影响福建省水土流失主导因子的研究
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1引言水土流失会导致大量的表层土壤和土壤所含的营养物质流失,进而引起土地生产力下降,因此成为当今世界共同面临的一个严峻的环境灾害问题。
加之,农业用地上施用的化肥、农药残留物很容易随着水土流失进入河湖水库,引发水环境的恶化,对人民的生命财产造成威胁,甚至可能引发滑坡和泥石流等次生灾害。
我国在生态文明的全局视角,提出“山水林田湖草是生命共同体”的重要观点,并着重阐述了“统筹山水林田湖草系统治理”的重大意义。
如今,中国比以往任何时候都更加注重生态文明的建设与发展,将水土流失问题视为实现可持续发展过程中必须解决的一个关键问题。
随着3S 技术的迅速发展,利用侵蚀模型对土壤侵蚀进行定量监测和预报已成为土壤侵蚀动态研究的一种有效手段,为土地资源的保护和可持续利用提供有力的支持,对水土流失现状进行长期系统和科学地动态监测,是制定水土流失防治措施的一个重要基础条件[1]。
GIS 技术结合国土空间适宜性评价,使人们对环境的承载力有更深入的了解。
国土空间开发适宜性评价是在资源环境承载能力评价的基础上,评价国土空间进行生态保护的重要程度,以及农业生产、城镇建设的适宜程度[2]。
由于近些年党和国家领导人对水保工作的不断强调,对水土流失检测的技术路线提出了优化的新要求,这需要水土研究检测能快速获取水土流失的驱动因子,并因地制宜建立起适合的评价模型。
本文基于《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南》(简称“双评价”)中的水土流失敏感性评价,结合GIS 技术分析,利用遥感数据,选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度和植被覆盖这四个关键因子,构建水土流失敏感性评价指标体系,并绘制相应的水土流失敏感性评价图。
双评价水土流失敏感性评价体系中,评价的分级区间过大,因此本研究结合福建闽南地区的气候特点,以永春县自然地理环境为基础,制定出合理的分级体系进行分析。
永春县是国家水土保持重点建设单位,对永春县进行水土流失敏感性分析,可以更好地指导当地政府和相关部门采取有效的防治措施,保护当地的水土资源,维护生态平衡,实现可持续发展。
福建省山地水土流失现状及其防治对策
王维明;林敬兰;陈文祥;吴清泉
【期刊名称】《中国水土保持》
【年(卷),期】2005(000)007
【摘要】对福建省面积在6.67hm2以上的山地果园、茶园、旱地和其他园地水土流失调查的结果表明,山地开发造成的水土流失面积占全省水土流失总面积的1/5,以轻度流失为主,且水土流失主要分布在果园,其流失面积达174 251.13hm2,其次是茶园.漳州、泉州、宁德和南平4市水土流失严重.针对山地水土流失危害和成因,提出了相应的防治对策.
