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1、東江源區(qū)土壤侵蝕與土地利用變化間的關(guān)系分析 　　引言 　　土壤侵蝕是土地退化與水土流失等生態(tài)環(huán)境惡化的重要因素之一。它不僅受地形、土壤類型等自然因素的影響，而且還受到土地不合理利用等人類活動(dòng)的影響。過(guò)度的人類活動(dòng)直接造成土地利用結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，甚至可以人為制造并加重這一變化過(guò)程，成為土壤侵蝕最重要的影響因素。因此，土地利用的變化可以間接反映土壤侵蝕的現(xiàn)狀，二者有著十分緊密的關(guān)聯(lián)。本文采用 ＲS/GIS 技術(shù)，通過(guò)定量方法研究、分析東江源區(qū)土壤侵蝕與土地利用變化之間的關(guān)系，為東江源區(qū)的水土流失治理和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。 　　1 研究區(qū)概況與研究

2、方法 　　1． 1 研究區(qū)概況 　　江西三百山是廣東東江的源頭，簡(jiǎn)稱"東江源區(qū)";。東江源區(qū)位于江西省贛州市東南端，包括尋烏、安遠(yuǎn)、定南 3 縣。地理位置: 2420 N ～2513 N，11447 E ～ 11553 E。流域面積 3 495． 79km2，地形地貌以山地、丘陵為主; 地勢(shì)北高南低，東西嶺谷相間，被形象地稱之為"八山半水一分田，半分道路與莊園";。該區(qū)屬典型亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，熱量豐富，雨量充沛，年平均氣溫 18． 8℃ ，年降雨量 1 526 ～ 1 700 mm。 　　1． 2 數(shù)據(jù)來(lái)源和分類 　　東江源區(qū) 1995 年和 2000 年 2

3、 期土壤侵蝕強(qiáng)度圖，為 TM 影像數(shù)據(jù)解譯獲得的江西省 1995 年和 2000 年全省水土流失遙感調(diào)查成果，由江西省水土保持研究所提供; 1995 年和 2000 年土地利用數(shù)據(jù)源于中國(guó)科學(xué)院地理所的 LANDSAT TM衛(wèi)星數(shù)據(jù)解譯結(jié)果; 以及數(shù)字化的江西省測(cè)繪局1∶100 000 地形圖數(shù)據(jù)。按規(guī)程，土壤侵蝕強(qiáng)度劃分為微度侵蝕、輕度侵蝕、中度侵蝕、強(qiáng)度侵蝕、極強(qiáng)度侵蝕及劇烈侵蝕 6 個(gè)等級(jí)，土地利用分為二級(jí)，即耕地、草地、林地、水域和建設(shè)用地 5 個(gè)一級(jí)類，有林地、灌木林、疏林地、其他林地和高、中、低覆蓋度草地等 15 個(gè)二級(jí)類。 　　1． 3 研究方法 　　土壤侵蝕的定量分析基于

4、1995 年和 2000 年2 期土壤侵蝕等級(jí)圖土地利用類型圖 ( GＲID 形式) 。首先，在 ArcGIS 軟件下將各類圖件數(shù)字化，通過(guò)定義投影、坐標(biāo)、配準(zhǔn)、編輯等操作，生成矢量數(shù)據(jù)，再柵格化成 30 m ×30 m 的 Grid 圖。然后，利用 ArcGIS 的疊加分析( Overlay Analysis) 功能，采用轉(zhuǎn)移矩陣算法，得到土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣和土壤侵蝕強(qiáng)度指數(shù)( Ei) ，求得 1995 －2000 年土地利用和土壤侵蝕強(qiáng)度的相關(guān)數(shù)據(jù)。 　　2 結(jié)果與分析 　　2． 1 土地利用方式時(shí)空變化 　　結(jié)果表明，東江源區(qū)土地利用類型變化的主要趨勢(shì)是林地和草地大量

5、減少，水域和耕地增加( 見(jiàn)表 1) 。各種土地利用類型的面積總量增減特點(diǎn)如下。【表略】　　　　1) 耕地面積總量增加，增加面積為 6． 89 km2，其中旱地增加了 6． 10 km2。 　　2) 林地面積總量急劇減少，其中有林地和疏林地面積大幅減少，分別減少了17．74 km2和21．12km2，而其他林地( 主要是果園) 面積增加了 22． 50km2。從中可反映出林地之間相互轉(zhuǎn)化的面積較大。 　　3) 草地面積總量減小了 2． 68 km2，主要是高覆蓋度草地面積減少了 4． 09 km2，與之相反的低覆蓋度草地面積有所增加。 　　4) 水域面積總量相應(yīng)的增加了 1． 59 km2

