松花江流域吉林段土壤侵蝕變化分析

摘" 要：該文采用CSLE模型對(duì)松花江流域吉林段1980—2022年定量估算土壤侵蝕量，結(jié)果表明，①研究區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度主要為微度及輕度，侵蝕區(qū)主要集中在研究區(qū)東南部地區(qū)；②研究區(qū)主要土地利用類型為耕地和林地，且耕地上多為輕度侵蝕，林地遭受侵蝕的面積占林地總面積比例相對(duì)較高；③1980年到2022年研究區(qū)侵蝕面積逐漸減少，且侵蝕強(qiáng)度逐漸下降。

關(guān)鍵詞：土壤侵蝕；CSLE模型；空間分布格局；松花江流域；土地利用

中圖分類號(hào)：S157""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A""""""""" 文章編號(hào)：2095-2945（2025）04-0102-04

Abstract： The article uses CSLE model to quantitatively estimate the amount of soil erosion in the Jilin section of Songhua River Basin from 1980 to 2022， and evaluates the distribution characteristics and dynamic changes of soil erosion in the basin. The results indicate that， ①The soil erosion intensity in the study area is mainly micro and mild， and the erosion area is mainly concentrated in the southeastern part of the study area; ②The main land use types in the research area are cultivated land and forest land， and the cultivated land is mostly mildly eroded， while the area of forest land affected by erosion accounts for a relatively high proportion of the total forest land area; ③The erosion area in the study area gradually decreased from 1980 to 2022， and the erosion intensity gradually decreased.

Keywords： soil erosion; csle model; spatial distribution pattern; songhua river basin; land use

土壤侵蝕可導(dǎo)致水土流失，引起土地退化，使得土壤肥力下降，影響糧食安全[1]。為了阻控土壤侵蝕、合理分配稀缺土壤保護(hù)資源，需要對(duì)土地土壤侵蝕量進(jìn)行定量評(píng)估，及對(duì)水土流失情況進(jìn)行評(píng)價(jià)[2-3]。

土壤侵蝕模型分析是獲取水土流失數(shù)據(jù)的一種常用且有效的方法。當(dāng)前，用于計(jì)算土壤侵蝕模數(shù)的主流模型包括USLE模型[4]以及RUSLE模型[5]等。2001年，Liu等[6]以基于USLE和RUSLE模型，提出了更適用于中國(guó)的土壤流失模型（CSLE），該方法在我國(guó)水土流失研究中得到了廣泛應(yīng)用[7-9]。本文采用CSLE模型計(jì)算松花江流域吉林省段土壤侵蝕模數(shù)，分析研究區(qū)土壤侵蝕分布、強(qiáng)度以及動(dòng)態(tài)變化。本研究旨在科學(xué)評(píng)估區(qū)域土壤侵蝕，以便為水土保持規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐。

1" 研究區(qū)概況

研究區(qū)地理坐標(biāo)為E123°36′～128°5′、N41°42′～45°32′，涉及吉林省長(zhǎng)春市、吉林市、松原市、白城市和長(zhǎng)白山保護(hù)開發(fā)區(qū)5個(gè)地市級(jí)行政區(qū)和43個(gè)縣（市、區(qū)），流域面積約15.7萬(wàn)km2，是典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水總量在550～750 mm之間[10]，汛期6—9月降雨量約占全年70%～80%，占年降水量的65%以上。

地勢(shì)呈現(xiàn)明顯的東南高、西北低的特征。以大黑山脈為界，東為長(zhǎng)白山區(qū)，西為松遼平原[11]。流域內(nèi)土壤類型主要有暗棕壤、火山灰土、沖積土、黑土和黑鈣土等。由于黑土土質(zhì)較黏稠，底土透水性差，抗蝕能力弱，又易受沖刷，水土流失現(xiàn)象明顯、空間分布廣泛。

2" 研究方法

2.1" 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究涉及的數(shù)據(jù)包括土地利用數(shù)據(jù)、土壤可蝕性數(shù)據(jù)、歸一化植被指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)、降雨數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)和水保措施數(shù)據(jù)。土地利用數(shù)據(jù)來自資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心，選取1980、1990、2000、2010和2022年的30 m分辨率土地利用數(shù)據(jù)，土地利用一級(jí)類型分為耕地、林地、草地、水域及水利設(shè)施用地、建設(shè)用地和其他土地。年降雨數(shù)據(jù)來自本地氣象站，用于計(jì)算降雨侵蝕力R因子值；土壤可蝕性K因子由地理數(shù)據(jù)與應(yīng)用分析中心提供；DEM數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云，30 m分辨率；NDVI數(shù)據(jù)來自全球科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)，空間分辨率為1 km。耕作措施主要為梯田和地埂，通過影像輔助解譯完成，所有數(shù)據(jù)均重采樣成30 m。

