榆阳区土壤侵蚀研究

王翠丽，曹明明

(西北大学 城市与环境学院，陕西 西安710127)

土壤侵蚀是当今人类面临的一种最普遍、持续性最强的地质灾害，每年因土壤侵蚀造成的经济损失较诸如滑坡、泥石流、地震等地质灾害更大，土壤侵蚀已成为我国乃至全球的重大环境问题之一［1］。土壤侵蚀是世界上的主要灾害之一，是土地退化、河道和湖泊淤积的根本原因。全球83%的土地退化是由土壤侵蚀引起的［2］。就土壤侵蚀与植被的关系而言，一般认为植被对土壤具有较好的保护作用。土壤在天然植被保护而无人为干扰的条件下，仅存在土壤侵蚀的潜在可能性，建造植被是治理土壤侵蚀和改善生态环境的根本措施［3］。区域降雨、土壤结构、地表物质组成、坡度和坡长等自然背景相对稳定，且在短期内不会有明显改变。而影响区域土壤侵蚀最活跃的因素是人类活动，其干扰结果可通过土地利用结构的变化得以表现［4］。“坡改梯”、“退耕还林还草”等土壤侵蚀治理措施均通过改善土地利用结构实现水土保持效益，故土地利用结构特征的变化很大程度可反映土壤侵蚀强度的变化［5，6］。

1 研究区概况

榆阳区位于陕西省北部，毛乌素沙漠南缘，无定河中游。西北接内蒙古自治区乌审旗，西南与横山、米脂县相连，东南与米脂、佳县相邻，东北与神木、佳县相依。南北宽约124 km，东西长约128 km，呈不规则四边形，辖区土地总面积6 891.70 km2，占榆林市土地总面积的15.81%，居陕西省县(区)第二。长城由东北向西南横贯穿区境，以长城为界，北部为风沙草滩区，地势开阔平坦，沙丘连绵不断，占总面积的75.1%;南部为丘陵沟壑区，粱峁起伏，沟壑纵横，支离破碎，占总面积24.1%。

2 数据来源和研究方法

本次研究所用数据有陕西省《水土保持公告》(2006－2010年)数据、榆阳区总体规划数据和榆阳区2005－2008年土地利用现状数据。

2.1 土壤侵蚀严重性

2.1.1 土壤侵蚀严重指数

土壤侵蚀严重指数是既能全面反映某区域的土壤侵蚀面积，又区别反映不同强度侵蚀影响程度的综合指数，用该区域各类各级侵蚀强度面积的加权平均数表示［7］。土壤侵蚀严重指数的计算方法为:

式中:I为土壤侵蚀严重指数;Mi为某级侵蚀强度的权重;Ai为第i级土壤侵蚀的面积;A各级侵蚀强度的总面积(区域总面积)，即A=∑Ai;i为土壤侵蚀强度等级，其取值为1～6的整数，分别对应微度、轻度、中度、强度、极强度和剧烈等侵蚀强度等级。

2.1.2 不同土壤侵蚀强度的权重的确定

在公式(1)中，权重Mi是为了反映某级土壤侵蚀强度对土壤侵蚀严重指数的贡献。参考 SL190－96《土壤侵蚀分类分级标准》中水蚀和风蚀各级强度侵蚀模数的界定，用各级强度侵蚀模数的中值作为权重Mi的基本数值。各级侵蚀强度等级权重如表1所示。

2.2 土地利用结构特征

2.2.1 土地利用结构特征

不同土地利用类型可能发生土壤侵蚀的强度不同，其中坡耕地发生土壤侵蚀可能性和强度均最大，平缓旱地和荒地次之，建设用地、水田、草地、林地和水体发生土壤侵蚀可能性较小［8］。根据不同土地利用类型对土壤侵蚀敏感程度，确定各种土地利用类型对土壤侵蚀强度贡献率的判断矩阵，并运用层次分析法计算出水田、平缓旱地、坡耕地、林地、草地、水体、建设用地和未利用地在土壤侵蚀强度评价中所占权重。将区域内不同土地利用类型面积进行加权求和，得出土地利用结构特征对区域土壤侵蚀的总体影响大小，其表征土地利用结构特征指标为:

式中，LUI为土地利用结构特征指标，Wi为不同土地利用类型对土壤侵蚀的贡献率，Ai为对应土地利用类型面积(km2)。

表1 土壤侵蚀强度分级权重

2.2.2 不同土地利用类型对土壤侵蚀的贡献率的确定

运用层次分析法构造系统模型时，得出水田、平缓旱地、坡耕地、林地、草地、水体、建设用地和未利用地在土壤侵蚀强度评价中所占权重(见表2)。

表2 不同土地利用类型判断矩阵及其权重

* 表中1、3、5、7、9分别表示2种类型重要性之比为同等重要、稍微重要、重要、明显重要和绝对重要，2、4、6、8表示2种类型重要性之比处于以上2个相邻等级之间，1、1/2、1/3、…1/9表示2种类型重要性之比为以上等级的互反数;CR=0.030＜0.1，判断矩阵通过一致性检验。

