遼寧省土壤侵蝕宏觀區域差異與趨勢分析

李純乾

(遼寧省水土保持研究所，遼寧朝陽 122000)

土壤侵蝕綜合指數能夠量化地表征一個地區或一個單元土壤侵蝕的總體狀況，具有客觀性、科學性、綜合性和可比性的特點。本研究通過對遼寧省2000、2005年土壤侵蝕綜合指數地區之間的差異變化和趨勢分析，得出了遼寧省土壤侵蝕整體狀況。土壤侵蝕綜合指數的計算采用李智廣［1］、梁音等［2］提出的研究方法，但重新確定了權重值的參考范圍，將微度侵蝕的權重也納入了對比之中，使計算結果更加符合客觀實際。

1 研究方法與數據來源

1.1 土壤侵蝕綜合指數EI值的概念

土壤侵蝕綜合指數用EI表示，它是評價一個單元內土壤侵蝕總體狀況的綜合指標，是根據該單元內各級土壤侵蝕面積和土地總面積量化分級進行權重變換后形成的一個綜合指標數值［2］。EI值越大土壤侵蝕程度就越嚴重，反之土壤侵蝕程度就越輕微。其表達式為

式中:EI為評價單元土壤侵蝕綜合指數，無量綱;Wi為評價單元土壤侵蝕等級權重分值，無量綱;Ai為評價單元第i等級土壤侵蝕的面積，km2;S為評價單元的土地總面積，km2;i為土壤侵蝕等級數，其取值范圍為1—6之間的整數，為一常量。

1.2 權重分值Wi的多項式推算

依據《土壤侵蝕分類分級標準》(SL 190—2007)［3］中水力侵蝕強度分級標準，采用多項式方程模擬法對各級別的土壤侵蝕模數中值進行修正。用1、2、3、4、5、6 分別代表微度、輕度、中度、強烈、極強烈和劇烈侵蝕。擬合后得到的多項式方程為

式中:y為土壤侵蝕模數修正中值，t/(km2·a);x為土壤侵蝕等級級別，取值為1—6之間的整數，為一常量。

按照擬合后的多項式推算的土壤侵蝕模數修正中值見表1，其中x=6(6代表劇烈侵蝕)時y=18 490。

按劇烈侵蝕的預測模數修正中值權重指標為侵蝕程度最嚴重，表征為100，與其他各侵蝕強度級別的預測模數修正中值分別進行等比計算，得到的權重指標見表1。理論上EI=0表征為無侵蝕，但實際上這種情況并不存在，因此對于微度侵蝕的權重指標做了保留，這與李智廣［1］、梁音［2］等人對土壤侵蝕模數權重指標的計算方法有所不同。

表1 土壤侵蝕模數修正中值及權重指標

1.3 數據來源

計算EI需要的原始數據來源于遼寧省2000和2005年土壤侵蝕遙感數據。

2 結果與討論

2.1 市級尺度EI值的空間分布

應用方程(1)對遼寧省14個市的EI值逐一進行計算，得到各市的EI值及其增量見表2。由于采用的是統一的標準與方法，其計算結果具有很強的可比性。通過對比分析每個市的土壤侵蝕綜合指數EI值，從而認識、了解市級尺度的土壤侵蝕空間分布規律。

表2 遼寧省各市土壤侵蝕綜合指數EI值

如表2所示，2000年各市的EI值由大到小排序依次為朝陽、葫蘆島、營口、鞍山、大連、阜新、丹東、錦州、撫順、鐵嶺、本溪、沈陽、遼陽、盤錦，其中朝陽市最大，盤錦市最小，2市相差9.89個指數點，說明2000年朝陽市的土壤侵蝕最為嚴重，盤錦市最輕。如果以遼寧省的平均EI值4.78作為衡量標準，則朝陽、葫蘆島、營口、鞍山、大連、阜新6個市的土壤侵蝕均高于全省的平均值，其他8個市的土壤侵蝕低于全省的平均值。

