廣東省順德區(qū)土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化分析

岑 穎，姚成平，張曉遠(yuǎn)

（廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510635）

順德區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)處于高速發(fā)展階段，全區(qū)土壤侵蝕情況發(fā)展變化快，新的情況不斷出現(xiàn)，造成水土流失的原因可分為自然因素和人為因素，影響水土流失的自然因素有氣候、地形、地質(zhì)、土壤、植被及人為活動(dòng)等[1]。目前，全省土壤侵蝕調(diào)查用的是2010年左右的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，距今已經(jīng)超過8年，所取得的調(diào)查的資料已不能反映現(xiàn)在的情況，尤其是影響大、危害嚴(yán)重、變化快的人為侵蝕問題。為使全區(qū)的水土保持工作能夠有效的開展，本文對比2006年～2018年順德區(qū)歷次土壤侵蝕調(diào)查成果，通過通用土壤流失方程來分析順德區(qū)水土流失現(xiàn)狀及土壤侵蝕分布狀況。

1 土壤侵蝕調(diào)查情況

順德區(qū)自2006年以來，進(jìn)行了三次水土流失普查工作。

第一次為2007年6月廣東省水利廳和中山大學(xué)調(diào)查發(fā)布的《2006年廣東省土壤侵蝕遙感調(diào)查項(xiàng)目報(bào)告》，調(diào)查結(jié)果為:順德區(qū)土壤侵蝕總面積為48.15 km2，其中，自然侵蝕面積0.03 km2，人為侵蝕面積48.11 km2，侵蝕面積占行政區(qū)總面積的5.97%，總體上土壤侵蝕比例不高，在全省各縣區(qū)中處于較低的水平。

第二次是2010年～2012年的廣東省水利普查工作，由水利廳牽頭各地市水務(wù)局負(fù)責(zé)，統(tǒng)計(jì)出全區(qū)水土流失總土壤侵蝕總面積為0.86 km2，占國土總面積的0.11%，本次普查水土流失普查數(shù)據(jù)未精確到圖斑，也未按侵蝕類型劃分。

第三次是2013年8月廣東省水利廳和珠江水利科學(xué)研究院調(diào)查發(fā)布的《廣東省第四次水土流失遙感普查成果報(bào)告》，普查結(jié)果為:順德區(qū)土壤侵蝕總面積為22.08 km2，其中，自然侵蝕面積9.19 km2，人為侵蝕面積12.89 km2，侵蝕面積占行政區(qū)總面積的2.74%，總體上土壤侵蝕比例不高，在全省各縣區(qū)處于較低的水平。遙感普查報(bào)告數(shù)據(jù)主要采用2010年遙感數(shù)據(jù)，距今已超8年時(shí)間，期間順德境內(nèi)水土流失特別是人為水土流失變化較大。

2 獲取土壤侵蝕現(xiàn)狀的技術(shù)手段

基于2013年全省水土流失遙感普查成果，采用通用土壤方程計(jì)算并結(jié)合衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)信息提取、目視解譯和野外實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證相結(jié)合的方法對順德全區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，具體技術(shù)路線如下[2]。

通過遙感圖像處理軟件ENVI5.3，從境內(nèi)的SPOT_6遙感影像中提取歸一化植被指數(shù)（NDVI），計(jì)算出地表覆蓋因子（C）；在ArcGIS中，利用所獲得的區(qū)域DEM中提取地形因子（LS）；利用順德區(qū)境內(nèi)及周邊雨量站測得的降雨數(shù)據(jù)計(jì)算出全區(qū)降雨侵蝕力（R）分布；利用全區(qū)2016年底國土二調(diào)數(shù)據(jù)計(jì)算出流域內(nèi)水土保持因子（P）。隨后，利用ArcGIS空間分析功能，采用土壤方程（USLE方程），將地表覆蓋因子（C）、地形因子（LS）與降水侵蝕力（R）因子、土壤可蝕性（K）及水土保持因子（P）等柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加運(yùn)算，生成順德區(qū)水土流失現(xiàn)狀圖（初步計(jì)算成果圖）。