3 结果与分析

3.1 土壤侵蚀严重性分析

根据水土流失强度等级的划分和判读确定，遵照国标SL190－96的标准，并根据榆阳区土壤侵蚀的特点将水土流失分为6个等级。利用Erdas中数据统计功能统计各等级面积(见表3)。

根据公式(1)得榆阳区的土壤侵蚀严重指数 I为=0.79。

李智广，罗志东利用式(1)，以全国土壤侵蚀普查的结果为基础数据，计算全国2204个县级行政单位(除以冻融侵蚀为主的西藏自治区和台湾省外)的土壤侵蚀严重指数分布分为4个等级:不严重(I＜0.5);较严重(0.5 ＜I＜1);严重(1＜I＜3);极严重(I＞3)。由此看来，榆阳区的土壤侵蚀属于较严重的范围，做好水土保持工作非常重要。

表3 榆阳区各土壤侵蚀等级面积及占区域总面积百分比

3.2 土地利用结构特征分析

利用公式(2)得出榆阳区从2005～2008年土地利用结构特征值变化见图1。

图1 榆阳区2005～2008土地利用结构特征值变化趋势

从上图中可以看出从2005年到2008年土地利用特征值呈下降趋势，说明榆阳区土壤侵的严重性降低，从2005年的1 643.06到2008年的1 592.30，水土保持取得了一定的成果。实施退耕还林7年来，已取得了有目共睹的成效。一是产业结构调整步伐进一步加快。由过去单一的农业生产结构向农、林、牧并重转变，由过去单一的种植粮食作物向粮、经、饲并重转变。二是生态环境逐步好转。截止2005年，全区退耕还林工程做到了“退得下，稳得住、不反弹、能致富”。

榆阳区在今后的发展中把退耕还林和建设基本农田结合起来，切实解决群众退耕还林后的吃粮问题。在退耕还林时留足口粮田，加快中低产田改造，打坝淤地，新修基本农田。把退耕还林和调整农业产业结构结合起来，逐步实现富民强区的目标。在土地利用结构调整时要注重各种土地利用类型土地在土壤侵蚀的贡献率的大小。要合理调整土地利用结构，“坡改梯”、“退耕还林还草”等土壤侵蚀治理措施均通过改善土地利用结构实现水土保持效益，故土地利用结构特征的变化很大程度可反映土壤侵蚀强度的变化，使“土不下坡，水不出沟”。

4 结论

通过对榆阳区的研究，可以发现榆阳区所处的地理环境使它的土壤侵蚀十分严重，在水土保持方面有很多需要改进的地方。

(1)榆阳区经过近些年的治理，退耕还林等措施的实施使榆阳区的土壤侵蚀状况得到了一些改善，在全国范围内居于较严重地位，但是水土保持工作仍然很严峻。

(2)土地利用结构会对土壤侵蚀造成很大的影响，不同的土地利用结构可以反映不同的侵蚀状况，通过对各种不同土地利用类型的分析，最后得出水田、平缓旱地、坡耕地、林地、草地、水体、建设用地和未利用地在土壤侵蚀强度评价中所占权重，通过计算榆阳区2005～2008年土地利用结构特征值也说明榆阳区的土壤侵蚀状况有所好转。

(3)近几年来在国家土地开发整理工作的开展下，榆阳区应该发挥当地的土地资源优势，“坡改梯”、“退耕还林还草”等土壤侵蚀治理措施均通过改善土地利用结构实现水土保持效益，故土地利用结构特征的变化很大程度可反映土壤侵蚀强度的变化。对适合耕作的土地进行保护性开发，同时对不合理的土地利用类型进行调整，争取社会效益、经济效益和生态效益的统一。

［1］王礼先.水土保持学［M］.北京:中国林业出版社.1995.

［2］史德明，韦启藩，梁音等.中国南方侵蚀土壤退化指标体系研究［J］.水土保持学报.2000，14(3):1 －9.

［3］陈云明，侯喜禄，刘文兆.黄土丘陵半干旱不同类型植被水保生态效益研究［J］.水土保持学报.2000，14(3):57－61.

［4］田光进，张增祥，赵晓丽等.中国耕地土壤侵蚀空间分布特征及生态背景［J］.生态学报.2001，22(1):10－16.

［5］倪晋仁，李英奎.基于土地利用结构变化的水土流失动态评估［J］.地理学报，2001，56(5):611 －621.

［6］许月卿，蔡运龙.土壤侵蚀经济损失分析及价值估算.长江流域资源与环境.2006，15(4):470 －474.

［7］李智广，罗志东.县域土壤侵蚀严重性评价方法初探－土壤侵蚀严重指数的定义与应用［J］.水土保持通报.2006，26(4):41－51.

［8］李辉霞，刘淑珍等.基于土地利用结构特征的土壤侵蚀强度预测研究－以四川省为例［J］.中国生态农业学报.2006，14(1):93－95.