基于RUSLE的蔗區(qū)小流域土壤侵蝕特征研究

劉小梅, 李 勇, 黃智剛, 鄧羽松, 郭 豪, 何卿姮

(1.廣西大學(xué) 農(nóng)學(xué)院, 廣西 南寧 530004; 2.廣西大學(xué) 林學(xué)院, 廣西 南寧 530004)

甘蔗作為中國(guó)重要的糖料作物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的甘蔗種植面積在全球排名第三位，約占6.05%。而中國(guó)70%的甘蔗種植在坡耕地上[1]。廣西壯族自治區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“廣西”)是中國(guó)最重要的甘蔗生產(chǎn)基地，2020年，甘蔗種植面積和產(chǎn)量分別占全國(guó)約65%，70%[2]。廣西甘蔗種植區(qū)多為山地丘陵地貌，大部分為坡耕地且種植甘蔗，小部分坡度大的坡頂為林地且多種植桉樹(shù)，其余土地利用類型較少。調(diào)查表明，甘蔗生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，主要種植于土層較薄的赤紅壤和紅壤的旱作坡耕地上，巖性抗侵蝕性弱，由于對(duì)蔗糖需求增加，甘蔗種植擴(kuò)張到坡度較大的山坡地，甘蔗生長(zhǎng)前期植被覆蓋度較小，加上降雨集中且多暴雨，而甘蔗為劍形葉片，大部分降雨穿透植株直接擊打土壤表面，且順坡種植等不合理的耕作方式，易引發(fā)嚴(yán)重的土壤侵蝕。但目前有關(guān)蔗區(qū)土壤侵蝕特征，侵蝕速率等方面數(shù)據(jù)不夠明晰，有必要進(jìn)一步探究，為蔗區(qū)土壤侵蝕防治提供依據(jù)。

目前，研究土壤侵蝕的方法有人工模擬降雨法、徑流小區(qū)觀測(cè)法、核素示蹤法和侵蝕針?lè)ǖ?。付興濤等[3]采用人工模擬降雨法，研究了南方紅壤丘陵區(qū)作物覆蓋坡耕地上不同雨強(qiáng)下坡長(zhǎng)對(duì)其土壤侵蝕的影響。Hartanto等[4]在印度尼西亞加里曼丹中部的森林集水區(qū)設(shè)置徑流小區(qū)，發(fā)現(xiàn)影響土壤侵蝕的重要生態(tài)因子包括冠層蓋度、幼樹(shù)密度、凋落物深度和木本碎屑，但降雨對(duì)徑流大小和土壤侵蝕量影響更大。Rabesiranana等[5]運(yùn)用放射性同位素137Cs和210Pb估算馬達(dá)加斯加土壤侵蝕速率為18 t/(hm2·a)，比當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)氣候條件下的可持續(xù)土壤流失率高出兩倍。趙珩鈧等[6]利用侵蝕針?lè)?，探究了黃土丘陵溝壑區(qū)小流域退耕坡地不同植被恢復(fù)條件下多種不同植物群落的土壤侵蝕特征。但這些方法需要投入大量資金、時(shí)間和人力，局限在較小范圍，很難大規(guī)模推廣使用。為此，許多評(píng)價(jià)侵蝕、水土流失量的模型與方程被提出來(lái)。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀校和ㄓ猛寥懒魇Х匠?universal soil loss equation， USLE)、修正的通用土壤流失方程、中國(guó)土壤流失方程等，物理模型有歐洲土壤侵蝕模型、水蝕預(yù)報(bào)項(xiàng)目、荷蘭的土壤侵蝕模型、水土評(píng)價(jià)模型等[7]。但是，物理模型所需數(shù)據(jù)較多，參數(shù)計(jì)算較復(fù)雜，而USLE/RUSLE模型機(jī)制較簡(jiǎn)單且數(shù)據(jù)易獲取，在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。Sinha等[8]利用USLE估算印度阿杜拉河和馬哈倫吉河耕地不同作物的土壤流失，發(fā)現(xiàn)土壤流失量已超過(guò)容許限度，作物因素即人類活動(dòng)對(duì)土壤流失量更為重要。Lu等[9]利用USLE，RS和GIS相結(jié)合的方法，探討巴西亞馬遜流域土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)與土地利用、土地覆蓋之間的關(guān)系，森林向其他土地覆蓋轉(zhuǎn)變是土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)增加的重要因素。朱青等[10]采用RUSLE模型和隨機(jī)森林法定量分析了贛江上游流域土壤侵蝕及其影響因子。但目前有關(guān)甘蔗種植區(qū)土壤侵蝕的估算主要利用田間監(jiān)測(cè)法和徑流小區(qū)法。謝如林等[11]利用田間監(jiān)測(cè)法，研究了廣西旱坡地甘蔗種植不同施肥模式下地表徑流引起的土壤侵蝕及氮、磷流失特點(diǎn)。楊任翔等[12]基于徑流小區(qū)觀測(cè)，探究南方高強(qiáng)度、高頻次降雨下甘蔗種植模式對(duì)赤紅壤坡面土壤侵蝕的影響。而利用GIS技術(shù)和土壤侵蝕模型等定量估算、分析蔗區(qū)土壤侵蝕特征、土壤侵蝕速率等鮮有報(bào)道。因此，本文將GIS技術(shù)與RUSLE模型相結(jié)合，選取廣西典型赤紅壤集約化蔗區(qū)那辣小流域，定量估算該流域的平均土壤侵蝕速率，確定土壤侵蝕等級(jí)和不同子流域的土壤侵蝕狀況，探討不同坡度、土地利用類型與土壤侵蝕強(qiáng)度的分布特征，以期為廣西集約化蔗區(qū)小流域防治土壤侵蝕提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