2.2" 土壤侵蝕CSLE模型

土壤侵蝕計(jì)算采用中國(guó)常見土壤流失方程（CSLE模型）[6，10]，模型表達(dá)式如下

A=RKLSBET ， （1）

式中：A為土壤侵蝕模數(shù)，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）；L為坡長(zhǎng)因子；S為坡度因子；B為植被覆蓋及生物措施因子；E為工程措施因子；T為耕作措施因子，L、S、B、E、T五個(gè)因子均為無量綱。根據(jù)水利部發(fā)布的SL190—2007《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，土壤侵蝕模數(shù)分為0～200、200～2 500、2 500～5 000、5 000～8 000、8 000～15 000和大于15 000 t/（hm2·a）六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。

3" 區(qū)域土壤侵蝕變化分析

3.1" 土壤侵蝕的空間分布特征

利用CSLE模型對(duì)侵蝕模數(shù)進(jìn)行計(jì)算，水域及水利設(shè)施用地侵蝕強(qiáng)制為0，再按侵蝕等級(jí)分級(jí)，計(jì)算得出研究區(qū)域1980—2022年的土壤侵蝕等級(jí)平均面積及分布（表1、圖1）。

從研究區(qū)1980—2022年土壤侵蝕狀況來看，侵蝕程度主要以微度及輕度為主，面積為5.01萬(wàn)km2，占68.59%，主要分布在研究區(qū)西北部；輕度以上侵蝕面積為2.29萬(wàn)km2，占31.41%，主要分布在研究區(qū)東南部?？傮w而言，從1980年到2022年，研究區(qū)域侵蝕面積整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；對(duì)比1980年和2022年，劇烈侵蝕面積占比由9.59%下降到7.76%，微度和輕度侵蝕面積占比由67.50%上升到70.12%。

3.2" 土壤侵蝕與土地利用特征協(xié)同分析

結(jié)合圖2和表2可知，研究區(qū)的土地利用主要以耕地和林地為主，耕地占比約為46.53%，林地占比約為40.52%，其他類型土地利用占比約為12.95%。耕地主要分布在研究區(qū)西北處的松嫩平原部，林地廣泛分布在丘陵山區(qū)。土地利用變化較為明顯的是北部平原區(qū)以及東南部丘陵區(qū)的耕地范圍擴(kuò)增，林地范圍縮減，且中部平原區(qū)1980年后建設(shè)用地面積增加明顯。

結(jié)合表2和表3分析發(fā)現(xiàn)，1980年到2022年期間，研究區(qū)侵蝕主要分布在耕地和林地上，侵蝕面積分別為1.64萬(wàn)km2和2.54萬(wàn)km2；草地和建設(shè)用地以微度侵蝕和輕度侵蝕為主。侵蝕強(qiáng)度由西北向東南逐漸增加，主要的侵蝕類型也由耕地過渡到林地。研究區(qū)的中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕都集中在林地，輕度侵蝕集中在耕地，與研究區(qū)東南高、西北低的地形分布特點(diǎn)有關(guān)。坡度越大，水流速度加快，對(duì)土壤的沖刷作用增強(qiáng)，導(dǎo)致土壤容易被沖走，從而加劇水土流失。根據(jù)表4可知，研究區(qū)1980—2022年間，中度及劇烈侵蝕面積減少，微度、輕度、強(qiáng)烈及劇烈侵蝕面積增加，總體侵蝕強(qiáng)度下降。

4" 結(jié)論

1）研究區(qū)的土地利用主要由西北部的耕地及東南部的林地構(gòu)成，耕地面積約為3.40萬(wàn)km2，林地面積約為2.96萬(wàn)km2，其他類型土地利用面積約為0.95萬(wàn)km2?？傮w土壤侵蝕程度為輕度侵蝕，主要分布在西北平原部，主要發(fā)生在耕地上；中度及以上侵蝕強(qiáng)度主要分布在東南部的丘陵山區(qū)，主要發(fā)生在林地上。

2）研究區(qū)林地的土壤侵蝕面積占比最大，林地侵蝕面積約為2.54萬(wàn)km２，其次是耕地，耕地侵蝕面積約為1.64萬(wàn)km２。土壤侵蝕程度較高地區(qū)多為林地，建議發(fā)展林業(yè)和草業(yè)，增加植被覆蓋面積，能夠提高土壤的抗蝕能力。林木的根系和地面植被可以有效地固定土壤，減少水土流失。

3）1980—2022年劇烈侵蝕面積減少約0.13萬(wàn) km２，中度侵蝕面積減少約0.11萬(wàn)km２，微度和輕度分別增加約0.11萬(wàn)km２和0.08萬(wàn)km２，其他侵蝕強(qiáng)度面積有少量增加。總體侵蝕面積呈減少趨勢(shì)，且侵蝕強(qiáng)度也逐漸降低。

綜上，研究區(qū)東南部為水土流失易發(fā)區(qū)域，需要根據(jù)實(shí)際情況指定防治政策，恢復(fù)植被、修建工程措施或者因地制宜調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)布局和利用方式，提高土地利用效率，減少水土流失。

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