6、。 　　5) 工礦居民用地面積基本持平，略有增加。 　　利用 ArcGIS 中柵格數(shù)據(jù)疊加分析功能，直接或間接計(jì)算得出研究時(shí)期的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣( 見(jiàn)表 2) 。各種土地利用類型的轉(zhuǎn)換特點(diǎn)如下。　　　　1 ) 林地。特點(diǎn)是土地利用方式轉(zhuǎn)換頻繁。原有林地有 99． 53%，仍為 2000 年的林地; 轉(zhuǎn)出最多的是耕地，面積為8．68 km2，占原林地的0．29%;其次是轉(zhuǎn)換為水域和草地，各占原有林地的0．12%和 0． 07%。同時(shí)，有 4． 2 km2的草地、2． 04 km2的耕地、0． 06 km2的工礦居民用地和0． 01 km2的水域轉(zhuǎn)換為林地，分別占 2000 年林地的 0． 1

7、4%、0． 07% 。轉(zhuǎn)移的結(jié)果，5 年間林地總量減少 7． 86km2，約占 1995 年林地總量的 0． 26%。 　　2) 草地。5 年間，原有草地只有 94． 30% ，仍為 2000 年的草地; 其余主要轉(zhuǎn)換為林地，轉(zhuǎn)換了4． 2 km2，占1995 年草地總量的4． 82%; 其次為耕地，轉(zhuǎn)換了 0． 77 km2，占 0． 88%。同期，林地向草地轉(zhuǎn)換了1．97 km2，占2000 年草地總量的2．34%;耕地向草地轉(zhuǎn)換了 0． 02 km2。轉(zhuǎn)移的結(jié)果是草地面積相對(duì)減少2． 98 km2，約占1995 年草地總量的 3． 42%。 　　3) 水域。1995 － 2000 年

8、水域面積有所增加，主要為林地向水域轉(zhuǎn)換了 3． 52 km2，占2000 年水域面積的51．01%。其次是耕地向水域轉(zhuǎn)換了0．42km2，占 2000 年水域總量的 6． 09%。與此同時(shí)，水域僅向林地轉(zhuǎn)換了 0． 01 km2。轉(zhuǎn)換的結(jié)果是水域面積相對(duì)增加了 133． 67%。 　　4) 工礦居民用地。特點(diǎn)是轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出基本保持平衡。流出的對(duì)象是耕地和林地，分別占 1995年面積的 1． 25% 和 0． 38%; 同時(shí)有 0． 28 km2的耕地流入，占 2000 年工礦居民用地總量的 1．75% 。 　　5) 耕地。特點(diǎn)是轉(zhuǎn)入多，轉(zhuǎn)出少。轉(zhuǎn)入增加的部分主要來(lái)自林地、草地和工礦居民用地，轉(zhuǎn)

9、入面積分別占 2000 年耕地總面積的 2． 13%、0． 19%和0．05%。而1995 年的耕地向林地、草地、水域和工礦居民用地都有流出。轉(zhuǎn)移的結(jié)果是，耕地總量增加了6．89 km2，占1995 年耕地總量的1．72%。 　　2． 2 東江源區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度變化 　　結(jié)合 ArcGIS 的 Erase 命令，疊加 1995 年和2000 年土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)圖，得到動(dòng)態(tài)變化圖。 　　再利用 ArcGIS 的 ZonalStatistics 命令和 TabulateArea 命令，得到土壤侵蝕類型和強(qiáng)度動(dòng)態(tài)變化轉(zhuǎn)移矩陣( 見(jiàn)表 3、圖 1) 【表3】　　　　從各土壤侵蝕強(qiáng)度類型面積凈變化來(lái)

10、看，該區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度類型變化的主要趨勢(shì)為( 表 3) 。 　　1) 微度侵蝕面積有較大幅度減少。微度侵蝕面積總體上凈增加了 56． 51 km2，微度侵蝕與其他侵蝕強(qiáng)度類型出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)出中，有 33． 03km2的面積轉(zhuǎn)變成了輕度侵蝕，有 26． 53 km2的面積轉(zhuǎn)變成了中度侵蝕，有 3． 98 km2的面積轉(zhuǎn)變成了強(qiáng)度侵蝕，僅有 1． 35 km2的面積轉(zhuǎn)變成了極強(qiáng)度侵蝕，總共轉(zhuǎn)出的面積為 64． 89 km2。除了轉(zhuǎn)出外，其他的 5 種侵蝕強(qiáng)度類型亦發(fā)生微度侵蝕的轉(zhuǎn)入，其中以輕度、中度侵蝕轉(zhuǎn)入的最多。由于轉(zhuǎn)出的數(shù)量遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)入的數(shù)量，微度侵蝕面積呈較大幅度減少的趨勢(shì)。 　　2) 輕度侵

11、蝕的面積大幅度增加。輕度侵蝕的面積凈增加了 24． 28 km2?？偟霓D(zhuǎn)出量為 11． 25km2，其中主要轉(zhuǎn)出為微度侵蝕的面積為 4． 34km2，轉(zhuǎn)出為中度、強(qiáng)度侵蝕的面積也較大; 而轉(zhuǎn)入中以微度和劇烈侵蝕為主，轉(zhuǎn)入量分別為 33． 03km2和 1． 44 km2?？梢?jiàn)轉(zhuǎn)入面積較大，總體上面積在大幅增加。 　　3) 中度侵蝕面積增加。中度侵蝕面積凈增加了 12． 55 km2，總的轉(zhuǎn)出量為 22． 05 km2，而轉(zhuǎn)入量為 34． 51 km2。可見(jiàn)，總體上中度侵蝕面積有所增加。 　　4) 強(qiáng)度侵蝕面積呈大幅度增加。強(qiáng)度侵蝕面積增加了32．19 km2?？偟霓D(zhuǎn)出量?jī)H為2．9 km2，

