類的C值為耕地0.100,園地0.090,草地0.042,灌木地0.070，林地0.040,農(nóng)村居民點(diǎn)0.020,荒地0.170,城市用地和水體均為0。

1.3.5P值。侵蝕防治措施因子(P)是指采用專門措施后的土壤流失量與順坡耕作時(shí)土壤流失量的比值。參考美國(guó)農(nóng)業(yè)部537號(hào)手冊(cè)，P值的確定綜合土地利用類型數(shù)據(jù)和地形坡度數(shù)據(jù)，取值為0～1。未采取任何水保措施地區(qū)的P值為1，水土保持很好、無(wú)侵蝕風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)的P值為0。

低丘緩坡項(xiàng)目區(qū)建設(shè)開發(fā)前的耕地大多分布在河谷、溝谷地帶，田埂是普遍采用的蓄水、保水農(nóng)業(yè)技術(shù)措施。據(jù)楊子生[6]在滇東北山區(qū)的研究，田埂水土保持效果較好，P值為0.18。Csar[7]的研究表明，梯田及田埂的修建質(zhì)量對(duì)P值有直接影響，并根據(jù)梯田及田埂的修建質(zhì)量，分別給P賦值：0.040(好)，0.150(一般)，0.359(差)。據(jù)此，當(dāng)耕地坡度小于1°時(shí)，P值取0.150;其余坡度時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際調(diào)查情況，按等高耕作取值，考慮項(xiàng)目區(qū)有的耕地大于24°，按24°進(jìn)行取值。根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部537號(hào)手冊(cè)整理的不同耕作模式，通過圖形疊加，運(yùn)用intersect工具將不同坡度下的耕地(包括水田和旱地)提取出來，并對(duì)P賦值，得到各耕地地塊的P值圖。項(xiàng)目區(qū)非耕地(如草地、林地等)，人為干預(yù)因素很少，基本沒有水土保持措施。

低丘緩坡建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)P值計(jì)算方法類同于前述，只是DEM是按照建設(shè)后的地形地貌計(jì)算，用地類型也是按照規(guī)劃用地對(duì)P賦值，得到低丘緩坡建設(shè)后的項(xiàng)目區(qū)P值因子圖。

2結(jié)果與分析

2.1低丘緩坡建設(shè)前后土壤侵蝕量變化將低丘緩坡建設(shè)前后各因子圖層相乘，得到建設(shè)前后的項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕量圖，并根據(jù)表1進(jìn)行重分類(Reclassify)，得到建設(shè)前、后土壤侵蝕等級(jí)(圖1、2)。

表1　項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

圖1　建設(shè)前項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕等級(jí)Fig.1　Soil erosion in the project area before construction

圖2　建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕等級(jí)Fig.2　 Soil erosion in the project area after construction

建設(shè)前項(xiàng)目區(qū)年侵蝕量為17 633.17t/km2，平均侵蝕模數(shù)為3 391.00t/(km2·a),為中度侵蝕，遠(yuǎn)大于水利部SL190—2007標(biāo)準(zhǔn)中水力土壤侵蝕類型區(qū)西南土石山區(qū)的土壤允許流失量[500.00t/(km2·a)]；建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)年侵蝕量為165.85t/km2，項(xiàng)目區(qū)平均侵蝕模數(shù)為31.89t/(km2·a)，土壤侵蝕量?jī)H為建設(shè)前的0.95%。就項(xiàng)目區(qū)總體而言，水土流失對(duì)生態(tài)破壞的影響得到了顯著改善。

與此同時(shí)，低丘緩坡建設(shè)開發(fā)改變了項(xiàng)目區(qū)地形地貌和坡度分布。由表2可知，建設(shè)前項(xiàng)目區(qū)大部分區(qū)域?yàn)闃O微度侵蝕和微度侵蝕，分別占項(xiàng)目區(qū)面積的64.62%和8.34%，侵蝕等級(jí)為劇烈的區(qū)域占13.09%；建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)69.89%的土地為極微度侵蝕，30.11%為劇烈侵蝕，其中平整范圍內(nèi)的城市用地基本為輕微度侵蝕，而未做土地平整的保留林地、保留園地、保留耕地、其他草地基本為劇烈侵蝕，土地平整范圍邊緣的邊坡、堆積坡、人工切割坡也為劇烈侵蝕。這些劇烈侵蝕區(qū)域若不開展生態(tài)防護(hù)林和綠化建設(shè)，可能將加重項(xiàng)目區(qū)的水土流失。因此，低丘緩坡山地建設(shè)開發(fā)必須與生態(tài)防護(hù)林、邊坡綠化建設(shè)同步。