那辣小流域位于廣西崇左市扶綏縣境內(nèi)，位于107°39′29″—104°40′17″E，22°20′36″—22°20′50″N，流域總面積為1.29 km2〔劃分為3個(gè)子流域，子流域1(SW1)，子流域2(SW2)和子流域3(SW3)，其面積分別為0.22 km2，0.62 km2，0.45 km2〕，流域出口排水進(jìn)入連接左江流域的客蘭水庫(kù)。流域?yàn)樯降厍鹆甑孛?，坡?°～35°(表1)，屬南亞熱帶濕熱氣候區(qū)，年平均氣溫20～25 ℃，雨量充沛，全年降雨主要集中在5—9月，年降雨量在1 100 mm左右，土壤類型為赤紅壤，第四紀(jì)紅土母質(zhì)，pH值4.7～5.2。流域坡耕地種植甘蔗，占土地利用總面積的82.85%，林地種植桉樹(shù)，占土地利用總面積的10.99%，道路和溝渠分別占5.40%，0.77%(附圖1，見(jiàn)封3)。該小流域2—3月種植甘蔗并在12月至次年3月收割，一般連續(xù)種植3 a再翻耕新種。

表1 那辣小流域地理環(huán)境因素狀況

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究主要使用以下數(shù)據(jù)： ①流域2020年的月降雨量和年降雨量，來(lái)源于流域內(nèi)監(jiān)測(cè)站收集的降雨數(shù)據(jù)。 ②流域土壤類型和屬性數(shù)據(jù)來(lái)源于1∶100萬(wàn)全國(guó)土壤類型數(shù)據(jù)和中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(http:∥vdb3.soil.csdb.cn/)，流域?qū)崪y(cè)的土壤理化性質(zhì)； ③數(shù)字高程模型DEM，約為3 m空間分辨率，來(lái)源于流域測(cè)繪所得數(shù)據(jù)； ④流域2020年土地利用圖，由無(wú)人機(jī)航拍影像圖進(jìn)行監(jiān)督分類獲得； ⑤2020年流域植被覆蓋度數(shù)據(jù)獲取來(lái)源于使用無(wú)人機(jī)在甘蔗4個(gè)生長(zhǎng)期拍攝流域的四景可見(jiàn)光正射影像圖。