【总页数】3页(P28-29,39)
【作者】王维明;林敬兰;陈文祥;吴清泉
【作者单位】福建省水土保持监测站,福建,福州,350003;福建省水土保持监测站,福建,福州,350003;福建省水土保持监测站,福建,福州,350003;福建省水土保持监测站,福建,福州,350003
【正文语种】中文
【中图分类】S157.1
【相关文献】
1.福建省安溪县山地茶园水土流失现状及防治对策 [J], 唐丽芳
2.浅谈福建省泉州市山地茶果园水土流失防治对策 [J], 林道华
3.福建省漳平市水土流失现状及防治对策 [J], 张友照;黄仲恺
4.福建省茶园水土流失现状及防治对策 [J], 陈文祥;游文芝;陈明华;吴清泉
5.永春县山地农业开发水土流失现状与防治对策 [J], 吴海彪;林洪玉
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山地水土流失的影响因素及其若干机理王利民;翁伯琦;罗涛;黄东风;栗方亮;罗旭辉【摘要】综述了山地生态系统的特征,并系统介绍山地水土流失对侵蚀区的直接危害和对周边环境的间接威胁,同时深入分析了地形因子、气候条件、植被覆盖和人为活动等因素对山地水土流失的影响。
结果表明,坡度、坡长、降雨量、雨强、植被覆盖度、群落结构、人为经济社会活动和土壤性质是影响水土流失发生与发展的重要驱动因素。
各种影响因素可直接起到驱动作用,更多是多种因素综合作用而起到推动与加剧的作用,其内在机理包括植被与地形,土壤与降雨,降雨与植被,气候与系统,生产与干扰等方面相互关系与作用程度。
应进一步加强全球气候变化对水土流失产生新影响的研究,并辅以遥感等现代技术,旨在为土壤侵蚀预报和防控山地水土流失提供科学依据。
%Features of ecosystem in mountainous areas were summarized firstly ,and then the direct damage of soil erosion in mountainous areas to eroded areas and its indirect threat to surrounding environment were introduced .Meanwhile,the effects of topographic factors,climatic conditions, vegetation coverage,and human activities on soil erosion in mountainous areas were analyzed deeply .It is concluded that the extent of soil erosion is strongly influenced not only by slope length,slope gradient,precipitation,rainfall intensity,vegetative coverage,community structure,human e-conomic and social activities,and soil properties but also by the dynamics of the vegetation-landform,soil-rainfall,rainfall-vegetation,climate-eco-system,and production-interference interactions.Moreover,it is needed to investigate the responses of soil erosion to climate changes by modern technologies like remotesensing .This understanding of soil erosion mechanisms can provide scientific references for the prediction and control of soil erosion in hilly areas.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2016(044)019【总页数】6页(P70-75)【关键词】水土流失;自然条件;人为因素;山地【作者】王利民;翁伯琦;罗涛;黄东风;栗方亮;罗旭辉【作者单位】福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建福州350013;福建省农业科学院农业生态研究所,福建福州350013;福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建福州350013;福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建福州350013;福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建福州350013;福建省农业科学院农业生态研究所,福建福州350013【正文语种】中文【中图分类】S157.1水土流失是在水力、风力、冻融和重力等外营力作用下,土壤表层及其母质被剥蚀、搬运和沉积的全过程,是各种原因导致生态退化的集中体现,其主要包括溅蚀、片蚀、细沟间侵蚀、细沟侵蚀、沟蚀、滑坡和河道侵蚀[1-2]。