12、而轉(zhuǎn)入量為 35． 09 km2，主要有中度、極強(qiáng)度和微度侵蝕轉(zhuǎn)入。由于轉(zhuǎn)入的數(shù)量遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)出的數(shù)量，強(qiáng)度侵蝕面積呈大幅度增加的趨勢(shì)。 　　5) 極強(qiáng)度侵蝕有所減少。極強(qiáng)度侵蝕面積減少了 10． 06 km2，減少的面積主要向強(qiáng)度侵蝕轉(zhuǎn)出了 11． 49 km2，占 1995 年極強(qiáng)度侵蝕面積的35． 81% 。 　　6) 劇烈侵蝕有所減少，但減少量不大。劇烈侵蝕面積僅減少了 2． 44 km2。 　　2． 3 土地利用變化和土壤侵蝕強(qiáng)度的關(guān)系　　　　通過(guò)對(duì) 1995 年和 2000 年 2 期東江源區(qū)土地利用變化圖和土壤侵蝕強(qiáng)度變化圖進(jìn)行疊加，并計(jì)算出土壤侵蝕強(qiáng)度( Ei) ，結(jié)果見(jiàn)表

13、4、圖 2。由表4可知，土壤侵蝕強(qiáng)度增加主要發(fā)生在耕地、林地、草地這 3 種土地利用方式中，而工礦居民用地的土壤侵蝕強(qiáng)度有所減小?！颈?】　　　　進(jìn)一步研究該區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度變化的土地利用方式，結(jié)果如下( 表 5 和表 6) 。 　　1) 林地內(nèi)部之間的轉(zhuǎn)換，尤其是在有林地向其他林地( 主要是果園) 的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，使得土壤侵蝕強(qiáng)度呈現(xiàn)增強(qiáng)的態(tài)勢(shì)。具體表現(xiàn)在微度侵蝕轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度、中度侵蝕的面積分別是 28． 98 km2、22． 94 km2，而同期林地由輕度、中度侵蝕轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒍惹治g的面積分別是 2． 73 km2、0． 52 km2。轉(zhuǎn)換過(guò)程中，中度侵蝕轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度侵蝕的面積為11． 51 km2

14、、極強(qiáng)度侵蝕轉(zhuǎn)為強(qiáng)度侵蝕的面積為11． 43 km2。由表 5、表 6 可知，有林地、疏林地面積減少，其他林地增加是導(dǎo)致林地土壤侵蝕強(qiáng)度增加的一個(gè)重要因素?！颈?-6】　　　　2) 不同土地利用方式之間的轉(zhuǎn)化對(duì)土壤侵蝕變化的影響主要體現(xiàn)在林地與草地、耕地的轉(zhuǎn)變。林地向草地的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，土壤侵蝕強(qiáng)度增加的面積是 1． 43 km2，而林地向耕地轉(zhuǎn)變過(guò)程中土壤侵蝕強(qiáng)度增加的面積是 0． 99 km2。這表明該區(qū)毀林造田引起的水土流失情況比較嚴(yán)重，應(yīng)引起高度重視。 　　3 結(jié)論　　　　在研究時(shí)段內(nèi)，東江源區(qū)的土壤侵蝕程度有所增加，尤其是林地、草地和耕地之間的轉(zhuǎn)化對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度的變化影響很大。具體表

15、現(xiàn)為，耕地向林地、林地內(nèi)部之間的轉(zhuǎn)換對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度起到減弱效果，而林地向草地、耕地之間的轉(zhuǎn)換化加速了土壤侵蝕的惡化。從研究區(qū)的土壤侵蝕強(qiáng)度量上分析，輕度侵蝕和強(qiáng)度侵蝕增加最多，由此引發(fā)的水土流失程度變化須作進(jìn)一步研究。 　　參考文獻(xiàn): 　　［1］ 史志華，蔡崇法，丁樹(shù)文，等． 基于 GIS 和 ＲUSLE 的小流域農(nóng)地水土保持規(guī)劃研究［J］． 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002，18( 4) : 172 － 175．　?。?］ Shi H，Shao M A． Soil and Water loss from the loessplateau in china［J］． Journal of Arid Environments，2000，45: 9 － 20．　?。?］ 尹忠東，周心澄，朱金兆． 影響水土流失的主要因素研究概述［J］． 世界林業(yè)研究，2003，16( 3) : 32 －36．　?。?］ 吳秀芹，蔡運(yùn)龍． 土地利用/土地覆蓋變化與土壤侵蝕關(guān)系研究進(jìn)展［J］． 地理科學(xué)進(jìn)展，2003，22( 6) :576 － 584。