通用土壤流失方程（USLE）為:

在此基礎(chǔ)上初步生成的侵蝕圖斑和侵蝕級別作為實(shí)地野外調(diào)查的重要參考，侵蝕類型的獲得需要通過目視解譯來完成，以減少解譯過程中人主觀因素的影響[3]。因此需對順德區(qū)全境內(nèi)得出的初步的全區(qū)土壤侵蝕圖斑進(jìn)行復(fù)核和驗(yàn)證，此外，為使結(jié)果更精確，和上次遙感調(diào)查進(jìn)行更全面對比，同時(shí)對2013年珠科院得出的侵蝕成果進(jìn)行典型復(fù)核，將兩者野外實(shí)地調(diào)查結(jié)果作為最終成果。

圖1 順德區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分布圖

圖2 順德區(qū)土壤侵蝕面積分布圖（單位:hm2）

3 土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化情況

將本次調(diào)查結(jié)果與歷次順德區(qū)境內(nèi)水土流失遙感普查成果報(bào)告對比，可了解區(qū)域土壤侵蝕的變化，為水土流失的治理提供參考。土壤侵蝕調(diào)查的分類系統(tǒng)大致相同，且除了2012年水利普查工作報(bào)告成果外，其余兩次調(diào)查報(bào)告均落實(shí)到圖斑，可以進(jìn)行類型和強(qiáng)度對比。

（1）土壤侵蝕對比分析

從土壤侵蝕的空間分布上來看，本次調(diào)查結(jié)果（圖1～圖2）和廣東省第四次水土流失遙感普查成果報(bào)告調(diào)查結(jié)果具有較好的一致性。

（2）侵蝕面積動(dòng)態(tài)變化

表1 全區(qū)土壤侵蝕面積變化 單位:km2

表1中2006年普查結(jié)果為2006年廣東省土壤侵蝕遙感調(diào)查項(xiàng)目報(bào)告成果，2012年普查成果為2012年水利普查結(jié)果，2013年普查結(jié)果為第四次水土流失遙感普查成果，對比對象均為順德片區(qū)。2012年水利普查中水土流失未按侵蝕類型劃分，且未落實(shí)到圖斑，文中僅對總侵蝕量作簡單對比。

從全區(qū)范圍來看來看，2006年土壤侵蝕的總面積為48.15 km2，2012年水利普查結(jié)果為0.86 km2，2013年遙感普查結(jié)果為22.08 km2，本次土壤侵蝕面積為18.44 km2，本次遙感普查報(bào)告與2006年、2013年遙感調(diào)查結(jié)果報(bào)告相比，侵蝕面積均有不同程度的減少。因2006年遙感調(diào)查報(bào)告年份較早，而十多年來，全區(qū)水土流失侵蝕類型、侵蝕面積均有較大變化；2012年水利普查得出的遙感調(diào)查數(shù)據(jù)沒有細(xì)分具體侵蝕類型，同時(shí)也沒落實(shí)到圖斑，對于市級行政區(qū)而言，精度不足，不能滿足市級水土保持規(guī)劃及治理的需要。因此可著重對比本次遙感普查與2013年第四次水土流失遙感普查成果報(bào)告中順德片區(qū)的數(shù)據(jù)。

從自然侵蝕來看，自然侵蝕總面積減少約4.84 km2，自然侵蝕中減少的面積主要是輕度、中度侵蝕面積，從本次調(diào)查結(jié)果來看，區(qū)內(nèi)已無強(qiáng)烈侵蝕面積。

對于人為侵蝕，從全區(qū)范圍來看人為侵蝕面積新增2.47 km2，由于近年來順德區(qū)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量等有所增加，人為侵蝕總體有加大趨勢。

