基于GIS/RS的災(zāi)區(qū)土壤保持功能恢復(fù)效應(yīng)評價(jià)

劉桐愷, 陳元哲, 董天翔

(1.南京信息工程大學(xué) 應(yīng)用氣象學(xué)院, 南京 210044; 2.廣東省郁南縣氣象局, 廣東 郁南 527199)

土壤保持在維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全中具有重要作用，土壤侵蝕可導(dǎo)致土壤和養(yǎng)分的流失、土地貧瘠、土層變薄、宜耕地減少等問題。將GIS和RS技術(shù)與RUSLE相結(jié)合，對實(shí)現(xiàn)災(zāi)區(qū)土壤保持功能效應(yīng)評價(jià)具有重要意義。2008年“5·12”汶川地震，引發(fā)了嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)系統(tǒng)損毀，加劇了土壤侵蝕，增加了山洪暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，對災(zāi)區(qū)居民生命財(cái)產(chǎn)安全、生態(tài)安全帶來巨大威脅，因而進(jìn)行地震災(zāi)區(qū)土壤保持恢復(fù)效應(yīng)評價(jià)，掌握災(zāi)區(qū)土壤保持功能的恢復(fù)效果及變化趨勢，是災(zāi)區(qū)環(huán)境保護(hù)和有關(guān)決策部門迫切需要掌握的重要信息。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對流域土壤侵蝕量的研究層出不窮，從最初的定性評價(jià)向著定量化計(jì)算推進(jìn)。其中，將“3S”技術(shù)與USLE結(jié)合對流域土壤侵蝕量的定量化評估是現(xiàn)階段研究的焦點(diǎn)。在國外，自美國農(nóng)業(yè)部282號(hào)和537號(hào)農(nóng)業(yè)手冊于1965年和1978年先后刊出由Wischmeier和Smith[1-2]提出的通用水土流失方程(USLE)，其后的定量化研究大多基于上述方程，經(jīng)后人改進(jìn)，豐富了各因子的實(shí)際意義，形成了RUSLE版本[3]。在我國，研究者以通用水土流失方程為基本形式，根據(jù)氣候、土壤等具體情況進(jìn)行相應(yīng)的修正，建立了適合于我國的土壤流失方程，如劉元寶等[4]參照美國USLE建立了中國土壤流失方程(chinese soil equation, CSLE)。目前，國內(nèi)學(xué)者主要將通用水土流失方程應(yīng)用在流域[5]，而對受地質(zhì)災(zāi)害影響導(dǎo)致土壤侵蝕極為嚴(yán)重的災(zāi)區(qū)的研究尚為少見。

本文基于修訂的通用水土流失方程(RUSLE)，結(jié)合GIS和RS技術(shù)，選擇四川省極重災(zāi)區(qū)為研究區(qū)，以ArcGIS軟件作為平臺(tái)，遙感數(shù)據(jù)Landsat5 TM為主要數(shù)據(jù)源，DEM等其他數(shù)據(jù)為輔助數(shù)據(jù)源，建立災(zāi)區(qū)土壤保持功能評估模型，定量化評價(jià)災(zāi)區(qū)2007年、2009年、2011年地震前后3個(gè)時(shí)段的土壤侵蝕情況，揭示地震災(zāi)區(qū)土壤保持功能恢復(fù)效果和變化趨勢，為制定災(zāi)區(qū)生態(tài)重建和生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃提供參考。

