基于RS和GIS水土流失敏感性研究与分析——以哈尔滨市宾县为例

黄佳鹏，徐 萍，邵旭彬，罗云琪，张玉娟

(黑龙江工程学院)

0 引言

土地是生活的地方，它不仅是一切活动的物质基础，更是赖以生存的基础，但是随着经济和人口等不断发展，面临着一系列的土地问题，这些问题都是应被重视的环境问题．对水土流失敏感性的研究逐渐被提上了研究日程，因为水土流失在短期内会直接关系到人类的生存条件，从长期来看水土流失可能会影响到人类的繁衍和延续．水土流失敏感性是指在自然状态下发生土壤侵蚀可能性的大小，由现实敏感度和潜在敏感度两个层次构成．对水土流失敏感性评价，不仅有助于识别容易形成土壤侵蚀的区域，评价土壤侵蚀对人类活动的敏感程度，而且还能为区域生态环境保护，生态环境规划和管理提供科学依据．该文选择哈尔滨市宾县作为研究区．在遥感技术和地理信息系统技术支持下，完成对宾县及附近区域的水土流失敏感性评价和调查，在此基础上探讨水土流失敏感区的空间分布情况．

1 研究区域概况

宾县地处黑龙江省中南部，松花江南部，隶属哈尔滨市，距哈尔滨市52 km．全县行政区辖12个镇、5个乡．自然地貌总体为一半是水域一半是田地，大部分平原位于该县北部，山岭位于该县南部，因此，地势为南高北低，中部为丘陵地带，位于北部沿江河谷平原区的土壤以山地棕壤土为主，农业生产区占总面积较大部分．由于地理位置偏北，致使全年温度偏冷，该地区气候属于温带季风气候，四季分明，较适宜居住和生活．植被类型主要是林地、园地和耕地．

2 研究方法

2．1 数据来源

以黑龙江省宾县为研究区，选取该区2009和2011年的陆地卫星遥感影像、气象数据、1∶50000地形图、黑土区地质灾害图、土壤类型的分布图为主要的数据．使用专业图像处理软件，对遥感影像的色彩、对比度、清晰度、均匀度等进行处理，使整幅图像的色彩真实均匀、明暗程度相对适中．将处理后陆地卫星遥感影像在ARC/INFO系统下进行处理，再在Excel和ARCVIEW软件下对处理结果进行统计分析，就可以得到该时期土地利用类型情况．在NDVI软件中，完成了对遥感影像假彩色处理 ，参照1∶50000地形图完成影像的静态误差和动态误差的几何校正，参照对附近地区的部分外业调查实测数据并结合土地目前的利用现状，通过对影像数字化处理等手段，完成研究区域的水土流失敏感性分布图．

2．2 土壤敏感性评价

根据水土流失敏感性进一步分析了这一地区的土地敏感性．对影响敏感性各个因子进行分析，利用Analytic Hierarchy Process(层次分析法)确定各单个因子权重值，并运用检验公式进行检验．得到相应权值 ．在ArcGIS分析模块的支持下，对每个因子指标的专题图进行了空间叠加、综合遥感影像提取技术、地理信息系统图件处理、空间分析等方法，最终确定研究区域土壤侵蚀敏感性综合评价结果．以区域生态环境质量指标分级评分标准为参考，在综合比较分析以上分类系统的基础上，本着实用、简洁的原则，对土壤侵蚀综合敏感性进行分级处理，将以耕地，园地为代表的七大类土地化分为:不敏感、低敏感、敏感和极敏感四个等级其中，S为水土流失敏感性综合评价结果;为第i个评价指标因子的权重;为第i个评价指标因子的数量化值;k为评价指标因子的个数．

3 分析结果

3．1 土壤敏感性的分析结果

通过该次研究，得到了以下结论:在以Arc-GIS为平台，以水土流失相关数据为操作对象，对结果进行拓扑建库，叠置解译结果，提取土地利用变化位置、类型和数量等手段将土地类型按敏感度分为四类，依次分为A、B、C、D四类(A为最敏感区，D为不敏感区)，按敏感与否地区分为ⅰ类ⅱ类(ⅰ类为敏感区ⅱ类为不敏感区)．A类面积为550．85 km2，它的面积相对其他三类面积最小，为14．35%，C类地区面积最大，为1923．46 km2，面积比例占总比例将近一半，ⅰ类土地面积占总面积比例23．9%，ⅱ类土地面积占总面积比例76．1%．根据土地敏感性相关系数该类地区存在较大程度上的土地流失侵蚀而且敏感程度由北向南逐渐增加．

