基于USLE的沱江流域土壤侵蝕定量研究

曾敏

[摘 要] 沱江是長(zhǎng)江的重要支流，研究沱江流域土壤侵蝕狀況，對(duì)沱江流域生態(tài)保護(hù)和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展有重要意義。本文采用USLE模型，對(duì)沱江流域16個(gè)縣市區(qū)的土壤侵蝕量進(jìn)行估算。結(jié)果表明，沱江流域內(nèi)16個(gè)縣市區(qū)的土壤侵蝕狀況不容樂(lè)觀，位于龍泉山脈的簡(jiǎn)陽(yáng)市土壤侵蝕面積最大，位于龍門山脈的綿竹市土壤侵蝕量最大。

[關(guān)鍵詞] 土壤侵蝕;USLE模型;沱江流域

[中圖分類號(hào)] S157.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2020）10-110-2

水土流失是我國(guó)嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)害之一，同時(shí)也是世界關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來(lái)，隨著國(guó)土信息數(shù)字化與GIS技術(shù)的發(fā)展，使水土流失定量研究更加方便、快捷。我國(guó)從20世紀(jì)中期開(kāi)始進(jìn)行水土流失研究，并取得了有效的成果[1，2]。隨著對(duì)水土流失定量研究的深入，通用土壤流失方程（Universal Soil Loss Equation，USLE）和修正土壤流失方程（Revised Universal Soil Loss Equation，RUSLE）的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如劉璐璐等基于USLE對(duì)南北盤江流域進(jìn)行土壤侵蝕時(shí)空變化研究[3]，胡云華等在大小涼山地區(qū)應(yīng)用USLE模型定量研究了土壤侵蝕量[4]。以上研究均表明，USLE或RUSLE模型在地區(qū)土壤侵蝕定量研究方面具有適用范圍廣泛、運(yùn)算簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢(shì)，已得到廣泛應(yīng)用。目前，關(guān)于沱江流域土壤侵蝕狀況的研究尚未涉足。本文利用2018年沱江流域土地利用數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、土壤類型數(shù)據(jù)和2007—2017年降水?dāng)?shù)據(jù)，基于USLE模型，對(duì)沱江流域的16個(gè)縣市區(qū)土壤侵蝕量進(jìn)行估算，為沱江兩岸城鎮(zhèn)化建設(shè)提供參考。

1 研究區(qū)概況

沱江位于四川省中部，流經(jīng)德陽(yáng)市綿竹市、羅江縣、廣漢市、旌陽(yáng)區(qū)，成都市金堂縣、簡(jiǎn)陽(yáng)市，資陽(yáng)市雁江區(qū)，內(nèi)江市資中縣、東區(qū)、市中區(qū)，自貢市大安區(qū)、沿灘區(qū)、富順縣，瀘州市瀘縣、龍馬潭區(qū)、江陽(yáng)區(qū)16個(gè)縣區(qū)市，最后匯入長(zhǎng)江，是長(zhǎng)江的重要支流，地理坐標(biāo)范圍為28°52′N～31°42′N，103°54′E～105°40′E，河流面積15 916.23 km2。近年來(lái)，沱江流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化趨勢(shì)顯著，伴隨而來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，水土流失就是其中一個(gè)難題，不僅造成了生態(tài)系統(tǒng)被破壞，而且對(duì)流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了一定的限制作用。

2 研究方法

采用土壤流失方程來(lái)估算土壤侵蝕狀況，該模型形式簡(jiǎn)單，依據(jù)資料豐富，涉及區(qū)域廣，實(shí)用性較強(qiáng)，因此在世界范圍內(nèi)得到了推廣[3]。土壤流失方程如下：

A=R×L×S×K×C×P? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式（1）中，A為土壤侵蝕模數(shù)[t/（km2·a）]，R為降雨侵蝕力因子[MJ·mm/（hm2·h·a）]， L為坡長(zhǎng)因子（無(wú)量綱），S為坡度因子（無(wú)量綱），K為土壤可蝕性因子[t·hm2·h/（hm2·MJ·mm）]，C為地表覆蓋與管理因子（無(wú)量綱，0～1），P為水土保持措施因子（無(wú)量綱，0～1）。