1 研究區(qū)概況

本文的研究區(qū)是“5·12”汶川大地震中的汶川縣、北川縣等10個(gè)極重受災(zāi)區(qū)域，經(jīng)緯度范圍為東經(jīng)102°51′46″—105°37′12″，北緯30°48′8″—33°1′26″，總面積25 802 km2，其地形復(fù)雜，高低懸殊，西高東低的特點(diǎn)特別明顯，西部為高原、山地，海拔多在3 000 m以上，東部為盆地、丘陵，海拔多在500～2 000 m。其地域遼闊，土壤類型豐富，垂直分布明顯。平原，丘陵主要為水稻土、沖積土、紫色土等，是四川省農(nóng)作物主要產(chǎn)區(qū)，高原、山地依海拔高度分別分布不同土壤，大多數(shù)都有利于作物的生長，該土壤內(nèi)富含鉀、鈣、磷、鎂、錳、鐵等元素，土質(zhì)風(fēng)化度低，土壤發(fā)育淺，肥力高，是研究區(qū)分布面積最廣的土壤之一。氣候區(qū)域表現(xiàn)差異顯著，東部盆地大部年降水量900～1 200 mm，但在地域上，盆周多于盆底，盆西緣山地是降雨最多之地，為1 300～1 800 mm，次為盆東北和東南緣山地，為1 200～1 400 mm，盆中丘陵區(qū)降雨最少，為800～1 000 mm。在季節(jié)上，冬季降水最少，占全年總雨量的3%～5%，夏季降水最多，占全年總雨量的80%，冬干夏雨，雨熱同期。高原降雨少，年降水量大部為600～700 mm，6—9月為雨季，降雨占全年總雨量的70%～90%，11—4月為干季，各月降水量小于10 mm，西南山地降水地區(qū)差異大，干濕季節(jié)分明，大部分地區(qū)年降水800～1 200 mm，木里以北與川西北高原接壤，年降水小于800 mm，安寧河?xùn)|側(cè)與東部盆地相當(dāng)，年降水1 000 mm左右。雨季(6—9月)降水占全年總降水量的85%～90%，氣象災(zāi)害種類多，發(fā)生頻率高，范圍大，是汶川地震中受災(zāi)最為嚴(yán)重的幾個(gè)區(qū)域，可以看出具有研究的代表性。

2 數(shù)據(jù)獲取與遙感專題信息提取

根據(jù)研究的實(shí)際情況和需要，本次建模所用數(shù)據(jù)源分為兩類：遙感數(shù)據(jù)源與非遙感數(shù)據(jù)源。遙感數(shù)據(jù)源選用2007年、2009年和2011年美國陸地衛(wèi)星Landsat5 TM影像，非遙感數(shù)據(jù)源主要包括研究區(qū)不同年份土壤類型分布數(shù)據(jù)、DEM(數(shù)字高程模型)數(shù)據(jù)、四川省1∶50 000行政區(qū)劃圖以及氣象站降雨信息數(shù)據(jù)，其中DEM為ASTER-GDEM 30 m數(shù)據(jù)。

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

Landsat5 TM衛(wèi)星是美國于1984年3月發(fā)射的光學(xué)對地觀測衛(wèi)星。它所獲得的圖像是迄今為止在全球應(yīng)用最為廣泛，成效最為顯著的地球資源衛(wèi)星遙感信息源，同時(shí)它也是目前在軌運(yùn)行時(shí)間最長的光學(xué)遙感衛(wèi)星。它的軌道高度為705 km，軌道傾角為98.2°，運(yùn)行周期為98.9 min，刈幅寬度為185 km，重訪周期為16 d。本文主要以Landsat5 TM數(shù)據(jù)為遙感影像數(shù)據(jù)源，由于研究區(qū)范圍比較大，故每個(gè)年份都需要6景影像才能完全覆蓋整個(gè)研究區(qū)域，各時(shí)段具體數(shù)據(jù)信息見表1。

表1 遙感影像統(tǒng)計(jì)詳情

注：數(shù)據(jù)申請來源于地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。

2.2 非遙感數(shù)據(jù)源

為了與Landsat5-TM保證具有一致的空間分辨率，本文選用的DEM數(shù)據(jù)為利用ASTER生產(chǎn)的30 m GDEM數(shù)據(jù)第二版本產(chǎn)品，該版本產(chǎn)品相比第一版本精度得到了顯著提高[6]。ASTER GDEM數(shù)據(jù)是世界上迄今為止可為用戶提供的最完整的全球數(shù)字高程數(shù)據(jù)，它填補(bǔ)了航天飛機(jī)測繪數(shù)據(jù)中的許多空白，為各學(xué)科、領(lǐng)域的用戶和研究人員提供了需要的高程和地形信息，這些信息對整個(gè)地球科學(xué)都具有很大價(jià)值。該數(shù)據(jù)可免費(fèi)在地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)下載，本文中對GDEM數(shù)據(jù)的處理主要包括影像拼接和數(shù)據(jù)裁剪，2007年災(zāi)區(qū)DEM數(shù)據(jù)如圖1所示。本文中另一主要非遙感數(shù)據(jù)源為中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http:∥cdc.cma.gov.cn)提供的降雨量月值數(shù)據(jù)和各氣象站的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，時(shí)間范圍為2007年、2009年和2011年各個(gè)月份，為了獲取與遙感數(shù)據(jù)相匹配的柵格化數(shù)據(jù)，本文采用GIS空間插值方法，根據(jù)氣象站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，通過對離散的氣息數(shù)據(jù)進(jìn)行克里金插值，獲得空間上連續(xù)并且像元大小與遙感影像一致、投影相同的氣象柵格圖。