根溪河小流域高程和坡度对水土流失现状的影响陈志强,王苏颖,陈志彪(福建师范大学地理科学学院,福建福州350007)摘要:为了探讨福建省长汀水土流失严重的原因,选取地形因子中的高程和坡度,结合“3S”的空间分析技术,对根溪河小流域的水土流失现状进行分析.研究表明:流域内海拔为300 ̄350m所占的面积最大,比例为34.06%,而坡度在25 ̄35°之间的面积最大,占总面积的27.27%;海拔在300 ̄400m之间,因人类活动频繁而又缺乏合理规划与保护措施,导致此区域内成为水土流失分布最广和最严重的地带,而坡度为15 ̄20°的土壤侵蚀率最高.关键词:小流域;高程;坡度;水土流失;根溪河中图分类号:P962文献标识码:A文章编号:1671-8747(2007)01-0088-05水土流失是我国最主要的环境问题.位于东南沿海的福建省素有“八山一水一分田”之称,山地丘陵面积占总土地面积的比例超过80%,开发山地资源在发展地方经济、推动新农村建设等方面具有重要作用,但水土流失伴随而来.长汀是福建省水土流失最严重的区域,以位于长汀河田镇西部的根溪河小流域作为基本的研究单元,进行综合治理,从而合理利用本地水土资源.由于坡度和高程是影响农业生产和建设活动最重要的两个要素,因此,本文以根溪河小流域为例,运用3S技术分析流域高程和坡度对区内的水土流失空间格局的影响,这对土地利用规划、农业结构调整以及生态环境建设都具有重大的现实意义.[1][2][3]1流域概况根溪河小流域位于25°38′ ̄25°41′N,116°19′ ̄116°21′E之间,全流域土地总面积2272.94hm2.流域海拔270.0 ̄690.2m,流域内的地貌以低山、丘陵为主.具有矿物晶粒粗大的黑云母花岗岩在长期湿热气候条件下发育的深厚的红色风化壳,一般厚约10 ̄20m,最厚可达50 ̄60m.地面植被遭到破坏后,红色风化壳直接受到流水的强烈侵蚀,呈现千沟万壑的景象,坡面强烈侵蚀,引起谷底和河流的严重淤积.该区属于中亚热带季风性湿润气候,年均温18.3℃,年降水量1685.6㎜,降雨年内分配为双峰型,降雨量集中,降雨强度大,风向季节性变化显著,每年夏季盛行偏南风,冬季盛行西北风.2数据源与研究方法2.1数据收集与处理本文利用2000年1月27日TMR4G3B2+SPOT全色波段融合的数字影像,进行几何纠正和统一的投影处理,以保证区域内图像、土地利用等数据的空间位置配准.结合中科院遥感所提供全省分县2000年度1∶10万比例尺的土地利用数据文件,以及有关本区的其他水土流失方面的图件和文字资料,在地理信息系统软件ArcView中对扫描入计算机的图件进行矢量化等操作.并在数字地形模块中采用三角化不规收稿日期:2006-04-07基金项目:国家自然科学基金资助项目(40571096)第20卷第1期海南师范大学学报(自然科学版)Vo1.20No.12007年3月JournalofHainanNormalUniversity(NaturalScience)Mar.2007第1期陈志强等:根溪河小流域高程和坡度对水土流失现状的影响89则网(TIN:TriangulatedIrregularNetwork)方法,将矢量化426的图层转换成TIN数据格式,形成栅格数字高程模型(DEM),以进行流域水土流失空间特征分析.2.2土壤侵蚀强度分级的依据及结果本文按中华人民共和国行业标准SL190-96《土壤侵蚀分类分级标准》,水利部水土保持监测中心等《全国土壤侵蚀遥感调查技术规程》(1999)的要求拟订的土壤侵蚀强度分级.3结果与分析3.1海拔和坡度的空间分布特征根溪河小流域的海拔分级及面积统计结果见表1.由表1得出,流域内海拔为300 ̄350m所占的面积最大,比例为34.06%,其次是<300m,所占比例是17.48%,>500m所占的面积最小,为8.29%.由海拔高分级图(见图1)生成的小流域DEM模型(见图2)中可以看出整个流域的立体地形的起伏状况,呈现出西高东低的特征.将表1与表3的数据进行进一步的分析,可得出不同海拔高度的侵蚀率,见表3.从表中可见:350 ̄400m及300 ̄350m海拔的土壤侵蚀率分别高达80.05%和74.39%,而其他海拔高度段的土壤侵蚀率皆不到30%.而从表2可得,除0 ̄5°的河谷盆地外,坡度在25 ̄35°之间的面积最大,占总面积的27.27%,其次是坡度在35 ̄90°之间的面积,所占比例为12.90%,最小的是坡度在5 ̄10°之间的面积,比例为2.36%.