2.2 RUSLE模型各因子的確定

本文采用RUSLE模型[13]來(lái)估算那辣小流域的土壤侵蝕速率。其公式為：

A=R×K×L×S×C×P

(1)

式中：A為土壤侵蝕速率〔t/(hm2·a)〕;R為降雨侵蝕力因子〔MJ·mm/(hm2·h·a)〕;K為土壤可蝕性因子〔t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)〕;LS為地形因子(L為坡長(zhǎng)因子，S為坡度因子)，無(wú)量綱；C為植被覆蓋與作物管理因子，無(wú)量綱，范圍0～1；P為水土保持措因子，無(wú)量綱，范圍0～1。

(1) 降雨侵蝕力因子R。R因子代表降雨對(duì)土壤侵蝕的影響，本研究采用Wischmeier[14]提出的簡(jiǎn)化算法，計(jì)算公式為：

(2)

式中：R為降雨侵蝕力因子，國(guó)際單位為〔MJ·mm/(hm2·h·a)〕;Pi為月降水量(mm);P為年降水量(mm)。本研究采用研究區(qū)2020年的年降雨量和月降雨量數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算出流域內(nèi)年降雨侵蝕力圖。

(2) 土壤可蝕性因子K。土壤可蝕性反映了土壤對(duì)侵蝕的敏感程度，這里采用Williams[15]提出的侵蝕—生產(chǎn)力評(píng)價(jià)模型EPIC中土壤機(jī)械組成和有機(jī)碳含量的計(jì)算公式：

(3)

式中：K為土壤可蝕性因子，為美制單位，乘以系數(shù)0.131 7轉(zhuǎn)為國(guó)際單位〔t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)〕; SAN為砂粒(0.050～2.000 mm)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%); SIL為粉粒(0.002～0.050 mm)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%); CLA為黏粒(<0.002 mm)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);C為土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)；SN1=1-SAN/100；通過(guò)1∶100萬(wàn)全國(guó)土壤類型數(shù)據(jù)，根據(jù)研究區(qū)所在扶綏縣的土壤類型通過(guò)ArcGIS軟件把流域的土壤類型裁剪出來(lái)，并根據(jù)中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)找到研究區(qū)所在扶綏縣的土種并結(jié)合野外調(diào)查和流域?qū)崪y(cè)土壤理化性質(zhì)，以確定研究區(qū)的土壤類型和土壤的砂粒、粉粒、黏粒和有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，代入公式(3)求出土壤可蝕性因子K值并賦值到土壤類型圖中。

(3) 坡度坡長(zhǎng)因子LS。坡度、坡長(zhǎng)是影響土壤侵蝕的地形因子，本文的坡長(zhǎng)因子L計(jì)算采用Desmet等提出的經(jīng)典公式，坡度因子緩坡采用McCool的坡度公式，陡坡用劉寶元的坡度公式[16]：

(4)

(5)

式中：θ為坡度(°)；n為坡長(zhǎng)指數(shù)；量綱為1；λ為坡長(zhǎng)(m)。先將分辨率為3 m的DEM數(shù)據(jù)在ArcGIS中提取坡長(zhǎng)和坡度，再代入公式(4)，(5)分別進(jìn)行計(jì)算，得到坡長(zhǎng)因子L和坡度因子S，相乘得到地形因子LS。

(4) 植被覆蓋與管理因子C。C為植被覆蓋與管理因子，在C因子的計(jì)算過(guò)程中需要以無(wú)人機(jī)在甘蔗4個(gè)生長(zhǎng)期拍攝流域的四景可見(jiàn)光正射影像圖為基礎(chǔ)，借助ArcGIS和ENVI軟件，根據(jù)過(guò)綠減過(guò)紅指數(shù)ExG-ExR利用像元二分法模型算出流域的植被覆蓋度[17]，再根據(jù)蔡崇法等[18]建立的覆蓋度與C值的關(guān)系來(lái)計(jì)算C因子。

