榆陽區土壤侵蝕研究

王翠麗，曹明明

(西北大學 城市與環境學院，陜西 西安710127)

土壤侵蝕是當今人類面臨的一種最普遍、持續性最強的地質災害，每年因土壤侵蝕造成的經濟損失較諸如滑坡、泥石流、地震等地質災害更大，土壤侵蝕已成為我國乃至全球的重大環境問題之一［1］。土壤侵蝕是世界上的主要災害之一，是土地退化、河道和湖泊淤積的根本原因。全球83%的土地退化是由土壤侵蝕引起的［2］。就土壤侵蝕與植被的關系而言，一般認為植被對土壤具有較好的保護作用。土壤在天然植被保護而無人為干擾的條件下，僅存在土壤侵蝕的潛在可能性，建造植被是治理土壤侵蝕和改善生態環境的根本措施［3］。區域降雨、土壤結構、地表物質組成、坡度和坡長等自然背景相對穩定，且在短期內不會有明顯改變。而影響區域土壤侵蝕最活躍的因素是人類活動，其干擾結果可通過土地利用結構的變化得以表現［4］。“坡改梯”、“退耕還林還草”等土壤侵蝕治理措施均通過改善土地利用結構實現水土保持效益，故土地利用結構特征的變化很大程度可反映土壤侵蝕強度的變化［5，6］。

1 研究區概況

榆陽區位于陜西省北部，毛烏素沙漠南緣，無定河中游。西北接內蒙古自治區烏審旗，西南與橫山、米脂縣相連，東南與米脂、佳縣相鄰，東北與神木、佳縣相依。南北寬約124 km，東西長約128 km，呈不規則四邊形，轄區土地總面積6 891.70 km2，占榆林市土地總面積的15.81%，居陜西省縣(區)第二。長城由東北向西南橫貫穿區境，以長城為界，北部為風沙草灘區，地勢開闊平坦，沙丘連綿不斷，占總面積的75.1%;南部為丘陵溝壑區，粱峁起伏，溝壑縱橫，支離破碎，占總面積24.1%。

2 數據來源和研究方法

本次研究所用數據有陜西省《水土保持公告》(2006－2010年)數據、榆陽區總體規劃數據和榆陽區2005－2008年土地利用現狀數據。

2.1 土壤侵蝕嚴重性

2.1.1 土壤侵蝕嚴重指數

土壤侵蝕嚴重指數是既能全面反映某區域的土壤侵蝕面積，又區別反映不同強度侵蝕影響程度的綜合指數，用該區域各類各級侵蝕強度面積的加權平均數表示［7］。土壤侵蝕嚴重指數的計算方法為:

式中:I為土壤侵蝕嚴重指數;Mi為某級侵蝕強度的權重;Ai為第i級土壤侵蝕的面積;A各級侵蝕強度的總面積(區域總面積)，即A=∑Ai;i為土壤侵蝕強度等級，其取值為1～6的整數，分別對應微度、輕度、中度、強度、極強度和劇烈等侵蝕強度等級。

2.1.2 不同土壤侵蝕強度的權重的確定

在公式(1)中，權重Mi是為了反映某級土壤侵蝕強度對土壤侵蝕嚴重指數的貢獻。參考 SL190－96《土壤侵蝕分類分級標準》中水蝕和風蝕各級強度侵蝕模數的界定，用各級強度侵蝕模數的中值作為權重Mi的基本數值。各級侵蝕強度等級權重如表1所示。

2.2 土地利用結構特征

2.2.1 土地利用結構特征

不同土地利用類型可能發生土壤侵蝕的強度不同，其中坡耕地發生土壤侵蝕可能性和強度均最大，平緩旱地和荒地次之，建設用地、水田、草地、林地和水體發生土壤侵蝕可能性較小［8］。根據不同土地利用類型對土壤侵蝕敏感程度，確定各種土地利用類型對土壤侵蝕強度貢獻率的判斷矩陣，并運用層次分析法計算出水田、平緩旱地、坡耕地、林地、草地、水體、建設用地和未利用地在土壤侵蝕強度評價中所占權重。將區域內不同土地利用類型面積進行加權求和，得出土地利用結構特征對區域土壤侵蝕的總體影響大小，其表征土地利用結構特征指標為:

式中，LUI為土地利用結構特征指標，Wi為不同土地利用類型對土壤侵蝕的貢獻率，Ai為對應土地利用類型面積(km2)。

表1 土壤侵蝕強度分級權重

2.2.2 不同土地利用類型對土壤侵蝕的貢獻率的確定

運用層次分析法構造系統模型時，得出水田、平緩旱地、坡耕地、林地、草地、水體、建設用地和未利用地在土壤侵蝕強度評價中所占權重(見表2)。

表2 不同土地利用類型判斷矩陣及其權重

* 表中1、3、5、7、9分別表示2種類型重要性之比為同等重要、稍微重要、重要、明顯重要和絕對重要，2、4、6、8表示2種類型重要性之比處于以上2個相鄰等級之間，1、1/2、1/3、…1/9表示2種類型重要性之比為以上等級的互反數;CR=0.030＜0.1，判斷矩陣通過一致性檢驗。