4 土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化對比分析

4.1 人為侵蝕變化原因分析

與《廣東省第四次水土流失遙感普查成果》相比較，本次調(diào)查人為侵蝕面積增加約2.47 km2，出現(xiàn)這種情況的原因主要有以下幾方面:

1）近年來，順德區(qū)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，尤其是近兩年來房地產(chǎn)市場火爆，間接的促進(jìn)各類開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目大增，順德區(qū)加大市區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量眾多，人為侵蝕相比以前明顯增多，故而本次遙感調(diào)查得出的人為侵蝕較上次有所增加。

2）計(jì)算方法及采用的遙感影像與以往有所差別，2013年采取的遙感影像分辨率為10 m，本次采用的遙感影像空間分辨率為2.20 m；2013年水土流失遙感調(diào)查最終圖斑數(shù)量約120處，平均單個(gè)圖斑面積約184000 m2，本次計(jì)算后生成圖斑數(shù)量約399處，平均單個(gè)圖斑面積約49398 m2，相比2013年遙感調(diào)查成果，計(jì)算結(jié)果更加精細(xì)化，最小統(tǒng)計(jì)圖斑面積約5000 m2，因此本次調(diào)查成果較上次調(diào)查結(jié)果有所增長。

4.2 自然侵蝕變化原因分析

與2013年遙感普查相比較，本次調(diào)查自然侵蝕面積也有所減少，出現(xiàn)這種情況的原因主要有以下方面:

1）兩次調(diào)查所采用的技術(shù)手段有所差異引起的誤差。2013年土壤侵蝕調(diào)查是參照SL190-2007《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》，通過土地利用、坡度、植被三因子由計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算得到。本次調(diào)查主要利用通用土壤流失方程，對影響水土流失的各因子進(jìn)行計(jì)算，除2013年遙感調(diào)查考慮的土地利用、植被及坡度因子外，本次調(diào)查將降雨、坡長、土壤等與水土流失相關(guān)的因子也考慮進(jìn)去，在GIS軟件中通過計(jì)算機(jī)計(jì)算得到初步侵蝕圖斑，然后針對本次得到的圖斑及2013年侵蝕圖斑進(jìn)行典型野外調(diào)研，調(diào)研過程中對土壤侵蝕等級情況根據(jù)樹（草）根法、墓穴法等方法進(jìn)行現(xiàn)場判別，本次遙感調(diào)查計(jì)算土壤侵蝕時(shí)考慮因素更全面，調(diào)研對象范圍也更廣泛。

2）本次調(diào)查采取2.21 m空間分辨率的SPOT_6高精度遙感影像，而2013年土壤侵蝕調(diào)查是所采取的是10 m分辨率的ALOS遙感影像，本次調(diào)查的遙感數(shù)據(jù)精度要高，能識(shí)別和提取更為細(xì)小的侵蝕圖斑，也可導(dǎo)致本次調(diào)查的侵蝕面積有所減少。

3）近年來，順德區(qū)高度重視水土保持生態(tài)建設(shè)工作，在水土流失嚴(yán)重地區(qū)開展多項(xiàng)治理工作，有效減少水土流失的發(fā)生。

5 結(jié)語

本次調(diào)查成果表明順德區(qū)人為侵蝕面積較以往調(diào)查數(shù)據(jù)有所增加，主要是由于人為侵蝕造成的水土流失危害較大。在順德區(qū)水土保持治理中，建議以新《水土保持法》、水利部和省相關(guān)法律法規(guī)為準(zhǔn)繩，提高生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案編制率，落實(shí)水土保持各項(xiàng)措施，做好水土保持監(jiān)測工作，加強(qiáng)對各項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，特別是園區(qū)開發(fā)、采礦等對土壤侵蝕危害嚴(yán)重工程項(xiàng)目的水土保持監(jiān)督管理工作。針對人為侵蝕日益嚴(yán)重的情況，對人為侵蝕應(yīng)予以足夠的重視并加以深入研究，對其發(fā)生發(fā)展的過程、及其危害性和治理方法進(jìn)行深入地研究[4]。