基于PSR的水土流失区的土地质量评价——以贵州省毕节市七星关区为例

徐娇娇，陈俊华*，左太安

（1.西南大学地理科学学院，重庆400700；2.贵州工程应用技术学院生态工程学院，贵州毕节551700）

基于PSR的水土流失区的土地质量评价
——以贵州省毕节市七星关区为例

徐娇娇1，陈俊华1*，左太安2

（1.西南大学地理科学学院，重庆400700；2.贵州工程应用技术学院生态工程学院，贵州毕节551700）

七星关区处于石漠化严重的云、贵、川喀斯特区交界处。生态环境脆弱，加之人为因子的干扰，导致大面积水土流失，对土地利用造成严重威胁。本研究以七星关区的土地质量为评价对象，在P-S-R框架下，针对水土流失构建土地质量评价体系，并对各指标进行分级赋值，对七星关区的土地质量进行评价。经评价结果得出七星关区的土地质量最终得分为2.276分，土地质量较差，评为4等。其中压力指标得分最低，表明七星关区生态受人为干扰明显，需要采取复垦、退耕还林等利用措施和石漠化治理、小流域治理等技术措施对其加以防治。

七星关区；P-S-R模型；水土流失；土地质量评价

引言

水土流失是当前最严重的世界性环境问题之一，我国水土流失总面积大约为356.92万km2，占总面积的37.18%[1]。而贵州喀斯特典型发育，生态环境脆弱恶化，土壤层较薄易受侵蚀，地表漏水现象普遍，旱涝等自然灾害频繁发生，水土流失日益加剧，这一系列因素致使土地退化日趋严重，防治极其困难[2]。七星关区位于喀斯特地貌发育典型的贵州西北，碳酸岩出露地表面积已经超过60%，常住人口六百多万，人为、自然因子的破环下，生态恶化、水土流失加剧土地退化，土地资源的短缺显而易见，对其土地质量评价的研究也就具有其迫切性与必要性。

岩溶区生态环境退化严重表现形式之一的水土流失，一直是相关领域的重要研究对象，在国际上已经建立起具体的针对土地退化问题的土地质量指标体系[3]。我国喀斯特环境下的水土流失有关研究始于20世纪90年代，尤其以贵州喀斯特地区的水土流失成因及其后果的研究较多[4]，对水土流失的空间研究多趋向于RS与GIS相结合的非侧重于岩溶区的综合评价，而岩溶环境下的水土流失评价研究等相关工作还比较少[5]。对水土流失区的土地质量评价的相关研究，有左太安等以三峡重庆库区为研究对象对其做了相关研究评价。七星关区来已经有左太安、陈群利等采用集对分析（SPA）方法构建毕节水土流失区生态脆弱性评价指标体系，再对毕节地区8个县市进行了生态环境脆弱评价[6]，但具体针对水土流失问题的土地质量评价方面，还未建立自己的研究指标体系，未作相应的评价研究。

1 材料与方法

1.1 研究区的地理位置及概况

七星关区位于我国西南云贵高原喀斯特地貌广泛发育、石漠化广布的贵州省毕节市西北部乌蒙山腹地，处于云、贵、川三省交接地带，整体地势西高东低，地貌属中山山地类型。其轮廓近似于西部内凹的平行四边形，总面积约为341491 hm2。七星关区属于亚热带季风气候区，物种丰富，植被覆盖率约为43%，气候整体温和湿润。经统计，多年年均气温12.8℃，年平均降水量约954毫米。据全国第六次人口普查数据公报（2010年），七星关区人口数为1136905人，人口密度为约为333人/km2。全区土地总面积为341097.61 hm2。