表1根溪河小流域海拔高度分级面积统计表分级高程/m面积/㎡所占面积百分比/%图1根溪河小流域海拔高度分级图图2根溪河小流域DEM示意图注:垂直方向比例尺扩大2倍,视觉方向为东北-西南123456总面积<300300 ̄350350 ̄400400 ̄450450 ̄500>5003972600774112536780752810925264420018841502273107517.4834.0616.1812.3711.638.29表2根溪河小流域坡度分级面积统计表分级坡度/o面积/㎡所占面积百分比/%1234567总面积0 ̄55 ̄1010 ̄1515 ̄2020 ̄2525 ̄3535 ̄90786240053752592542515869252687175619920029324252273107534.592.364.076.9811.8227.2712.90[4]3.2小流域的水土流失特征3.2.1水土流失与海拔的关系把流域的海拔高度分布图与水土流失强度分布图进行GIS空间叠加分析,得出其小流域水土流失类型与海拔高度之间的关系特征(见表3、表4).表3根溪河小流域水土流失类型与海拔关系表<300m300 ̄350m350 ̄400m400 ̄450m450 ̄500m>500m微度轻度中度强度强度以上侵蚀总面积29227502531251163256475501057510275751979775273172511891251707300130275575842571415022828505962505580092252944125202095064867511587500764550223987530510094725003998251537650238725101700003404251141515064602002214000241065015007522650075各种程度侵蚀总面积海拔表4不同海拔高度的土壤侵蚀率<300m300 ̄350m350 ̄400m400 ̄450m450 ̄500m>500m侵蚀总面积/m2总面积/m2侵蚀率/%1027575397260025.875758425774112574.392944125367807580.05764550281092527.20399825264420015.12340425188415018.07海拔从表中可见,微度侵蚀类型(即无明显流失)主要分布于海拔<300m的地带.轻度侵蚀类型主要分布于海拔300 ̄350m范围内,而海拔300 ̄350m也是中度侵蚀主要分布的地带.强度侵蚀和强度以上的侵蚀类型主要分布于海拔300 ̄350m之间,而在海拔>400m的区域都没有分布.在根溪河小流域范围内,海拔<300m的区域虽然人类活动最为频繁,土地开发利用强度也大,但因坡度较缓,而且人们对这一区域的土地加以合理的保护和精耕细作,故水土流失程度较轻;而海拔>400m的相对较高的区域,因人类活动的干扰相对较弱,其水土流失程度也较轻;海拔在300 ̄400m之间,因人类活动较之>400m的海拔的区域频繁而又缺乏合理规划与保护措施,导致此区域内成为水土流失分布最广和最严重的地带.3.2.2从水土流失与坡度的角度分析山地坡度对水土流失的产生与发展有重要影响,利用流域内水土流失类型分布图与坡度分布图(见图3)进行叠加,结果见表5.图3根溪河小流域坡度分级图m290海南师范大学学报(自然科学版)2007年图例(°)第1期陈志强等:根溪河小流域高程和坡度对水土流失现状的影响91表5根溪河小流域水土流失类型与坡度关系表0 ̄55 ̄1010 ̄1515 ̄2020 ̄2525 ̄3535 ̄90微度轻度中度强度强度以上侵蚀总面积475222516029006052508165254725078241503480753465025200126225337553752533592512240075600363150279009249755310003885752297254088252542515835501167300828900343125321075193502679750296820022311006700502940751732561807501312425125167526505080775945029193751141515064602002214000241065015007522650075各种程度侵蚀总面积坡度/(°)表6不同坡度的土壤侵蚀率侵蚀总面积/m2总面积/m2侵蚀率/%3071925786240039.0718945053752535.2458905092542563.651052550158692566.331512450268717556.283212550619920051.821606950293242554.800 ̄55 ̄1010 ̄1515 ̄2020 ̄2525 ̄3535 ̄90从表5中可见,微度侵蚀类型(即无明显流失)分布面积最大的是在<5°平缓坡地上;轻度和中度侵蚀分布面积最大的都是在25 ̄35°之间;强度及强度以上侵蚀分布面积最大的都是在<5°内.把表2与表5进行综合分析,可以得出不同坡度下的土壤侵蚀率(见表6).从表中可见:10°以上坡度的土壤侵蚀率都在50%以上,其中,15 ̄20°坡度的土壤侵蚀率最高.这是由于坡度25°是发生土壤侵蚀的临界坡度,人类的生产活动会使水土流失更易发生和加剧.4结语面对庞大的不同时间和空间尺度、不同来源的数据,如何有效地加以应用成为非常重要的问题,“3S”技术为多源数据的整合提供了很好的技术平台,可以快速获取大量新的信息源,为生态环境的监测提供有效的手段.本文基于地理信息系统强大的空间分析功能所进行根溪河流域的水土流失空间格局的分析得出:不同海拔高度的土壤侵蚀强度不同,但海拔在300 ̄400m之间的土壤侵蚀率较高;而15 ̄20°坡度的土壤侵蚀率最高.