“人—自然”耦合下土壤侵蝕時(shí)空演變及其防治區(qū)劃應(yīng)用——以湖北省為例.pdf

1、土壤侵蝕是自然因素和人為因素共同作用的結(jié)果，土壤侵蝕分區(qū)是土壤侵蝕防治的基礎(chǔ)。長期以來土壤侵蝕防治分區(qū)主要依據(jù)土壤侵蝕的自然因素，一定程度上忽視了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等人類活動(dòng)差異的重要性。在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人類活動(dòng)對(duì)土壤侵蝕的影響速度更快、頻率更高、強(qiáng)度更大，人為因素的影響已不容忽略。如何從宏觀層面客觀準(zhǔn)確地辨識(shí)土壤侵蝕特征及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制，分析自然與人為因素耦合作用下土壤侵蝕演化特點(diǎn)，以及依托自然環(huán)境及人類活動(dòng)特點(diǎn)對(duì)土壤侵蝕影響的方向和

2、程度，進(jìn)行區(qū)劃并制定防治措施具有十分重要的意義。本文基于宏觀尺度，以社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素為主并結(jié)合自然因素，構(gòu)建區(qū)域尺度土壤侵蝕影響因素基礎(chǔ)指標(biāo)體系，基于偏最小二乘回歸(PLS)方法構(gòu)建模型選取影響土壤侵蝕的主導(dǎo)因子，定量分析區(qū)域土壤侵蝕及其影響因素的相互關(guān)系、空間分布特征和變化規(guī)律。
　　 本研究以湖北省為例，剖析了人為因素時(shí)空變化對(duì)土壤侵蝕的影響特點(diǎn)，將分析結(jié)果應(yīng)用于防治區(qū)劃中，以期為區(qū)域水土保持治理區(qū)劃提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下：

3、⑴湖北省土壤侵蝕空間分布特征表現(xiàn)為：全省不同時(shí)期均呈現(xiàn)山地侵蝕強(qiáng)度大、丘陵地區(qū)次之，平原區(qū)侵蝕強(qiáng)度較小的格局，與地形走勢(shì)基本一致。1995年、2000年和2006年輕度及以上侵蝕面積依次減少，2006年輕度到強(qiáng)度侵蝕分布面積減少，但極強(qiáng)度和劇烈侵蝕面積共增加588km2;土壤侵蝕分布特征變化存在空間差異性，總體表現(xiàn)為山區(qū)土壤侵蝕狀況有所好轉(zhuǎn)，鄂西鄂東縣（區(qū)）單元大部分侵蝕面積不同程度減少了5％-20％，強(qiáng)度下降，而丘陵平原區(qū)侵蝕趨于嚴(yán)重

4、，部分縣（區(qū)）侵蝕面積不同程度增加了5％-20％，平均模數(shù)增加1000 t/(km2·a)以上。⑵區(qū)域地形是影響土壤侵蝕的長期穩(wěn)定因素，社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與土壤侵蝕受地形因素的制約，呈現(xiàn)與地形分布趨勢(shì)較為一致的空間分布格局，人為因素在2006年對(duì)土壤侵蝕的影響大于2000年。利用整合后的多個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為人為因素，結(jié)合地形地貌、水系、降雨三個(gè)自然因素，構(gòu)建土壤侵蝕多因素PLS模型，確定不同時(shí)間截面與土壤侵蝕顯著相關(guān)的因素，進(jìn)行空間自相關(guān)和熱

5、點(diǎn)分析，結(jié)果顯示:顯著相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素受地形因素的制約，地形因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、侵蝕三者存在較為一致的空間分異規(guī)律。盡管地形因素仍是主要影響因素之一，但人為因素影響力逐年提升。2006年與2000年相比，地形因素重要性下降，人為影響因素的比重增大。⑶短時(shí)間尺度內(nèi)，受國家宏觀政策調(diào)控的影響，人類活動(dòng)是驅(qū)動(dòng)土壤侵蝕變化的主導(dǎo)因素。表現(xiàn)為：人為影響因素的指標(biāo)增多，各因素變異程度具有空間分布差異性；人為影響下，坡度差均方差較大的區(qū)域，短期內(nèi)土

6、壤侵蝕惡化速度小于地形平緩區(qū)域；研究時(shí)段中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（第一產(chǎn)業(yè)比例）、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（農(nóng)村居民純收入）、水土保持措施、水利措施及道路修建等指標(biāo)是主要因素，對(duì)土壤侵蝕變化有顯著影響。⑷以地形和降雨因素為基礎(chǔ)得到一級(jí)區(qū)劃6個(gè)子區(qū)域。分別建立6個(gè)區(qū)域土壤侵蝕變化驅(qū)動(dòng)因素模型，分區(qū)模型精度均高于全局模型，且主導(dǎo)因子與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、政策導(dǎo)向關(guān)系緊密。根據(jù)土壤侵蝕及社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的變化趨勢(shì)與特點(diǎn)，劃分出16個(gè)土壤侵蝕二級(jí)區(qū)，針對(duì)區(qū)域自然條件、

7、社會(huì)經(jīng)濟(jì)與土壤侵蝕變化特征，提出修復(fù)與治理措施?？傮w表現(xiàn)為:抑制土壤侵蝕的因素是水土流失治理措施、植樹造林、農(nóng)村生活條件和能源結(jié)構(gòu)的改善;加速土壤侵蝕的因素是產(chǎn)業(yè)（農(nóng)業(yè)、工業(yè)）發(fā)展中不合理的資源開發(fā)利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中道路修建和城鎮(zhèn)建設(shè)等。分區(qū)表現(xiàn)為:秦巴山地區(qū)主要負(fù)面影響是第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展;鄂渝山地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品種植、道路修建加劇土壤侵蝕;南陽大洪山地區(qū)的坡耕地加劇侵蝕，盆地區(qū)域種植業(yè)對(duì)土壤侵蝕呈現(xiàn)抑制作用;江漢平原地區(qū)主要為城鎮(zhèn)化建設(shè)與工業(yè)發(fā)

8、展引起的人為水土流失;桐柏山區(qū)，人為擾動(dòng)大，種植、畜牧、養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)發(fā)展加劇土壤侵蝕;大別山區(qū)人口增長和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等因素導(dǎo)致土壤侵蝕強(qiáng)度增大;幕阜山九嶺山地區(qū)治理成效好，但工農(nóng)業(yè)比重大的地區(qū)如不注意水保措施的實(shí)施則會(huì)加劇侵蝕。
　　 本研究創(chuàng)新點(diǎn)包括：①從宏觀層面，綜合多項(xiàng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，分析了自然環(huán)境大背景下人類活動(dòng)對(duì)土壤侵蝕的動(dòng)態(tài)影響，并將分析結(jié)果應(yīng)用于防治區(qū)劃中。②基于偏最小二乘回歸模型(PLS)動(dòng)態(tài)量化分析土壤侵蝕指標(biāo)和自