1.2 研究方法与指标体系的建立

1.2.1 研究方法

本文主要以P-S-R（压力pressure-状态state-响应response）模型作为七星关区针对水土流失的土地质量评价指标体系的基本框架。通过数据的搜集整理，运用ArcGIS提取七星关区的DEM图，再根据所需指标对数据进行3D分析和空间分析，得到各坡度段的地表面积分布、耕地分布等数据。同时采用定性研究、定量分析结合的研究方法，通过所获得的相关数据及资料的整理和分析，参考前人的研究方案并借鉴土地评价原则和方法等，建立七星关区PSR模型的土地质量评价指标体系。基于以上建立的土地质量评价指标体系，根据相关数据收集、整理、提取等准备工作，对七星关区的土地质量进行压力、状态和响应的各项指标进行赋值评分，并对评价结果进行综合分析。

根据七星关区的地形地貌、降水、人口等特征情况，主要选取压力指标：降雨压力、土地压力、可蚀性压力、地形压力、人口压力、收入压力等；状态指标包括：侵蚀状态和格局状态；响应指标包括：利用响应和政策响应。基于指标的建立，分别对各级指标进行赋值，然后再对各个指标进行综合评价的方法给七星关区进行土地质量评价。再根据所建立的评分标准进行加权计算得出七星关区各指标数据分值，根据得分对土地质量进行等级划分，参照国家土地质量等级划分标准，将七星关区的土地质量评价等级划分为5个等级，如表1。

1.2.2 七星关区土地质量评价指标的选取与建立

据已有数据的整理分析七星关区坡地占比多，喀斯特地貌广布，石漠化严重，适宜耕种面积相对少，气候条件较为特殊，降雨量集中程度高，大大增加了地表土壤的侵蚀力度。而七星关区，植被覆盖率低，碳酸岩出露地表面积广布，土壤肥力下降在一定程度上限制当地农业经济发展；土地压力大，农业人口比重高，陡坡种植和开荒、放牧等不合理的利用，加剧了土地压力。

基于以上因素，选定了降雨集中于6、7、8月份的比例、人均耕地面积、土壤可蚀性、坡度、人口密度、农业人口数、人均纯收入等压力指标；状态指标包括：石漠化面积、碳酸岩出露面积森林覆盖率、林业用地面积、25度以上耕地占比等；响应指标包括：坡地利用占比、耕地利用占比、水土保持治理比、退耕还林面积比、人工造成林面积等各项指标。同时参考国家相关数据，分别对其分级赋值。根据已经选取的各项指标并参考和借鉴土地质量评价的原则、方法，考虑其适宜性和合理性，参照国家整体数据的平均值，在已整理得出的各项指标数据的基础上，建立了七星关区的土地质量评价指标体系（见表2）。

2 结果与分析

2.1 七星关区土地质量评价压力评价

七星关区处于我国亚热带季风气候区，受季风气候影响较明显，多年年均降水量约为950 mm。据相关部门统计数据，2014年七星关区年降雨量为741.3 mm，集中于6、7、8月份降雨量分别为150.8 mm、178.3 mm、89.1 mm，占全年降雨量的56.41%，赋值为2分。

地形地貌是决定一个地区发展的重要因素，七星关区以山地丘陵为主，地表崎岖破碎，起伏大。运用3D分析工具对DEM图进行栅格面的坡度提取与重分类（见图1），全区面积为360972.81 hm2，坡度在0-5度的地表面积占比为6.31%；5-10度的坡地面积占比15.40%；10-15度的坡地面积占全区坡地面积的19.08%；而在15-25度的地表面积占比最大，约为32.17%；在25-90度之间的地表面积为95648.67 hm2，占全区地表面积仅为26.50%。通过对各坡度段的加权计算得2.41分。

表1 七星关区土地质量评价等级划分

图1 七星关区坡度分类分布图

表2 土地质量评价指标分级及相对评分

土壤是水土流失的的一个重要因子，土壤性质的综合特征可以用土壤可蚀性的K值来体现。我国土壤可蚀性K值约在0.0235-0.0460 t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)之间[7]。七星关区土壤包括黄壤、黄棕壤、石灰土、紫色土、潮土、沼泽土、水稻土等7个土类[8]，各土壤侵蚀性不一，此处就以贵州省的土壤可侵蚀值作为评价值，贵州省的土壤可蚀性平均值为0.0265，赋值为2分。

