岗托土壤侵蚀变化研究

刘玉梅，张建国

(1.南通大学 理学院，江苏 南通 226019；2.南通大学 地理科学学院，江苏 南通 226007)

1 引言

土壤侵蚀对人类的生存与发展具有重大威胁，属于重要环境灾害问题[1]。土壤侵蚀会使侵蚀区土壤流失，土层变薄，土壤的肥力降低，进而使土地的农业利用价值逐渐丧失。同时土壤侵蚀产生的泥沙也可以使下游河道淤积，抬高河床，加剧洪涝等自然灾害的发生，进而威胁下游生命、经济财产安全，严重影响社会的发展。

岗托位于藏东横断山区，该区域山大沟深，地形陡峻，区内沟壑纵横、河流发育，土壤侵蚀较强烈，土壤侵蚀是岗托所面临的主要自然生态环境灾害。开展岗托的土壤侵蚀变化研究，可为横断山区治理和预防土壤侵蚀提供决策依据，对保障西藏生态安全具有重要意义[2,3]。鉴于此，本文选取了岗托2001年和2008年2期的中把资源卫星遥感影像和DEM数据，提取了研究区的土地利用数据、植被盖度数据和坡度数据，然后按照水力侵蚀面蚀分级标准建模获得了岗托2001年和2008年的土壤侵蚀强度数据，之后通过叠加分析获得了岗托土壤侵蚀动态变化数据，分析岗托土壤侵蚀时空格局变化特征，并通过转移矩阵分析了土壤侵蚀变化的主要强度类型和相互转移方向，以便为岗托有效防治水土流失和生态与环境保护提供一定的决策依据。

2 研究方法

2.1 数据来源

本次研究在中国资源卫星应用中心数据库下载了覆盖岗托镇的2001年和2008年2个时段的空间分辨率为19.5 m的中巴资源卫星多光谱遥感数据。同时在美国地质调查勘探局地球遥感数据下载中心下载了空间分辨率为30 m的DEM数据。

2.2 研究方法

水利部颁布的土壤侵蚀水力侵蚀面蚀分级标准(SL 190-96)是以地类、植被覆盖度、坡度为指标来评价土壤侵蚀的重要方法[4]。该方法需要先做出地类、植被盖度、坡度3个指标图层，然后按照每个栅格像元在这3个指标图层的取值来确定该像元的土壤侵蚀强度，即通过地类、植被盖度、坡度指标图层的叠加分析得到土壤侵蚀强度图。

本次研究首先采用该方法提取了两期土壤侵蚀强度图层，然后通过对两期图层进行叠加分析，得到了研究区土壤侵蚀动态变化图层，获得土壤侵蚀变化的空间与属性数据。之后通过计算土壤侵蚀强度类型动态度和土壤侵蚀强度转移矩阵，研究了岗托在研究时段内土壤侵蚀强度结构特征、变化趋势等情况。研究数据处理采用遥感和地理信息系统技术以及数理统计方法来完成。所用软件分别为ERDAS IMAGE、ArcGIS和Excel。

3 结果与分析

3.1 2001年岗托土壤侵蚀分析

图1a为2001年度岗托土壤侵蚀强度分布图，由该图可以看出，2001年度岗托土壤侵蚀在西部边缘、中南部区域较为严重，对比坡度图发现，这些区域坡度较大。可见地形陡峻是造成这种分布特征的重要原因。

表1表明，岗托在2001年，微度、轻度、中度、强度、及强度、剧烈土壤侵蚀分别为8578.36 hm2、5353.32 hm2、11375.15 hm2、2752.82 hm2、3957.46 hm2、932.92 hm2，分别占国土面积的26.03%、16.25%、34.52%、12.01%、8.35%、2.83%。轻度以上土壤侵蚀占国土面积的73.97%，土壤侵蚀较严重。

图1 岗托镇2001年(a)和2008年(b)土壤侵蚀强度分布表1 2001、2008年度岗托土壤侵蚀面积统计

微度轻度中度强度极强度剧烈轻度以上国土面积2001年面积/hm28578.365353.3211375.153957.462752.82932.9224371.6832950.04百分比/%26.0316.2534.5212.018.352.8373.97100.002008年面积/hm28563.885227.2811174.840792981.4923.6824386.1632950.04百分比/%25.9915.8633.9112.389.052.874.011002001～2008年变化量/hm2-14.48-126.04-200.35121.54228.58-9.2414.48年变化量/hm2-2.07-18.01-28.6217.3632.65-1.322.07动态度/%-0.02-0.34-0.250.441.19-0.140.01

注：“-”表示减少

3.2 2008年岗托土壤侵蚀分析

图1b为2008年度岗托土壤侵蚀强度分布图，由该图可以看出，2001年度岗托土壤侵蚀强度空间分布与2001年度很相似，也是在西部边缘、中南部区域较为严重，只不过强度(黄色区域)和极强度(橙色区域)分布范围有所增加。表1表明，与2001年相比，2008年岗托微度、轻度、中度土壤侵蚀面积分别减少了14.48 hm2、126.04 hm2、200.35 hm2，而强度土壤侵蚀面积增加了121.54 hm2，极强度土壤侵蚀面积增加了228.58 hm2。轻度以上土壤侵蚀面积也增加了14.48 hm2。说明研究区土壤侵蚀有加重趋势。

3.3 2001年～2008年度岗托土壤侵蚀变化分析

为了进一步分析研究时段内研究区域土壤侵蚀的动态变化强度，用公式1所示的动态度模型计算各个强度级别的变化强度。

(1)

式(1)中：Aj,a、Aj,b分别为研究初期a及研究末期b面积；T为研究末期和初期相间隔的时间[4]。

从表1可以看出，研究时段内，极强度土壤侵蚀年变化量为32.65 hm2，动态度为1.19%，变化最为明显；仅次于极强度土壤侵蚀的是强度土壤侵蚀，变化量为年变化量为17.36 hm2，动态度为0.44%，这两类程度的土壤侵蚀面积都在增加。轻度和中度土壤侵蚀的面积变化幅度也较明显，轻度的年变化量为每年减少18.01 hm2，动态度为-0.34%，中度的年变化量为每年减少28.62 hm2，动态度为-0.25%；剧烈土壤侵蚀面积和微度(无明显侵蚀)侵蚀面积变化最小，剧烈侵蚀的动态度-0.14%，年变化量为每年减少1.32 hm2，微度土壤侵蚀的动态度-0.02%，每年减少2.07 hm2。

4 结论

由于地势陡峻，岗托土壤侵蚀较为严重。2001年和2008年轻度以上土壤侵蚀面积占国土面积的比重均超过了70%。

研究时段内，岗托土壤侵蚀有所加重，极强度和强度土壤侵蚀面积有所增加，而轻度和中度侵蚀面积有所减少，微度和剧烈侵蚀面积无明显变化。

该区土壤侵蚀较为严重的主要自然原因为山大沟深，地形地势陡峻。另外陡坡开垦、过度放牧，烂砍滥伐取薪等人为因素也在一定程度上加重了该区土壤侵蚀。因此在今后的土地开发利用中必须加强管理，控制导致土壤侵蚀的人为因素，保障该区域生态与环境安全。