圖1 災(zāi)區(qū)DEM數(shù)據(jù)

2.3 遙感數(shù)據(jù)處理與信息提取

文中對3個(gè)年份遙感數(shù)據(jù)的處理過程主要包括遙感影像輻射校正、幾何校正、裁切、鑲嵌、專題信息提取等[7-8]，其中專題信息提取過程中，鑒于本文的研究目的，需要建立研究區(qū)土地利用分類體系，參考國家頒布的“土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)”[9]，考慮到研究區(qū)實(shí)際情況，制定喬木、園地、建設(shè)用地、未利用地、水體、灌叢、耕地和草地8個(gè)類別的土地利用分類體系。

上述土地利用分類體系，主要借助Google Earth上的高分辨率衛(wèi)星影像，在TM影像上建立訓(xùn)練樣區(qū)，綜合考慮分類時(shí)間和分類精度等因素，每類地物均在影像上均勻選取50個(gè)感興趣區(qū)，運(yùn)用最大似然分析算法進(jìn)行監(jiān)督分類，最后對分類后的結(jié)果進(jìn)行后處理和精度評定，詳細(xì)的專題信息提取方法和精度驗(yàn)證可參考文獻(xiàn)[10]，本文得到3個(gè)年份的土地利用分類總體精度分別為77.34%，82.59%，83.61%，其精度符合模型設(shè)計(jì)要求，圖2分別為不同年份分類結(jié)果圖。

圖2 研究區(qū)不同年份土地利用分類

3 空間數(shù)據(jù)建模與分析

3.1 土壤保持功能評估總體技術(shù)路線

土壤保持功能效應(yīng)恢復(fù)評估建模由降雨侵蝕力因子R值、土壤可蝕性因子K值、植被覆蓋因子C值、土壤保持措施因子P值、坡度坡長因子LS值5大影響因素構(gòu)成。借鑒國內(nèi)外土壤侵蝕定量評估理論，建立各個(gè)因素的定量評估模型，將所有空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一到WGS_1984_UTM_Zone_48N空間參考坐標(biāo)下，統(tǒng)一柵格像元大小為100 m。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合修訂的通用水土流失方程(RUSLE)，利用ArcGIS空間分析工具，得到地震前后3個(gè)時(shí)段災(zāi)區(qū)土壤侵蝕情況，進(jìn)而進(jìn)行對比分析土壤保持功能恢復(fù)效果和變化趨勢。

3.2 土壤保持功能指標(biāo)分析

3.2.1 降雨侵蝕力因子 降雨侵蝕力是降雨引起土壤侵蝕的潛在表現(xiàn)，它與降雨量、降雨時(shí)長、降雨強(qiáng)度、降雨動(dòng)能、雨滴大小、瞬時(shí)雨率等有關(guān)，年降雨侵蝕因子(R)的計(jì)算方法很多[11-13]，但尚無通用的計(jì)算方法，一般將計(jì)算EI得到的降雨侵蝕力稱為經(jīng)典方法，經(jīng)典算法需降雨過程資料，工作難度大，且資料難以獲取。因而，多采用其他資料代替降雨動(dòng)能計(jì)算降雨侵蝕力，這種方法稱為簡易算法。本文根據(jù)災(zāi)區(qū)實(shí)際情況選擇劉秉政[12]的簡易計(jì)算公式：

(1)

式中：R為降雨侵蝕力因子[(MJ·mm)/(hm2·h·a)]；P6-9為年6—9月降雨量之和(mm)；Pre為年雨量(mm)。

獲得不同年份氣象站點(diǎn)降雨數(shù)據(jù)后，按照圖4建立降雨侵蝕力評估模型，圖3為3個(gè)時(shí)段災(zāi)區(qū)降雨侵蝕力因子空間分布圖。