3 結果與分析

3.1 土壤侵蝕嚴重性分析

根據水土流失強度等級的劃分和判讀確定，遵照國標SL190－96的標準，并根據榆陽區土壤侵蝕的特點將水土流失分為6個等級。利用Erdas中數據統計功能統計各等級面積(見表3)。

根據公式(1)得榆陽區的土壤侵蝕嚴重指數 I為=0.79。

李智廣，羅志東利用式(1)，以全國土壤侵蝕普查的結果為基礎數據，計算全國2204個縣級行政單位(除以凍融侵蝕為主的西藏自治區和臺灣省外)的土壤侵蝕嚴重指數分布分為4個等級:不嚴重(I＜0.5);較嚴重(0.5 ＜I＜1);嚴重(1＜I＜3);極嚴重(I＞3)。由此看來，榆陽區的土壤侵蝕屬于較嚴重的范圍，做好水土保持工作非常重要。

表3 榆陽區各土壤侵蝕等級面積及占區域總面積百分比

3.2 土地利用結構特征分析

利用公式(2)得出榆陽區從2005～2008年土地利用結構特征值變化見圖1。

圖1 榆陽區2005～2008土地利用結構特征值變化趨勢

從上圖中可以看出從2005年到2008年土地利用特征值呈下降趨勢，說明榆陽區土壤侵的嚴重性降低，從2005年的1 643.06到2008年的1 592.30，水土保持取得了一定的成果。實施退耕還林7年來，已取得了有目共睹的成效。一是產業結構調整步伐進一步加快。由過去單一的農業生產結構向農、林、牧并重轉變，由過去單一的種植糧食作物向糧、經、飼并重轉變。二是生態環境逐步好轉。截止2005年，全區退耕還林工程做到了“退得下，穩得住、不反彈、能致富”。

榆陽區在今后的發展中把退耕還林和建設基本農田結合起來，切實解決群眾退耕還林后的吃糧問題。在退耕還林時留足口糧田，加快中低產田改造，打壩淤地，新修基本農田。把退耕還林和調整農業產業結構結合起來，逐步實現富民強區的目標。在土地利用結構調整時要注重各種土地利用類型土地在土壤侵蝕的貢獻率的大小。要合理調整土地利用結構，“坡改梯”、“退耕還林還草”等土壤侵蝕治理措施均通過改善土地利用結構實現水土保持效益，故土地利用結構特征的變化很大程度可反映土壤侵蝕強度的變化，使“土不下坡，水不出溝”。

4 結論

通過對榆陽區的研究，可以發現榆陽區所處的地理環境使它的土壤侵蝕十分嚴重，在水土保持方面有很多需要改進的地方。

(1)榆陽區經過近些年的治理，退耕還林等措施的實施使榆陽區的土壤侵蝕狀況得到了一些改善，在全國范圍內居于較嚴重地位，但是水土保持工作仍然很嚴峻。

(2)土地利用結構會對土壤侵蝕造成很大的影響，不同的土地利用結構可以反映不同的侵蝕狀況，通過對各種不同土地利用類型的分析，最后得出水田、平緩旱地、坡耕地、林地、草地、水體、建設用地和未利用地在土壤侵蝕強度評價中所占權重，通過計算榆陽區2005～2008年土地利用結構特征值也說明榆陽區的土壤侵蝕狀況有所好轉。

(3)近幾年來在國家土地開發整理工作的開展下，榆陽區應該發揮當地的土地資源優勢，“坡改梯”、“退耕還林還草”等土壤侵蝕治理措施均通過改善土地利用結構實現水土保持效益，故土地利用結構特征的變化很大程度可反映土壤侵蝕強度的變化。對適合耕作的土地進行保護性開發，同時對不合理的土地利用類型進行調整，爭取社會效益、經濟效益和生態效益的統一。

［1］王禮先.水土保持學［M］.北京:中國林業出版社.1995.

［2］史德明，韋啟藩，梁音等.中國南方侵蝕土壤退化指標體系研究［J］.水土保持學報.2000，14(3):1 －9.

［3］陳云明，侯喜祿，劉文兆.黃土丘陵半干旱不同類型植被水保生態效益研究［J］.水土保持學報.2000，14(3):57－61.

［4］田光進，張增祥，趙曉麗等.中國耕地土壤侵蝕空間分布特征及生態背景［J］.生態學報.2001，22(1):10－16.

［5］倪晉仁，李英奎.基于土地利用結構變化的水土流失動態評估［J］.地理學報，2001，56(5):611 －621.

［6］許月卿，蔡運龍.土壤侵蝕經濟損失分析及價值估算.長江流域資源與環境.2006，15(4):470 －474.

［7］李智廣，羅志東.縣域土壤侵蝕嚴重性評價方法初探－土壤侵蝕嚴重指數的定義與應用［J］.水土保持通報.2006，26(4):41－51.

［8］李輝霞，劉淑珍等.基于土地利用結構特征的土壤侵蝕強度預測研究－以四川省為例［J］.中國生態農業學報.2006，14(1):93－95.