ExG-ExR=3×G-2.4×R-B

(6)

式中：ExG-ExR為過(guò)綠減過(guò)紅植被指數(shù);R，G，B分別為紅、綠、藍(lán)3個(gè)波段的像元值，把流域的正射影像圖利用ENVI軟件的波段計(jì)算器計(jì)算。

fc={(b1bmax)×1+

(bmin

〔(b1-bmin)/(bmax-bmin)〕}

(7)

式中：fc為植被覆蓋度(%)；b1是植被指數(shù)的值，本研究用過(guò)綠減過(guò)紅植被指數(shù)的值；bmin，bmax分別是植被指數(shù)的最小值和最大值，利用ENVI軟件，根據(jù)過(guò)綠減過(guò)紅植被指數(shù)的統(tǒng)計(jì)直方圖，確定純植被和純裸地的值，選取植被指數(shù)頻率累計(jì)5%為最小值(bmin)，植被指數(shù)頻率累計(jì)95%為最大值(bmax)。

(8)

式中：C為研究區(qū)的植被覆蓋與管理因子。

(5) 水土保持措施因子P。水土保持措施因子P，本文通過(guò)調(diào)查那辣小流域水土保持現(xiàn)狀并根據(jù)相關(guān)研究報(bào)道[19]，對(duì)每一種土地利用類型賦予P值見(jiàn)表2。

表2 研究區(qū)不同土地利用類型P因子

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤侵蝕空間分布特征

根據(jù)土壤侵蝕模型中各因子的運(yùn)算關(guān)系，在ArcGIS 10中將獲取的各土壤侵蝕影響因子?xùn)鸥駡D均轉(zhuǎn)化為同一坐標(biāo)下像元大小為0.5 m×0.5 m后進(jìn)行疊加計(jì)算，得到各像元土壤侵蝕量，并根據(jù)水利部制定的《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL190-2007)進(jìn)行等級(jí)劃分[20]，獲得那辣小流域土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)圖。由封3附圖2和表3可知，2020年，那辣小流域平均土壤侵蝕速率為22.97 t/(hm2·a)，屬輕度侵蝕水平，是水利部規(guī)定的南方紅壤丘陵區(qū)土壤允許流失量5 t/(hm2·a)的4.6倍。輕度侵蝕等級(jí)及以下的面積占比達(dá)78.09%，中度侵蝕等級(jí)及以上的侵蝕面積占21.91%，說(shuō)明從總體上看流域土壤侵蝕程度較輕。流域內(nèi)中度侵蝕等級(jí)及以上的侵蝕量占侵蝕總量的81.39%，侵蝕量為輕度侵蝕等級(jí)及以下的4.37倍，表明流域局部區(qū)域土壤侵蝕比較嚴(yán)重，因此應(yīng)該重視防治那辣小流域的土壤侵蝕。

表3 那辣小流域土壤侵蝕統(tǒng)計(jì)特征

由表4可知，3個(gè)子流域的平均土壤侵蝕速率由大到小為SW3>SW2>SW1，子流域SW3的平均土壤侵蝕速率為25.31 (t/hm2·a)，是SW1的1.67倍，SW2與SW3相差不大。然而子流域SW2在3個(gè)子流域中的侵蝕面積和侵蝕量占比最大，分別為47.90%，50.25%，土壤侵蝕量分別是子流域SW1，SW3的4.42，1.31倍。