七星关区由于人口稠密，超过全国人口的平均密度，耕地面积少，且农业人口比重大，农业人口比重达87.43%，为其赋值为1分；人口密度为334人/km2，根据所建立的指标体系，赋值为2分。人口压力最终得1.5分。在收入压力中，七星关区的城镇居民人均可支配收入22747元，农村居民人均纯收入6382元（2014），得分为2分。土地作为生产生活的基本资料，是人类得以生存发展和进行生产劳动的基础。受地形等因素制约，七星关区耕地面积仅为59055.30 hm2，而毕节市人口众多，七星关区人口就达113.6万，人均耕地面积仅为397.95 m2。远远小于全国人均耕地水平，据所建立的指标体系赋值为2。

可见，压力指标中，降雨压力得分为2分，土壤可蚀性压力为2分，人口压力得1.5分，土地压力赋值为2分，收入压力和地形压力分别为2分和2.41分。综合计算得出七星关区压力指标最终得分为1.985分。

2.2 七星关区土地质量评价状态评价

喀斯特石漠化加剧了七星关区的水土流失程度，人文因子的干扰下在生态脆弱的基础上加剧土地贫瘠、退化与土地利用面积的减少。据统计（见表3），七星关区石漠化面积为66135.1 hm2，占全区面积的19.38%，可得2分。其中非石漠化面积为196428.9 hm2，占比最高，为57.57%；潜在石漠化面积为74928.6 hm2，约占全区面积的21.96%，潜在石漠化和非石漠化可得分为3.98分，中度石漠化面积约为64575.50 hm2，大致占比18.92%，轻度石漠化为1552.20 hm2，占比0.45%，两项得分约为0.59分；而重度石漠化和极度石漠化面积比较少，仅有7.2 hm2。加权计算结果，石漠化等级占比得分为4.16分。石漠化状态指标最终得分为3.08分。

土壤侵蚀量也是水土流失的重要影响因子，七星关区土壤普遍受到侵蚀，其中微度侵蚀和轻度侵蚀的面积比分别为37.28%、30.72%，但侵蚀量分别为1702806.25t、10317812.5t，微度侵蚀量百分比仅占2.09%，而轻度侵蚀量百分比为12.64%；中度和强度侵蚀面积比分别为12.48%、8.16%，但侵蚀量相当，分别为12001875t、13973625t，占比分别为14.7%和17.12%；极强度和剧烈面积比仅占7.91%、3.45%，但是侵蚀量分别达到22783062.5t、20844687.5t，侵蚀量占比分别达到最高27.91%和25.54%。根据之前所建立的指标体系，通过加权计算，得到土壤侵蚀强度得分为1.928分，土壤侵蚀面积比得分为3.744分（表4）。

七星关区大部分为石灰岩，在长期湿热气候影响下碳酸岩广泛发育，使该地区碳酸盐裸露面积占比达到61%，根据所建立指标体系，赋值为2分。植被状态中，在亚热带季风气候条件下，七星关区的植被属于亚热带常绿阔叶林，植被类型丰富，全区的森林面积约为151040.35 hm2，其覆盖率为43.03%，赋值为3分。

地形崎岖，地表坡度起伏大，坡地多，平地少，加之人口密度大、人均耕地面积不足、农业人口比重大等压力因素的影响下，土地利用过程中也就难免存在陡坡开垦、种植等对生态建设和经济发展不合理的问题。运用ArcMAP数据提取结果表明，坡度在25°以上的耕地面积（见图2）约为35678.47 hm2，占全区耕地面积的25.69%，得3分。

综合状态评价的侵蚀状态，包括土壤侵蚀强度、土壤侵蚀面积比、碳酸盐裸露面积比和石漠化面积比例，得分为2.688分。植被状态中，森林覆盖率得分为3分，25度以上坡度耕地占比3分。因此，七星关区状态评价的最终得分为2.844分。