圖3 研究區(qū)不同年份降雨侵蝕力因子分布

3.2.2 土壤可蝕性因子 土壤可蝕性因子(K)值的大小表示土壤對侵蝕的敏感性及降水所產(chǎn)生的徑流量與徑流速率的大小，反映土壤對侵蝕外營力(降雨、徑流、地形、地表植被和人為活動(dòng))剝蝕和搬運(yùn)的敏感性，是影響土壤流失量的內(nèi)在因素[14]，土壤結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量和土壤剖面滲透性的影響[15]，尤其與土壤機(jī)械組成和土壤有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)性較高[16-17]，影響K因子的有多方面，但一般說來，質(zhì)地越粗或越細(xì)的土壤有較低K值，而質(zhì)地適中的反而有較高的K值。估算K值的方法很多，通常根據(jù)實(shí)測的E值，應(yīng)用通用水土流失方程反推獲取K值,但獲取大面積的實(shí)測E值是不可能的，本文K值采用Shirazi等[18]在EPIC(erosion productivityimpact calculator)模型中的計(jì)算公式：

(2)

式中：K為土壤可蝕性因子[(t·hm2·h)/(MJ·mm·hm2)]；SAN為砂粒含量(%)；SIL為粉粒含量(%)；CLA為黏粒含量(%)；C′為有機(jī)碳含量(%)；SN1=1-SAN/100。圖4為3個(gè)時(shí)段災(zāi)區(qū)土壤可蝕性因子空間分布圖。

3.2.3 植被覆蓋因子 植被覆蓋因子(C)值反映的是所有覆蓋和管理變量對土壤侵蝕的綜合作用，研究表明，C因子要受到諸如植被、作物種植順序、生產(chǎn)力水平、生長季長短、栽培措施、作物殘余管理、降雨時(shí)間分布等眾多因素控制。C因子作為度量土壤侵蝕量的一個(gè)重要參數(shù)，其值介于0～1之間?；緵]有土壤侵蝕危險(xiǎn)的地區(qū)被賦予0，1值被賦予給那些很容易受到侵蝕的地區(qū)，歸一化植被指數(shù)(NDVI)是估算C因子最普遍的數(shù)據(jù)，國內(nèi)外不少研究者建立了植被指數(shù)和C的關(guān)系式[18-19]，本文采用Jong[20]在1994年得出的由NDVI計(jì)算USLE-C的公式(不包括水體和建筑用地等非植被區(qū)域)：

(3)

式中：C為地表植被覆蓋因子(無量綱)；α和β是決定NDVI-C關(guān)系曲線的參數(shù)，由于建筑用地等的土壤侵蝕強(qiáng)度很小，因而將其C值賦0。

圖5為3個(gè)時(shí)段災(zāi)區(qū)植被覆蓋因子空間分布圖。

圖4 研究區(qū)不同年份土壤侵蝕力因子分布

圖5 研究區(qū)不同年份植被覆蓋因子分布

3.2.4 土壤保持措施因子 土壤保持措施因子(P)值是指特定水土保持措施的土壤流失量與相應(yīng)未實(shí)施保持措施的順坡耕作地塊的土壤流失量之比值，通常的侵蝕控制措施有：等高耕作、修梯田等。措施好的P值小，反之P值大，P值介于0～1之間。0值代表根本不發(fā)生侵蝕的地區(qū)，而1值代表了未采取任何控制措施的地區(qū),參照有關(guān)研究結(jié)果[21-23]，本文中P值按照不同土地利用類型賦值，其中非耕地區(qū)域認(rèn)為是未采取任何土壤保持措施賦值為1，對于耕地，通常坡度越大，土壤保持作用越突出，因此耕地依據(jù)表2按照坡度范圍賦值。

表2 不同坡度范圍耕地的P值

按照技術(shù)流程，建模過程將耕地區(qū)域與非耕地區(qū)域區(qū)分開，分別按照不同的形式賦值，最后再將二者合并得出整個(gè)研究區(qū)域的土壤保持措施因子空間分布(圖6)。

圖6 研究區(qū)不同年份土壤保持措施因子分布

3.2.5 坡度坡長因子 坡度因子S是指在其他條件相同的情況下，任意坡度下的單位面積土壤流失量與標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)坡度下單位面積土壤流失量之比。美國通用土壤流失方程中的坡度因子S計(jì)算關(guān)系式，是以3%～18%緩坡條件下天然徑流小觀測資料而建立的[24]。通用土壤流失方程允許計(jì)算的最大坡度為18%(約10°)，考慮到研究區(qū)的坡度情況，本文S值采取Liu等[25]的坡度因子計(jì)算公式：