表4 那辣小流域中各子流域土壤侵蝕特征

3.2 土壤侵蝕與坡度的關(guān)系

坡度是引發(fā)土壤侵蝕的眾多影響因素之一，因此探究不同坡度下土壤侵蝕的變化規(guī)律和特征是防治那辣小流域水土流失的關(guān)鍵舉措。根據(jù)水利部頒布的關(guān)于土壤侵蝕坡度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)(SL190-2007)，將流域坡度按照0°～5°，5°～8°，8°～15°，15°～25°，25°～35°進(jìn)行重分類，將分類后的坡度等級(jí)圖與土壤侵蝕速率圖進(jìn)行空間疊加分析，得出不同坡度級(jí)別上的土壤侵蝕分布狀況。從表5中可知，隨著坡度的增加，平均土壤侵蝕速率不斷增大，其值在5.64～112.64 t/(hm2·a)之間。在那辣小流域中，8°～15°坡度級(jí)別的侵蝕面積和侵蝕量最大，其值分別為49.91 hm2，1 420.39 t/a，侵蝕強(qiáng)度屬于中度侵蝕；25°～35°的侵蝕面積和侵蝕量最小，其值分別為0.37 hm2，41.58 t/a，侵蝕強(qiáng)度屬于極強(qiáng)烈侵蝕。不同侵蝕強(qiáng)度的土壤侵蝕量在各坡度級(jí)別所占比例差異較大，隨著坡度的增加，微度侵蝕在各坡度級(jí)別所占侵蝕量比例逐漸減小，而其他侵蝕強(qiáng)度，以15°坡度級(jí)別為中心向上和向下土壤侵蝕量在各坡度級(jí)別所占比例呈減小趨勢(shì)。流域內(nèi)土壤侵蝕主要發(fā)生在5°～25°的坡度范圍內(nèi)，占侵蝕總量的92.36%，是預(yù)防和治理土壤侵蝕的重點(diǎn)區(qū)域，應(yīng)采取合理有效的防治措施。由圖1可知，不同侵蝕強(qiáng)度在各個(gè)坡度級(jí)別的侵蝕面積所占比例差異較大。總體上，微度侵蝕在各個(gè)坡度級(jí)別上所占的面積比例總體呈減少趨勢(shì)，而其他侵蝕強(qiáng)度所占的面積比例則呈現(xiàn)出先增加后減少趨勢(shì)。說(shuō)明坡度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以明顯區(qū)分不同土壤侵蝕等級(jí)與坡度的變化關(guān)系。

圖1 那辣小流域不同坡度土壤侵蝕等級(jí)面積百分比

表5 那辣小流域不同坡度土壤侵蝕統(tǒng)計(jì)特征

3.3 土壤侵蝕與土地利用的關(guān)系

將流域土壤侵蝕強(qiáng)度圖與土地利用類型圖在ArcGIS中進(jìn)行疊加分析，得到不同土地利用類型的土壤侵蝕強(qiáng)度分布情況。由表6可知，坡耕地(甘蔗)、林地(桉樹(shù))、道路3種土地利用類型的土壤侵蝕強(qiáng)度面積比例主要處于微度和輕度侵蝕，而溝渠處于微度侵蝕。

表6 那辣小流域不同土地利用類型下土壤侵蝕強(qiáng)度分布

從表7可知，在不同土地利用類型中，侵蝕面積最大的是坡耕地(甘蔗)，占82.85%，林地(桉樹(shù))、溝渠和道路的侵蝕面積共占17.15%，流域平均侵蝕速率由大到小為：林地(桉樹(shù))>道路>坡耕地(甘蔗)>溝渠，林地(桉樹(shù))平均土壤侵蝕速率為53.59 t/(hm2·a)，分別是坡耕地(甘蔗)、道路、溝渠的2.84，2.12，27.91倍，而侵蝕量最大的是坡耕地(甘蔗)，其值為2 013.05 t/a，分別是林地(桉樹(shù))、道路、溝渠的2.65，11.46，1 059.50倍。