表3 毕节市七星关区石漠化状况

表4 七星关区土壤侵蚀等级分布（2010）

图2 七星关区25度以上耕地分布图

2.3 七星关区土地质量评价响应评价

本着生态建设发展理念，七星关区政府及有关部门在利用响应方面做了大量工作，开展了大规模的水土流失综合治理，水土流失现象得到有效缓解。其中，治理石漠化面积约为6616 hm2，石漠化治理面积占石漠化面积的10.0%，可赋值为2分。林业用地面积增加，达到了15.47 hm2，可赋值为2分。退耕还林面积为667 hm2，仅占七星关区总耕地面积的1.13%，根据指标评分体系，可赋值为2分，而人工造成林面积为8527 hm2，占森林面积的5.64%，可得2分。

综合以上统计数据及计算，响应指标中，林业用地增加面积、石漠化治理比、退耕还林面积和人工造成林占比均为2分，最终七星关区的状态指标也得2分。

3 结论

基于以上评价结果，通过加权计算，压力指标得1.985分，状态指标为2.844分，响应指标为2分，七星关区土地质量综合评价的最终得分为2.276分。再根据所建立的七星关区土地质量评价等级划分，七星关区的土地质量等级为4等。从压力、状态和响应三个指标的最终得分情况来看，压力指标得分最低，只有1.985分。在压力状态下，虽然政府做了大量响应，但对土地质量的改善较小。

从整体客观因素看，人口密度高，环境承载能力低等，加剧了七星关区人地关系矛盾，极为脆弱的生态环境，土地利用方式的极不合理，造成七星关区的贫困积重难返，同时也加剧该区的水土流失和石漠化程度[9]，从评分结果分析，造成七星关区的土地质量低下的原因主要有以下几点。

3.1 人口多，且农业人口比重大，收入来源少，后备资源不足，人均占有量相当于全国平均水平的三分之一，人地关系极不协调，积贫积弱循环发展模式显著。

3.2 土地利用方式与分布格局不合理。从土地利用结构来看，种植业用地比重大，耕地面积占七星关区土地总面积的91.27%，第一产业比重大，且水田、旱地所占比重大，经济林等占比小，生态效益与经济效益比较低。闲置土地和未利用土地占有一定比例。

3.3 土地退化严重，生态脆弱。七星关区的坡耕面积大，25度坡度以上面积超过全区耕地面积的1/4。在季风气候影响下，降水集中，且土壤可侵蚀性强，致使水土流失严重，土壤有机质及养分流失，土地肥力下降。

3.4 生态环境治理与保护力度不足。虽然在生态建设理念指导下，政府采取了大量措施对生态环境进行治理，但治理力度及面积较小，且管理机制不成熟，管理力度不足。

4 讨论

七星关区土质成土较缓慢，并且土层薄，土壤侵蚀性K值相对较高，地层裂隙、溶洞发育等导致土壤持水性差，加之基岩出露面积广布，钙生性环境下植物生长缓慢，因而生态系统非常脆弱，一旦植被遭到破坏，或者不合理的土地利用方式，造成水土流失后恢复治理和利用极其困难[10，11]，人文因素的破坏，对生态环境问题更是雪上加霜。水土流失是造成七星关区生态环境退化、土地质量下降的一个重要因素，严重威胁着该区的农业土地可持续发展，坡地资源的有效合理利用，是控制水土流失并改善其生态水平的重要条件[12]。针对以上土地面临问题，在今后土地利用方面必须采取相应对策，使其能得以健康可持续发展。

4.1 严格控制人口增长。人口是七星关区土地问题的最大压力因子之一。七星关区人口多且早婚早育及多育现象普遍，控制人口数量就成为减小土地压力、缓解人地矛盾的一个重要手段。

4.2 坡度25度以上坡耕进行整治。施行休耕或退耕，改坡为梯，并变耕为林，据本区条件，选取或者培育适合该环境生长的植物。采用粮食套作模式，发展立体农业，同时改造中低产田，高效合理利用土地。

4.3 石漠化极端严重及重度石漠化区实行退耕禁牧办法，采取分区规划，恢复与防治相结合，人工培育移植耐旱、耐瘠、根系发达植物，移植草圃增加地表覆盖度，减少地表土壤冲刷，控制水土流失。

[1]水利部，中国科学院，中国工程院.中国水土流失防治与生态安全：西南岩溶区卷[M].北京：科学出版社，2010.