2.2低丘緩坡建設(shè)前后項(xiàng)目區(qū)不同坡度級(jí)土壤侵蝕利用ARCGIS地形分析功能，通過建設(shè)前后項(xiàng)目區(qū)DEM,將項(xiàng)目區(qū)土地坡度按<5°、5°～8°、8°～15°、15°～25°、25°～35°和>35° 6個(gè)土地坡度等級(jí)進(jìn)行分類，然后疊加圖1、2進(jìn)行空間分析，得到項(xiàng)目區(qū)建設(shè)前極微度和微度侵蝕的區(qū)域大部分位于坡度為<5°的項(xiàng)目區(qū)盆地，分別占各自侵蝕面積的57.24%和99.38%；重度以上土壤侵蝕區(qū)域集中在8°～15°和15°～25°的土地上，這種坡度的土地人為破壞土壤因素更大，人類開發(fā)造成的邊坡、堆積坡更易破壞表層土。項(xiàng)目區(qū)坡度25°～35°和>35°的土壤侵蝕面積比例很小，分別為4.03%和0.81%，該坡度區(qū)域人為干擾土壤行為較少，土壤多為自然狀態(tài)。

建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)<5°的土地由原來占項(xiàng)目區(qū)面積的46.38%轉(zhuǎn)變?yōu)?7.57%，通過開展建設(shè)平整土地，使項(xiàng)目區(qū)平坦地形增多，而坡度為25°～35°和>35°的土地由原來的4.03%和0.81%轉(zhuǎn)變?yōu)?1.38%和18.45%，低丘緩坡建設(shè)導(dǎo)致項(xiàng)目區(qū)極陡峭地形增多。建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)的水土流失受土地覆被現(xiàn)狀和侵蝕防治措施因子影響較地形因子影響顯著。在人類干預(yù)強(qiáng)、開發(fā)強(qiáng)度大的低丘緩坡山地區(qū)域，人類保持水土的意識(shí)和保持水土的措施對(duì)水土流失的影響更加重要。

2.3低丘緩坡建設(shè)對(duì)項(xiàng)目區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境的影響對(duì)項(xiàng)目區(qū)低丘緩坡建設(shè)前后地類圖斑、項(xiàng)目區(qū)周圍地類圖斑和項(xiàng)目區(qū)范圍圖進(jìn)行疊置分析，并進(jìn)行目視解譯。數(shù)據(jù)源為西山區(qū)土地第2次調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)中的地類圖斑圖層、項(xiàng)目區(qū)功能分區(qū)與規(guī)劃布局圖。研究發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目區(qū)保留植被在項(xiàng)目區(qū)建設(shè)開發(fā)后基本為劇烈侵蝕(圖3、4)，項(xiàng)目區(qū)的建筑物和交通道路設(shè)施建設(shè)導(dǎo)致城市不透水面增多，使項(xiàng)目區(qū)西北、西南、東南區(qū)域的植被生態(tài)景觀破碎化。植被斑塊數(shù)量增多，面積減小，內(nèi)部生境面積減少，生物廊道被隔絕，生態(tài)周長(zhǎng)變長(zhǎng)，生態(tài)邊緣增多，導(dǎo)致生態(tài)物種多樣性減少。項(xiàng)目區(qū)建設(shè)還導(dǎo)致植物的蓄水能力下降，枯落物分解較以往困難，土壤抗侵蝕性降低。因此，如何充分利用地形，加強(qiáng)低丘緩坡山地建設(shè)開發(fā)的生態(tài)規(guī)劃，在項(xiàng)目區(qū)保留一定數(shù)量和斑塊面積的自然植被和生態(tài)廊道，低丘緩坡山地建設(shè)開發(fā)生態(tài)可持續(xù)性是重要課題，須引起高度重視。

表2　建設(shè)前后項(xiàng)目區(qū)各侵蝕等級(jí)統(tǒng)計(jì)

圖3　建設(shè)前項(xiàng)目區(qū)及周圍土地利用現(xiàn)狀Fig.3　The land use status in project area and surrounding area before construction

圖4　建設(shè)后項(xiàng)目區(qū)周圍生態(tài)影響分析Fig.4　Ecological impact around the project area after construction

2.4低丘緩坡建設(shè)對(duì)地表徑流的影響通過ARCGIS的地形分析功能，提取出項(xiàng)目區(qū)建設(shè)前后的地表徑流流向圖，并疊加建設(shè)后的項(xiàng)目區(qū)坡度分級(jí)圖。研究發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目區(qū)建設(shè)導(dǎo)致地表徑流流向變化，建成后坡度>5°的區(qū)域地表徑流主要是沿著道路用地分布以及向道路兩邊蔓延。這證明了低丘緩坡建設(shè)中道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)氐匦螛?gòu)成了較顯著的影響，直接改變了原項(xiàng)目區(qū)的道路設(shè)施占用區(qū)域的地表徑流流向，從而對(duì)項(xiàng)目區(qū)及其周圍的水土流失產(chǎn)生影響。