表7 那辣小流域不同土地利用類型的土壤侵蝕量

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

本文利用RUSLE模型計(jì)算2020年廣西典型赤紅壤集約化蔗區(qū)那辣小流域平均土壤侵蝕速率為22.97 t/(hm2·a)，屬輕度侵蝕水平，是水利部規(guī)定的南方紅壤丘陵區(qū)土壤允許流失量5 t/(hm2·a)的4.6倍。輕度侵蝕等級(jí)及以下的面積占比達(dá)78.09%，從總體上看流域土壤侵蝕程度較輕，中度侵蝕等級(jí)及以上的侵蝕量占侵蝕總量的81.39%，侵蝕量為輕度侵蝕等級(jí)及以下的4.37倍，說(shuō)明局部區(qū)域土壤侵蝕較嚴(yán)重。根據(jù)Li等[21]實(shí)測(cè)那辣小流域甘蔗坡面溝蝕量表明，2017—2019年甘蔗不同種植模式下年均坡面溝蝕速率為18.9～32.0 t/(hm2·a)，流域甘蔗坡面侵蝕主要是溝蝕，而RUSLE模型主要用于估算坡面細(xì)溝或細(xì)溝間侵蝕形成的平均土壤流失量，本文用RUSLE模型估算的坡耕地(甘蔗)土壤侵蝕速率18.86 〔t/(hm2·a)〕與實(shí)測(cè)的坡面溝蝕速率相近，表明利用RUSLE模型估算流域土壤侵蝕總體結(jié)果較可靠。子流域SW3的平均土壤侵蝕速率是SW1的1.67倍，SW2與SW3相差不大，可能原因是子流域SW3的坡度比SW1，SW2大，表明子流域坡度的差異影響土壤侵蝕速率。Abdalla等[22]在南非甘蔗種植區(qū)的試驗(yàn)研究表明，坡度與土壤侵蝕速率呈正相關(guān)關(guān)系，與本研究結(jié)果相符。子流域SW2，SW3的林地(桉樹(shù))面積大于SW1，流域林地(桉樹(shù))土壤侵蝕速率較大。有研究表明，桉樹(shù)人工林產(chǎn)生較高坡面徑流量和泥沙流失量主要是因?yàn)樵炝謸嵊胧┘按罅考?jí)降水[23]。此外，本研究發(fā)現(xiàn)那辣小流域5°～25°的坡度范圍是土壤侵蝕防治的重點(diǎn)區(qū)域。