2005 年各市的EI值由大到小排序依次為朝陽、葫蘆島、鞍山、營口、阜新、大連、錦州、丹東、本溪、撫順、遼陽、鐵嶺、沈陽、盤錦(表2)，其中朝陽市最大，盤錦市最小，2市相差8.09個指數點，說明2005年朝陽市的土壤侵蝕最為嚴重，盤錦市最輕。如果以遼寧省的平均EI值4.33作為衡量標準，則朝陽、葫蘆島、鞍山、營口、阜新、大連6個市的土壤侵蝕均高于全省的平均值，其余8個市的土壤侵蝕低于全省的平均值。

由此看出，朝陽、葫蘆島、鞍山、營口、阜新、大連6個市的土壤侵蝕在5年的變化中，仍然高于全省的平均值，其中朝陽市仍然是全省土壤侵蝕最嚴重的地區，而盤錦市是全省土壤侵蝕最輕的地區。

利用ArcVIEW軟件，以遼寧省各市行政區劃圖為底圖，添加EI值屬性并賦值，通過對EI值分類分級并進行空間分析，可得到遼寧省各市區EI值分類分級圖(圖1、圖2)。從圖1、圖2可知，遼寧省土壤侵蝕程度在空間分布上以遼東和遼北地區相對較弱，其次為遼南，遼西最為嚴重，表現出由東北向西南侵蝕程度逐漸加劇的趨勢。這種土壤侵蝕的分布特點主要是因為遼東的自然條件較遼西要好，降水充足、植被蓋度高。

2.2 市級尺度EI值的時間變化趨勢

(1)2000—2005年的5年間，遼寧省的EI值減少了0.45個指數單位(表2)，說明該階段全省的土壤侵蝕總體呈減緩趨勢;有9個市的EI值下降，5個市的EI值上升，其中營口市的EI值降幅最大，鐵嶺市和錦州市的EI值變化很小，盤錦市的EI值增幅最大。

(2)有9個市的EI值均有不同程度的下降，包括營口、葫蘆島、朝陽、大連、鞍山、丹東、沈陽、阜新和鐵嶺市。EI值減少幅度在0.5個指數單位以上的有營口、葫蘆島、朝陽、大連、鞍山和丹東市，而鐵嶺市的減幅很小，僅為0.05個指數單位，說明鐵嶺市在這5年間土壤侵蝕程度沒有大的改善。

(3)有5個市的EI值均有不同程度的上升，包括盤錦、遼陽、本溪、撫順和錦州市。EI值增加幅度在0.5個指數單位以上的有盤錦市和遼陽市，說明這2個市在這5年間土壤侵蝕程度在加劇;而錦州市的增幅很小，僅為0.03，說明該市在這5年間土壤侵蝕程度沒有大的變化。

3 結語

(1)根據多項式方程的模擬推算，北方土石山區和東北黑土區的劇烈級別侵蝕的預測模數中值可采用18 490 t/(km2·a)。

(2)2000—2005年的5年間，遼寧省的EI值減少了0.45個指數單位，說明該時段全省的土壤侵蝕總體呈降低趨勢。

(3)從空間分布上看，遼寧省的土壤侵蝕程度以遼東和遼北地區相對較弱，其次為遼南，遼西最為嚴重，表現出由東北向西南侵蝕程度逐漸加劇的趨勢。其中朝陽、葫蘆島、鞍山、營口、阜新、大連6個市的土壤侵蝕均高于全省的平均值，其余8個市則低于全省的平均值;以朝陽市的土壤侵蝕最為嚴重，盤錦市侵蝕最輕。

(4)從時間變化趨勢看，2000—2005年的5年間，遼寧省的土壤侵蝕總體上呈減弱趨勢，有9個市的EI值下降、5個市的EI值上升。其中:營口市和葫蘆島市的減幅最大，說明這2個市在這5年間水土流失防治效果比較顯著，土壤侵蝕得到了很明顯的遏制;盤錦市和遼陽市的EI值增幅最大，說明這2個市在這5年間土壤侵蝕程度在加重，如果不進行有效的治理，在未來的幾年中將有加劇的趨勢。

［1］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 －43.

［2］梁音，楊軒，蘇春麗，等.基于EI的南方紅壤區土壤侵蝕縣域差異與趨勢分析［J］.土壤學報，2009，46(1):24 －29.

［3］SL 190—2007，土壤侵蝕分類分級標準［S］.