榆林市土地利用格局及土壤侵蝕特征分析

王 倩

（長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710000）

0 引言

土地利用/土地覆蓋變化（LUCC）研究成為當前地理學研究的熱點問題之一［1-2］。對土地利用的研究主要集中在研究方法、模型、時空特征分析和土地利用變化的驅動機制等方面［3］。土壤侵蝕模型發展過程分為經驗統計模型、物理過程模型和基于地理信息系統的預報模型三個階段［4］。本研究將土地轉移方向和數量結合，挖掘更多的信息，也能滿足復雜性視角下土地利用格局的需求。

土壤侵蝕導致土地退化，降低土地生產力，嚴重影響區域生態環境和社會經濟發展［5］。土地利用和植被覆蓋是影響土壤侵蝕的重要因素，土地利用結構變化會影響土壤侵蝕強度［6］。陜西省榆林市地處黃土高原北部，是典型的生態脆弱區，因此本研究選擇榆林市為研究區，分析榆林市土地利用空間格局和土壤侵蝕的時空特征。探究不同土地利用類型與土壤侵蝕的關系，其結果可以為中小尺度區域土地利用空間格局的調整，有效防治水土流失，治理土壤侵蝕提供參考。

1 數據與方法

1.1 研究區概況

榆林市位于陜西省最北部，東臨黃河與山西相望，西連寧夏、甘肅，北與內蒙古相接，南到陜西省延安市。地勢由西向東傾斜，地貌分為風沙草灘區、黃土丘陵溝壑區和梁狀低山丘陵區三大類。

1.2 數據來源

土地利用數據來源于中國科學院資源環境科學與數據中心；降雨數據來源于中國氣象數據網；土壤屬性數據來源于國家地球系統科學數據中心；DEM數據來源于地理空間數據云。

1.3 研究方法

1.3.1 土地轉移矩陣。通過兩個不同時期土地覆被圖的疊加，研究不同時期各土地類型面積變化情況和轉移去向來源比率［7-8］。公式如式（1）。

式中：S為土地面積；n為土地利用的類型數；i、j分別為研究期初末的土地利用類型序號。

1.3.2 土壤侵蝕模型。本研究采用的土壤侵蝕模型是修正的通用土壤流失方程RUSLE模型［9］，計算公式如式（2）。

式中：A為土壤侵蝕模數；R為降雨侵蝕力因子；K為土壤可蝕性因子；LS為坡長坡度因子；C為地表植被覆蓋與管理因子；P為水土保持措施因子，其中L、S、C、P因子無量綱。

2 結果與分析

2.1 土地利用時空特征分析

研究區土地類型主要是草地和耕地，占全域面積的80%以上，草地主要分布在北部的風沙草灘區，耕地主要分布在定邊縣、靖邊縣和神木市等地。林地面積較少，主要分布在清澗縣和綏德縣。

由表1可知，2000—2010年草地和耕地變化最明顯，草地的轉入量最大，主要由耕地和未利用地轉入；耕地轉出量明顯大于轉入量，其中74%轉向了草地；林地由草地和耕地轉入。這是由于從2000年開始實施退耕還林、還草政策，耕地面積大幅轉移為草地和林地。建設用地轉入量占66%。

表1 2000—2010年榆林市土地利用轉移矩陣 單位：km2

由表2可知，2010—2018年土地利用類型中草地、建設用地變化最明顯。其中，草地減少480.32 km2，轉出為耕地、建設用地；建設用地的轉入量較大為760.83 km2，主要體現在城鎮化的迅速發展，城市向西南方向擴張；耕地的轉入和轉出大抵相當。

表2 2010—2018年榆林市土地利用轉移矩陣 單位：km2

由表3可知，2000—2018年榆林市土地利用類型均發生變化，其中草地的轉入量略小于轉出量，耕地的面積減少較多，占比為44.80%，主要轉出為草地、林地。建設用地面積增加932.26 km2，由草地、耕地和未利用地轉入。

表3 2000—2018年榆林市土地利用轉移矩陣 單位：km2

2.2 土壤侵蝕變化分析

2.2.1 土壤侵蝕強度變化。根據《土壤侵蝕分類分級標準》（SL 190—2007）的分級標準［10］，將土壤侵蝕強度分為6類，2010年土壤侵蝕強度減弱屬于中度侵蝕，之后侵蝕強度回彈，2000年和2018年均為強度侵蝕。由圖1可知，較高侵蝕強度的區域主要集中于榆林東南部，侵蝕強度較弱的區域集中于北部，其北部是風沙草灘區，地形平坦，南部是黃土高原的腹地，復雜的地形易形成土壤侵蝕。

圖1 2000—2018年榆林市土壤侵蝕分級

2000—2018年，中度、輕度侵蝕所占面積比例最大，2000—2010年，極強烈和劇烈侵蝕面積急劇下降，同時輕度、中度和強烈侵蝕的面積增加。2010—2018年土壤侵蝕與前一時段相反，2018年中度侵蝕減幅最大為12.03%。

2.2.2 土壤侵蝕強度在不同土地利用類型的變化。由表4可知，2000—2010年，耕地、林地和草地的極強烈和劇烈侵蝕都明顯減少，林地的極強烈侵蝕減幅最大，面積占比由27.03%降為8.73%，劇烈侵蝕由9.40%減少為1.34%。其次為耕地，中度侵蝕面積大幅增加，其余侵蝕變化較小。未利用地強烈、極強烈和劇烈侵蝕面積占比增加。2010—2018年4種土地利用類型極強烈侵蝕模數和面積占比均增加，劇烈侵蝕面積占比均增加。

表4 2000—2018年榆林市不同土地利用類型的土壤侵蝕特征 續表

表4 2000—2018年榆林市不同土地利用類型的土壤侵蝕特征

3 結論

①榆林市主要土地利用類型為草地和耕地，面積在不同時期均占榆林市總面積的80%以上。土地利用變化較為明顯，其中變化較大的是建設用地、耕地和未利用地。

②從土地利用的活躍度看，土地利用變化對建設用地的影響最大，其次是林地、水域、耕地、草地，未利用地最小，反映出各土地利用類型在時段和程度上受人類活動的影響存在差異。

③2000—2018年中度侵蝕的面積最大，其次為輕度侵蝕，2018年極強烈和劇烈侵蝕面積占比均增加。土地利用分類下的土壤侵蝕為：2000—2018年以草地和耕地的中度侵蝕為主；林地2000、2018年以極強烈侵蝕為主，2010年以中度侵蝕為主；未利用地侵蝕強度有增強趨勢。