A类地区面积是550．85 km2，该地区为总坡度最大的南部山区，这些地区人类干扰的活动难以进行，林地是其主要土地类型，在这里有大量树木和少量野生动物，这里人们很少进行砍伐、农作等破坏环境的行为，所以这里生态相对稳定，保护的最好是野生自然区的代表．加大天保工程力度会使这样的情况持续下去．

B类地区面积为780．23 km2，主要分布地区是宾县西南部丘陵和南部的山区，坡度居中，大多是农民不再使用的耕地，是国家实行可持续发展大战略下的各个地区出现的现象，土地利用合理化在这一现象中得到了充分体现，在这个战略下生态环境已经得到了不小改善，沟蚀是该地区土地侵蚀的主要形式，该地区主要的植物是受人类活动影响大的灌木，若不对这一地区加以整改一定会使这些地区的土质进一步恶化．对于此现象说明了对土地进行可持续化利用的措施是正确的而且一定要持续下去的，退耕还林，退耕换草，是该区域政府部门要继续研究的政策．

C类面积为1923．46 km2，主要分布区域是北部沿河平原地区和宾县中部丘陵地区，耕地是这类地区的主要土地类型，由于是耕地这些地区基本都是地势平缓且土地肥沃利于种植农作物．坡度比都很小，地势优势明显，可以说是农民口中的“好地”，但是在多年的种植农作过程中土地的营养状况也大不如前了，对树木乱砍滥伐加上天气酸雨等各种天气影响，导致水土流失状况日益增多．由此政府相关部门应制定相宜政策改善或解决这类农用土地问题和土地敏感性问题，进一步解决土地过于敏感和土地流失问题，增强该地区土地可持续利用．

D类总面积达585．02 km2，主要分布在国道G1011两边的宾西开发区北面的松花江码头和沿江一些地区，在这些地区由于地理位置和政策有优势，该地区无论是地区建设还是经济发展都优于其他地区．在城市化的影响下，耕地面积逐渐减少，建设用地不断增加，加之该地区人口相对集中，导致用地十分紧张．

4 结束语

将农业大县宾县作为研究对象，以该地区2009和2011年陆地卫星TM遥感数据等其他相关的数据为主要研究数据，基于遥感技术和地理信息系统为操作平台，根据水土流失敏感性，对研究区域的水土流失敏感性及其空间分布研究．保护环境是首要任务，特别是对ⅱ类地区的保护，那些地区只在为人们的经济生活提供自己的资源，人们为了自己的经济发展大量使用这些土地致使这些土地状况愈发的不好，对于ⅰ类地区应持续进行保护措施，在之前保护措施之上进一步建立科学保护方式，增加土地利用合理化，减少地质灾害发生．政府机关在以后城镇建设中要方面考虑城镇建设各个因素和发生后导致后果，权衡建设因素和后果，对所有建设城镇方式进行比较，且一定要遵守国家可持续发展的各项战略．另外，对于松花江流域一些还未被利用的土地来讲，对于发达经济渴望和众多人口的压力，很多人选择对于这些地区进行土地利用建设，可能在近些年的时间段内，会得到不小的经济发展，但是对以后的生态环境变化去有很大的破坏，对研究的土地敏感性都有很大的影响，都是对生态平衡的一种破坏．

［1］ 张玉娟，刘丹丹，王延亮．基于RS和GIS东北农业主产区水土流失敏感性评价以黑龙江省宾县为例［J］．测绘与空间地理信息，2013，36(8):36-39．

［2］ 陈建国，张晓萍，张平仓，等．基于RS和GIS的六道沟流域土地利用动态变化研究［J］．水土保持研究，2009，16(2):95-99．

［3］ Ramos，Feito．Using GPS and GIS tools to monitor olive tree movements［J］．Computer and Electronics in Agriculture，2007，57(2):136-148．

［4］ 王万忠，焦菊英．中国的土壤侵蚀因子定量评价研究［J］．水土保持通报，1996，16(5):1-20．

［5］ 刘康，康艳，曹明明．基于的陕西省水土流失敏感性评价［J］．水土保持学报，2004，18(4):168-170．

［6］ 张宪奎，许靖华，卢秀琴．黑龙江省土壤流失方程的研究平［J］．水土保持通报，1992，12(4):1-18．