2.5建成后項(xiàng)目區(qū)保留未建設(shè)區(qū)域侵蝕情況疊加項(xiàng)目區(qū)范圍矢量圖和項(xiàng)目區(qū)平整范圍圖，通過擦除(ERASE)分析得到項(xiàng)目區(qū)未做土地平整的保留未建設(shè)區(qū)域，再與圖2做掩膜分析(ExactbyMask)得到圖5，然后與建成后項(xiàng)目山脊線圖進(jìn)行疊置分析。研究發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目區(qū)保留未建設(shè)區(qū)域坡度為8°～25°的地形陡峭及山地開發(fā)利用潛力較大的區(qū)域，極微度侵蝕區(qū)域與項(xiàng)目區(qū)的山脊線高度重合；山谷、河谷等凹形坡的水土流失比山頭、山腰等凸形坡的水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重。這說明地形坡度坡長(zhǎng)因子對(duì)水土流失的影響在坡度為8°～25°的區(qū)域比對(duì)坡度在<5°區(qū)域的影響大。

圖5　項(xiàng)目區(qū)保留區(qū)域的土壤侵蝕等級(jí)Fig.5　Soil erosion grade of reserve area in project area

3結(jié)論與討論

(1)該研究模擬了低丘緩坡項(xiàng)目建成后項(xiàng)目區(qū)水土流失情況，結(jié)果表明：建設(shè)用地建成后的侵蝕類型為極微度侵蝕。但是在城市化進(jìn)程中，建筑物地基挖建、土地平整等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)必不可免地產(chǎn)生了大量廢渣、廢土。山地城市由于地形起伏較大，溝谷縱橫易造成水土流失，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃踩途用竦纳踩斐赏{。因此，應(yīng)該由項(xiàng)目實(shí)施單位在特定地點(diǎn)修建護(hù)坡、擋土坡，將建設(shè)工程中產(chǎn)生的廢土、廢渣傾倒在其中。同時(shí)，在下雨時(shí)還要鋪蓋帆布，防止雨水直接沖刷造成水土流失。具體建設(shè)實(shí)施方案中，土地平整的填挖方量應(yīng)盡量平衡，使廢土、廢渣盡快用于填充土地凹陷處，并夯實(shí)。

(2)該土壤侵蝕評(píng)價(jià)模型主要有2個(gè)問題：一是尺度的轉(zhuǎn)換問題，坡面、小流域、各區(qū)域不同評(píng)價(jià)尺度之間土壤侵蝕評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇和建立缺乏有機(jī)聯(lián)系，不同空間尺度之間的評(píng)價(jià)模型難以進(jìn)行有效的信息交換；二是評(píng)價(jià)模型具有特定的地域性，不同區(qū)域之間缺乏統(tǒng)一高效的評(píng)價(jià)模型，各評(píng)價(jià)因子的選擇和計(jì)算方法也會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響。

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基金項(xiàng)目國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201311001-3)。

作者簡(jiǎn)介張洪(1958- )，男，四川成都人，教授，博士生導(dǎo)師，從事山地開發(fā)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。

收稿日期2016-04-18

中圖分類號(hào)S 181

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)16-078-05

EffectsofHillySlopeConstructionBasedonGISonSoilErosion—ACaseStudyofHuahongyuanBlockinXishanDistrictinKunmingCity

ZHANGHong,SHIWen-hua

(SchoolofUrbanandEnvironment,YunnanUniversityofFinanceandEconomics,Kunming,Yunnan650000)

Abstract[Objective] The aim was to study effects of slope construction on soil erosion. [Method]Based on GIS and RUSLE model, the change of soil erosion amount before and after hilly slope construction in Huahongyuan, Xishan District in Kunming City was analyzed, soil erosion festures of different land use type and different slope were studied, as well as effects of soil erosion on eco-environment around the project area, surface runoff and level area.[Result]The results showed that after hilly slope construction, soil erosion was greatly alleviated; due to landscape fragmentation, preserved vegetation resulted in soil loss increase; the surface runoff in the region of slope > 5° was mainly distributed along the road and spread to both sides of the road.[Conclusion] After construction of slope projects, soil erosion is minimal degree.

Key wordsGIS; Hilly slope; RUSLE; Soil erosion amount; Surface runoff