流域平均土壤侵蝕速率由大到小為：林地(桉樹(shù))>道路>坡耕地(甘蔗)>溝渠，林地(桉樹(shù))平均土壤侵蝕速率為53.59 t/(hm2·a)，分別是坡耕地(甘蔗)、道路、溝渠的2.84，2.12，27.91倍。王永平等[24]利用137Cs示蹤法研究了滇池東大河小流域不同土地利用類型平均土壤侵蝕速率為耕地〔15.39 t/(hm2·a)〕>草地〔13.09 t/(hm2·a)〕>林地〔0.82 t/(hm2·a)〕，其林地種植馬尾松、云南松和萌芽灌木等喬灌混交林，冠層植被豐富，植被覆蓋起到較大抑制水土流失的作用。而本研究的林地土壤侵蝕速率與之相比大許多，主要是因?yàn)榱饔蛏狡律狭值貫榧冭駱?shù)人工林，坡度大，冠層植被稀疏，地表覆蓋度較低，種植、砍伐等人為活動(dòng)易引發(fā)嚴(yán)重的土壤侵蝕。王會(huì)利等[25]采用徑流場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，煉山后種植桉樹(shù)第一年土壤侵蝕量達(dá)350 t/hm2。有研究表明，南方紅壤區(qū)林下土壤侵蝕主要原因是人為干擾頻繁、林分結(jié)構(gòu)單一、林下植被匱乏[26]。流域道路的土壤侵蝕速率較大，但其侵蝕量和侵蝕面積占流域侵蝕總量和總面積的5%左右，流域道路幾乎沒(méi)有水土保持措施，Li等[27]研究表明，2017年那辣小流域農(nóng)田從小塊地變成大塊地之后，道路密度、交通強(qiáng)度增加，受大型卡車等運(yùn)輸車輛產(chǎn)生的車轍形成細(xì)溝，導(dǎo)致道路侵蝕量顯著增加。流域坡耕地(甘蔗)的侵蝕量最大，其值為2 013.05 t/a，分別是林地(桉樹(shù))、道路、溝渠的2.65，11.46，1 059.50倍?？赡茉蚴瞧赂孛娣e占流域土地利用總面積的82.85%，坡耕地種植甘蔗，坡度較大，降雨集中且多暴雨，種植方式大部分是順坡種植，加上翻耕除草，新植甘蔗地表較為裸露，植被覆蓋不足以抵擋降雨產(chǎn)生徑流對(duì)表層土壤的沖刷，導(dǎo)致土壤侵蝕比較嚴(yán)重。有研究表明，在種植甘蔗模式下，每年的泥沙流失量為27～30 t/hm2左右[11]，甘蔗坡面徑流量和侵蝕量為：裸坡>順坡蔗地>橫坡蔗地，順坡蔗地坡面徑流量和侵蝕量是橫坡蔗地的1.9，2.3倍[12]，甘蔗地表覆蓋是影響地表徑流的最重要因素，甘蔗地表凋落物不會(huì)改變地表粗糙度，在最低凋落物量(4 t/hm2)下水土流失量減少，入滲率增加[28]。甘蔗坡面土壤侵蝕和養(yǎng)分流失主要在萌芽期和苗期[29]，要增加地表覆蓋等措施，有針對(duì)性地對(duì)甘蔗生長(zhǎng)前期，特別是大的降雨期坡面土壤侵蝕進(jìn)行防治。由于各子流域的海拔、坡度、土地利用類型面積和種植管理方式等的差異，引發(fā)各子流域的土壤侵蝕速率也不同，可以根據(jù)流域的情況采取針對(duì)性的措施來(lái)防治土壤侵蝕。例如，流域甘蔗可以采取橫坡種植，新植宿根按合適的比例種植，合理規(guī)劃土地利用類型等，盡量減輕流域的土壤侵蝕。

RUSLE經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，各因子易于理解，所需數(shù)據(jù)較少，可以對(duì)所研究地區(qū)的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行模型各因子數(shù)據(jù)輸入計(jì)算。但在利用RUSLE模型因子計(jì)算過(guò)程中，由于模型參數(shù)的數(shù)據(jù)精度不一，導(dǎo)致在ArcGIS的柵格計(jì)算器計(jì)算過(guò)程中難免產(chǎn)生誤差，而且修正的通用土壤流失方程是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停鋺?yīng)用存在較大的局限性，在未來(lái)的研究中考慮改進(jìn)模型的一些參數(shù)或使用其他更優(yōu)化的模型，使得評(píng)估結(jié)果更具有科學(xué)性和可靠性。

4.2 結(jié) 論

(1) 2020年那辣小流域平均土壤侵蝕速率為22.97 t/(hm2·a)，表明流域土壤侵蝕較嚴(yán)重，應(yīng)重視流域的水土流失治理工作。

(2) 流域內(nèi)土壤侵蝕主要發(fā)生在5°～25°的坡度范圍內(nèi)，是預(yù)防和治理水土流失的重點(diǎn)區(qū)域，應(yīng)采取合理有效的防治措施。

(3) 研究區(qū)不同土地利用類型中，平均侵蝕速率最大的是林地(桉樹(shù))，為53.59 t/(hm2·a)，分別是坡耕地(甘蔗)、道路、溝渠的2.84，2.12，27.91倍，應(yīng)合理利用并規(guī)劃管理好流域的坡耕地(甘蔗)、林地(桉樹(shù))，道路等土地利用類型，采取具有針對(duì)性的、有效的水土保持措施，以改善流域的土壤侵蝕狀況。