[2]熊康宁，黎平.喀斯特石漠化的遥感（GIS）典型研究—以贵州省为例[M].地质出版社，2002.

[3]DumanskiJ,GamedaS,PieriC.Indieatorsofl and quality and sustainablelandmanagement:Anannotatedbibliography[M] //Environmentally and Soeially Susta-inable Development Series: Rural development.Washington,D.C.,U.S.A:The International Bank for Reeonstruetion and Devel-o pment/The World Bank,1998.

[4]胡顺光.贵州喀斯特地区小流域尺度生态治理的水土流失机制研究[D].贵阳贵州师范大学，2007.

[5]蒋忠诚，曹建华，杨德生，等.西南岩溶石漠化区水土流失现状与综合防治对策[J].中国水土保持科学，2008，6（1）：37-42.

[6]陈群利，左太安，孟天友，等.基于SPA的毕节水土流失区生态脆弱性评价[J].中国水土保持，2010（12）：53-61.

[7]梁音，刘宪春，曹龙熹，等.中国水蚀区土壤可蚀性K值计算与宏观分布[J].中国水土保持，2013（10）：35-40.

[8]莫世江，陈群利，周建平，等.毕节七星关区生态服务功能分区与流域生态发展管理[M].贵州人民出版社，2006.

[9]王才军，游泳，左太安，等.基于熵权灰色关联法的岩溶石漠化区土地质量评价—以毕节试验区为例[J].水土保持研究，2011，18（4）：218-222.

[10]韦启瑶.我国南方喀斯特区土壤侵蚀特点及防治途径[J].水土保持究，1996，3（4）：72-76.

[11]韦复才，周游游.西南岩溶区生态地质环境特点及生态恢复重建策略[J].中国岩溶，2005，24（4）：282-287.

[12]梅再美，熊康宁.喀斯特地区水土流失动态特征及生态效益评价—以贵州清镇退耕还林（草）示范区为例[J].中国岩溶，2013，22（2）：136-143.

Land quality evaluation based on PSR Model for Soil and Water loss——A case of Qixingguan District

XU Jiao-jiao et al
(School of Geographical Sciences of Southwest University, Chongqing 400700,China)

QixingguanDistrictbelocatedtothejunctionof Yunnan,Guizhou,and Sichuan province that the karst rocky desertification serious area.The ecological env-ironment is fragile, and the interference of human factors,resulting in a large area of soil and water loss,a serious threat to the land use.In this paper, TakingQixingguanDistrictastheresearchbase,underthe framework of Press-State-Response,to build the system of land quality evaluation of soil and water loss,and make classification a-ssigned to each index,finished the evaluation of land quality in Qixingguan District.The final score of land quality evaluation results of Qixingguan District is 2.276,land quality is poor.Is defined as the level of 4.The pressure index score is lowest, showed that the Qixingguan Distric ecological disturbed obviously, need to take the reclamation,the conversion of cropland to forest andutilizationmeasuresandrockydesertification,watershed management and technical measures to control.

Qixingguan District;P-S-R model; Soil and water loss;Land quality evaluation

S157.1

A

徐娇娇（1992-），女，贵州威宁人，硕士研究生，研究方向为学科教学（地理）。

陈俊华（1973-），男，重庆合川人，博士，副教授，主要从事中东政治经济地理、教师教育等领域的研究工作。

（2016-09-20收稿刘晓佳编辑）

1003-7853（2016）05-0059-05