(4)

式中：S為坡度因子；θ表示坡度角。

坡長因子L是指在其他條件相同的情況下，任意坡長的單位面積土壤流失量與標(biāo)準(zhǔn)坡長單位面積土壤流失量之比[26]，通過下式從DEM中提取。

L=(λ/22.13)m

(5)

式中：L為坡長因子；λ為水平坡長(m)，22.13是標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)坡長(m)。由于地震對于研究區(qū)的整體DEM影響并不大再加上數(shù)據(jù)更新的限制，本文中坡度坡長因子均使用震前坡度坡長因子，計(jì)算結(jié)果如圖7所示。

圖7 研究區(qū)不同年份坡度坡長因子分布

3.3 災(zāi)區(qū)土壤保持功能評估模型總體構(gòu)建

在建立以上各個(gè)因子的子模型后，通過評價(jià)地震前后災(zāi)區(qū)平均侵蝕模數(shù)的變化反映土壤保持生態(tài)功能恢復(fù)效應(yīng)。根據(jù)修訂的通用土壤流失方程(RUSLE)[3]，土壤平均侵蝕模數(shù)的計(jì)算公式如下：

A=R×K×LS×C×P

(6)

式中：R為降水侵蝕指標(biāo)[(MJ·mm)/(hm2·h·a)]；K為土壤可蝕性因子[(t·h)/(MJ·mm)]；LS為坡度坡長因子(無量綱)；C為地表植被覆蓋因子(無量綱)；P為土壤保持措施因子(無量綱)。

按照上述原理與公式，在ArcGIS中運(yùn)用空間建模工具模塊，構(gòu)建災(zāi)區(qū)土壤保持功能評估總體模型，并將各年份數(shù)據(jù)分別置于模型中，獲取研究區(qū)土壤平均侵蝕模數(shù)，對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，總面積2.58萬km2的研究區(qū)內(nèi)，2007年區(qū)域土壤侵蝕模數(shù)平均為3 389.57 t/(hm2·a)，年侵蝕總量為8.75×107t，2009年土壤侵蝕模數(shù)平均為5 580.60 t/(hm2·a)，年侵蝕總量為1.44億t,增加了64.64%，2011年土壤侵蝕模數(shù)平均為4 236.97 t/(hm2·a)，年侵蝕總量為1.09億t，相比2008年減少了24.08%，土壤保持功能有所恢復(fù)。參考中國土壤侵蝕強(qiáng)度分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[27],按以下規(guī)則進(jìn)行土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)劃分：Ⅰ級(jí)微度侵蝕平均侵蝕模數(shù)小于2 t/(hm2·a)；Ⅱ級(jí)輕度侵蝕平均侵蝕模數(shù)2～25 t/(hm2·a)；Ⅲ級(jí)中度侵蝕平均侵蝕模數(shù)25～50 t/(hm2·a)；Ⅳ級(jí)強(qiáng)度侵蝕平均侵蝕模數(shù)50～80 t/(hm2·a)；Ⅴ級(jí)極強(qiáng)度侵蝕平均侵蝕模數(shù)80～150 t/(hm2·a)；Ⅵ級(jí)劇烈侵蝕平均侵蝕模數(shù)大于150 t/(hm2·a)。對災(zāi)區(qū)不同年份平均土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行分級(jí)(圖8)并統(tǒng)計(jì)各等級(jí)侵蝕面積與侵蝕模數(shù)(表3)。

從土壤侵蝕面積來看，2007—2009年的破壞期，由于地震的影響導(dǎo)致微度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕、劇烈侵蝕所占面積比例在增加，增幅分別為33.25%，74.93%，277.87%，中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕面積所占比例分別減少了6.23%，14.76%，面積分別減少了378 607，85 855 hm2，而從2009—2011年的恢復(fù)期，微度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕、劇烈侵蝕的面積所占比例有所減少，分別減少9.96%，2.79%，7.75%，減少了255 650，71 551，198 899 hm2，相比較破壞期，中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕所占面積有所增加，分別增加了1.57倍和0.73倍。可見，2007—2009年災(zāi)區(qū)土壤侵蝕從侵蝕范圍上呈現(xiàn)中度侵蝕、強(qiáng)度侵蝕向微度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕和劇烈侵蝕轉(zhuǎn)移的跡象，地震導(dǎo)致災(zāi)區(qū)土壤侵蝕加劇，土壤保持功能遭到削弱，而恢復(fù)期則由微度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕、劇烈侵蝕向中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕轉(zhuǎn)移，土壤保持功能得到一定程度的恢復(fù)。

