遼寧省北方土石山區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀分析

（遼寧省水土保持局，遼寧沈陽110003）

遼寧省北方土石山區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀分析

宮冰

（遼寧省水土保持局，遼寧沈陽110003）

為了掌握遼寧省北方土石山區(qū)土壤侵蝕情況，本文采用通用土壤流失方程（ULSE）計算土壤侵蝕模數(shù)，并根據(jù)SL665-2014確定土壤侵蝕分級。結(jié)果顯示：遼寧省北方土石山區(qū)土壤侵蝕面積占遼寧省北方土石山區(qū)面積的20.58%，其中以輕度、中度侵蝕為主；與全國第一次水利普查水土保持情況普查相比，土壤侵蝕面積總體減少，遼陽略有增加。

土壤侵蝕；北方土石山區(qū)；USLE；遼寧省

根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)〈全國水土保持區(qū)劃（試行）〉的通知（辦水保［2012］512號）》，遼寧省包括東北黑土區(qū)（東北山地丘陵區(qū)）和北方土石山區(qū)（北方山地丘陵區(qū)）兩個一級區(qū)，其中北方土石山區(qū)包括遼寧環(huán)渤海山地丘陵區(qū)（Ⅲ-1）和燕山及遼西山地丘陵區(qū)（Ⅲ-2）共2個二級分區(qū)，主要包括朝陽、錦州、葫蘆島等地，水土流失嚴(yán)重，是遼寧省水土流失治理的重點區(qū)域。這些區(qū)域水土流失現(xiàn)狀怎樣，治理成效如何，都需要進(jìn)行有效的監(jiān)測。因此，下文擬采用通用土壤流失方程（ULSE）確定遼寧省北方土石山區(qū)土壤侵蝕情況，以便為該區(qū)域水土流失治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 通用土壤流失方程

土壤流失方程（ULSE）的基本形式為

式中：A為預(yù)測土壤侵蝕量，t/（km2·a）；R為降雨侵蝕力因子，MJ·mm/（hm2·h·a）；K為土壤可侵蝕性因子，t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)；L為坡長因子；S為坡度因子；C為覆蓋與管理因子；P為水土保持措施因子。

1.2 因子確定

1.2.1 降雨侵蝕力因子R

R是降雨導(dǎo)致土壤侵蝕的潛在能力，可通過降雨過程、年、月、日降雨量資料來計算。收集遼寧省北方土石山區(qū)主要?dú)庀笳?961—2015年日雨量資料，采用章文波利用日雨量計算降雨侵蝕力模型，計算各氣象站降雨侵蝕力值并進(jìn)行空間插值，得到遼寧北方土石山區(qū)降雨侵蝕力因子圖層。

1.2.2 土壤可侵蝕性因子K

K是表征土壤被蝕的難易程度，反映土壤對侵蝕外營力剝蝕和搬運(yùn)的敏感性。收集遼寧省數(shù)字化土壤類型圖及不同土壤類型基本屬性數(shù)據(jù)，采用Shirazi等建立的模型計算土壤可蝕性K值，得到遼寧北方土石山區(qū)土壤可侵蝕性K因子圖層。Shirazi等建立的模型的表達(dá)式為：

式中：Dg為幾何平均粒徑。

1.2.3 坡長L與坡度因子S

L和S用來反映地形地貌特征對土壤侵蝕的影響，通常將它們視為地形因子，放在一起考慮。坡長因子是指某一坡面土壤流失量與坡長22.13 m、其他條件一致的坡面產(chǎn)生土壤流失量的比率。坡度因子是指某一坡度土壤流失量與坡度為5.13°，其他條件一致的坡面產(chǎn)生土壤流失量的比率。坡度采用D8算法，坡長基于DEM提??；當(dāng)坡度小于和大于等于2.75°時，將截斷因子分別設(shè)定為0.5和0.7。坡度坡長因子的表達(dá)式為：

式中：λ為水平投影坡長，m；θ為坡度（°）；m為可變的坡長指數(shù)。具體實現(xiàn)步驟由楊勤科團(tuán)隊開發(fā)的“區(qū)域LS因子計算工具”軟件完成，得到遼寧省北方土石山區(qū)坡度坡長LS因子圖層。

1.2.4 覆蓋與管理因子C

C是在某種狀態(tài)下種植作物地塊的土壤流失量與對應(yīng)的清耕、連續(xù)休閑地塊上流失量的比值，作為侵蝕動力的抑制因子，主要反映有關(guān)植被覆蓋和變化對土壤侵蝕的綜合作用。它是一個無量綱數(shù)，其值均位于0～1之間。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合土地利用類型進(jìn)行賦值，得到遼寧北方土石山區(qū)覆蓋與管理C因子圖層。

1.2.5 水土保持措施因子P

P是指其它條件相同時，標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)實施水保措施后的土壤流失量與標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)上順坡耕作土壤流失量之比。根據(jù)遼寧省2013年、2014年和2015年水土保持監(jiān)測成果徑流泥沙數(shù)據(jù)計算，得到遼寧北方土石山區(qū)水土保持措施P因子圖層。

1.3 土壤侵蝕強(qiáng)度確定

利用GIS軟件的柵格數(shù)據(jù)疊加運(yùn)算功能，將各因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)相乘，得到每個柵格的侵蝕模數(shù)，按照SL665-2014《北方土石山區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》劃分等級：平均侵蝕模數(shù)（t/（km·a））≤200為微度；在200～1000之間為輕度；在1000～2500之間為中度；在2500～4000之間為強(qiáng)烈；在4000～6000之間為極強(qiáng)烈；＞6000為劇烈。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤侵蝕現(xiàn)狀

根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)《全國水土保持區(qū)劃（試行）》的通知（辦水保［2012］512號）》，遼寧省北方土石山區(qū)面積9.39萬km2，其土壤侵蝕面積1.93萬km2，占遼寧省北方土石山區(qū)面積的20.58%，其中輕度侵蝕0.87萬km2，中度侵蝕0.52萬km2，強(qiáng)烈侵蝕0.21萬km2，極強(qiáng)烈侵蝕0.14萬km2，劇烈侵蝕0.20萬km2，分別占侵蝕面積的44.77%、26.92%、10.81%、7.36%和10.14%。

2.2 水力侵蝕動態(tài)分析

與全國第一次水利普查水土保持情況普查相比，各市中土壤侵蝕面積總體減少，朝陽等8市土壤侵蝕面積總體減少0.8萬km2，朝陽市水土流失面積減少2394.67km2，居北方土石山區(qū)各市首位，水土流失治理成效顯著；輕度、中度、強(qiáng)烈和極強(qiáng)烈侵蝕面積總體呈減少趨勢，而遼陽市劇烈侵蝕面積有所增加，這與采礦、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等造成的人為侵蝕強(qiáng)度巨大有關(guān)，見表1。

表1 遼寧省北方土石山區(qū)部分市土壤侵蝕動態(tài)km2

［1］章文波，謝云，劉寶元.中國降雨侵蝕力空間變化特征［J］.山地學(xué)報，2003（01）：33—40.

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［3］張宏鳴，楊勤科，李銳，劉晴蕊.流域分布式侵蝕學(xué)坡長的估算方法研究［J］.水利學(xué)報，2012（04）：437—444.

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S157.1

A

1002－0624（2017）07－0036－02

2017-02-21