3 研究結(jié)果與分析

研究結(jié)果表明，沱江流域16個(gè)縣區(qū)市平均土壤模數(shù)為1 006.82 t/（km2·a），達(dá)到輕度侵蝕級(jí)別，年土壤侵蝕量為2 553.82萬(wàn)t。其中，輕度侵蝕、中度侵蝕、強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕和劇烈侵蝕面積分別為8 027.77、518.97、280.40、96.43 km2和323.00 km2，輕度侵蝕面積占土壤水力侵蝕面積的86.82%，土壤水力侵蝕以輕度為主，且離沱江越近，侵蝕級(jí)別越高，土壤侵蝕總體形勢(shì)不容樂(lè)觀。

侵蝕嚴(yán)重地區(qū)主要分布在龍門山脈、龍泉山脈及富順縣瀘縣低山深丘地帶。龍泉山脈是四川省重要的水果生產(chǎn)基地，開(kāi)墾率超過(guò)50%，人為開(kāi)墾破壞了地表植被，導(dǎo)致侵蝕面積相對(duì)較大。雖然龍門山脈侵蝕面積少于龍泉山脈，但是通過(guò)野外調(diào)查及遙感影像目視解譯發(fā)現(xiàn)，龍門山脈受“5·12”汶川地震影響，強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈、劇烈侵蝕占比較大，因而土壤侵蝕總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于龍泉山脈。由于富順縣瀘縣低山深丘地帶地處丘陵，坡耕地占比大，流水侵蝕也較為嚴(yán)重。

綜合分析，沱江流域各縣市區(qū)土壤侵蝕都較為嚴(yán)重。其中，簡(jiǎn)陽(yáng)、資中、富順、雁江和綿竹5個(gè)縣市區(qū)土壤侵蝕面積分列沱江流域縣域土壤侵蝕面積的前5位，這5個(gè)縣市區(qū)的土壤侵蝕總面積占成都市土壤侵蝕面積的61.30%。簡(jiǎn)陽(yáng)市位于龍泉山脈，坡度坡長(zhǎng)因子大，且果園等種植業(yè)發(fā)達(dá)，人為開(kāi)墾破壞地表植被，土壤涵養(yǎng)水源的能力減弱，流水作用增強(qiáng)，因此侵蝕面積大;資中縣、富順縣是農(nóng)業(yè)大縣，丘陵起伏，坡耕地面積大，因此土壤侵蝕也較為嚴(yán)重;雁江區(qū)地形兩邊高、中間低，沱江支流匯聚于低洼處，流水作用是造成此地區(qū)土壤侵蝕的主要原因;綿竹市位于龍門山脈，下墊面條件較差，且受“5·12”汶川地震影響，侵蝕面積也較大。

4 結(jié)論

本文通過(guò)土壤流失方程，結(jié)合ArcGIS軟件分析功能，對(duì)沱江流域土壤侵蝕狀況做了估算，得到以下結(jié)論：①沱江流域16個(gè)縣區(qū)市平均土壤模數(shù)為1 006.82 t/（km2·a），達(dá)到輕度侵蝕級(jí)別，年土壤侵蝕量為2 553.82萬(wàn)t，輕度侵蝕面積占土壤水力侵蝕面積的86.82%，土壤水力侵蝕以輕度為主，土壤侵蝕總體形勢(shì)不容樂(lè)觀;②沱江流域土壤侵蝕主要分布在龍門山脈、龍泉山脈、瀘縣低山深丘區(qū)域，龍泉山脈侵蝕面積最大，龍門山脈侵蝕最嚴(yán)重;③綿竹市是土壤侵蝕最嚴(yán)重的縣級(jí)市，簡(jiǎn)陽(yáng)市是土壤侵蝕面積最大的縣級(jí)市，兩地應(yīng)加強(qiáng)水土保持措施的制定與實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]楊勤科，李銳，曹明明.區(qū)域土壤侵蝕定量研究的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2006（8）：849-856.

[2]張科利，彭文英，楊紅麗.中國(guó)土壤可蝕性值及其估算[J].土壤學(xué)報(bào)，2007（1）：7-13.

[3]劉璐璐，曹巍，賀添，等.南北盤江流域土壤侵蝕時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及影響因素分析[J].中國(guó)水土保持科學(xué)，2019（6）：69-77.

[4]胡云華，劉斌濤，宋春風(fēng)，等.基于USLE模型的大小涼山地區(qū)土壤侵蝕定量研究[J].水土保持通報(bào)，2016（4）：232-236.