圖8 研究區(qū)不同年份土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)

侵蝕等級(jí)2007年侵蝕面積比例侵蝕模數(shù)比例2009年侵蝕面積比例侵蝕模數(shù)比例2011年侵蝕面積比例侵蝕模數(shù)比例微度侵蝕27.190.1836.230.1826.270.13輕度侵蝕26.7910.4120.563.6021.516.49中度侵蝕23.3624.108.605.5522.1018.56強(qiáng)度侵蝕11.6820.858.349.4214.3920.72極強(qiáng)度侵蝕7.5022.7213.1225.5510.3325.09劇烈侵蝕3.4821.7413.1555.705.4029.01

從土壤侵蝕模數(shù)上來看(圖9)，從2007—2009年，地震導(dǎo)致極強(qiáng)度侵蝕和劇烈侵蝕的侵蝕模數(shù)發(fā)生急劇增加，中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕侵蝕量在減少，而與破壞期相反的是從2009—2011年，中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕的侵蝕模數(shù)有所增加，極強(qiáng)度侵蝕和劇烈侵蝕的侵蝕量在減少，這說明地震過后兩年災(zāi)區(qū)土壤保持功能得到恢復(fù)。

圖9 地震前后不同年份不同侵蝕強(qiáng)度土壤侵蝕模數(shù)

圖10為研究區(qū)不同區(qū)域的土壤保持功能恢復(fù)圖，可以明顯看出“5·12”大地震的第一震中汶川縣和第二震中北川縣二者土壤侵蝕跳躍比較厲害，并且相對來說恢復(fù)的速度也不如其他地方，這說明，離地震中心越近的地方，土壤保持功能受到的削弱程度越大，其恢復(fù)能力也越差，因而，建議在進(jìn)行災(zāi)后重建的工作中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)對震中及其周邊地區(qū)的改善。

圖10 研究區(qū)不同區(qū)域土壤保持功能恢復(fù)圖

4 結(jié) 論

(1) 災(zāi)區(qū)2007年土壤侵蝕模數(shù)平均為3 389.57 t/(hm2·a)，年侵蝕總量為8.75×107t，2009年土壤侵蝕模數(shù)平均為5 580.60 t/(hm2·a)，年侵蝕總量為1.44億t,增加了64.64%，2011年土壤侵蝕模數(shù)平均為4 236.97 t/(hm2·a)，年侵蝕總量為1.09億t，相比2009年減少了24.08%，土壤保持功能有所恢復(fù)。

(2) 從土壤侵蝕面積和土壤侵蝕模數(shù)兩個(gè)角度來看，2007—2009年災(zāi)區(qū)土壤侵蝕呈現(xiàn)中度侵蝕、強(qiáng)度侵蝕向微度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕和劇烈侵蝕轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，地震導(dǎo)致災(zāi)區(qū)土壤侵蝕加劇，土壤保持功能遭到削弱，而恢復(fù)期則由微度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕、劇烈侵蝕向中度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕轉(zhuǎn)移，土壤保持功能得到一定程度的恢復(fù)。

(3) 離地震中心越近的地方，土壤保持功能受到的削弱程度越大，其恢復(fù)能力也越差，因而，有關(guān)部門在進(jìn)行災(zāi)后重建的工作中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)對震中及其周邊地區(qū)的改善。

本文基于GIS和RS技術(shù)，結(jié)合遙感、降雨等實(shí)測數(shù)據(jù)，對由地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)土壤侵蝕極為嚴(yán)重的災(zāi)區(qū)進(jìn)行了創(chuàng)新性研究，對比地震前后3個(gè)階段，從理論層面估算了研究區(qū)土壤保持功能恢復(fù)狀況，揭示了研究區(qū)災(zāi)后土壤保持功能恢復(fù)情況和變化趨勢，為相關(guān)部門制定災(zāi)區(qū)生態(tài)重建和生態(tài)恢復(fù)規(guī)劃提供參考，具有重要意義。