参考文献:[1][2][3][4][5]杨振怀.水土保持是重要的环境和生态修复重建工程[J].中国水土保持,2001(10):3.王维明,林敬兰,陈文祥,等.福建省山地水土流失现状及其防治对策[J].中国水土保持SWCC,2005(7):28-29.孙丽,陈焕伟,潘家文.运用DEM剖析土地利用类型的分布及时空变化[J].山地学报,2004,22(6):762-766.罗云云,李瑞雪,屈明.重庆石碗溪小流域坡度和高程对土地利用及经济发展的影响[J].山地学报,2004,22(2):254-258.张晓萍,李锐,杨勤科,等.基于RSGIS的中尺度地区退耕变化及其坡度分异研究[J].农业资源与环境科学,2005,21(8):388-392.[5]m2坡度/(°)ImpactofelevationsandslopesonthestatusquoofsoilandwaterlossinthetinywatershedofGenxiRiverChenZhiqiang,WangSuying,ChenZhibiao(CollegeofGeographicalSciences,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China)Abstract:ChangtingCountyistheregionmostseriouslyaffectedbysoilandwaterlossinFujian.Thestatusquoisanalysedbyusingthetechnologyof"3S"inthetinywatershedofGenxiRiver,focusingonlandslopesandelevations.Theresultshowsthatthelandmostlyaffectedismainlydistributedontheslopebetween25 ̄35°andontheelevationof300 ̄350m.Thelargestandmostserioussoilandwaterlossareaisdistributedontheelevationof300 ̄400m,causedbyhumanbeings'frequentactions,lackofscientificdesignandrationallpreservationmeasures,whereastherateofsoilerosionisthehighestintheareaontheslopeof15 ̄20°.Keywords:watershed;slope;elevation;soilandwaterloss;GenxiRiver92海南师范大学学报(自然科学版)2007年(上接第87页)参考文献:[1][2][3][4][5]赵仁昌.若尔盖草地沙化及防治对策[J].四川环境,1995,14(2):15-20.LehmkuhlF,刘世建.青藏高原东北部若尔盖盆地荒漠化[J].山地研究,1997,15(2):119-123.杨永兴.若尔盖高原生态环境恶化与沼泽退化及其形成机制[J].山地学报,1999,17(4):318-323.李昌平.川西北鼠虫害调查[M].北京:中国农业出版社,1993:63-67.卡召加.甘肃玛曲县草地沙化现状成因及治理对策[J].甘肃农业,2005,227(6):31-32.StudyofgrasslanddesertificationandcontrolmeasuresinRuoergaiBasinofQinghai-TibetPlateauShengHaiyang1,2(1.NanjingCommunicationsInstituteofVocationalTechnology,Nanjing211188,China;2.ChengduUniversityofScienceandEngineering,Chengdu610059,China)Abstract:ThispapermainlyexpoundedonmanycausesforgrasslanddesertificationinRuoergaiPlateaubyusingthemethodofromotesensingandfieldtrips.Theresultsshowthatgrasslanddesertificationdevelopsasaresultofthecomprehensiveeffectsoftheenvironmentandhumanactivities.Thegrasslanddesertificationhasbecomeaseriouseco-environmentprobleminRuoergaiPlateauupstreamofHuangheRiver,thusdemandingcontrolmeasuresagainstgrasslanddesertification.Keywords:RuoergaiBasin;grasslanddesertification;controlmeasures。
沿海防护林主要造林树种木麻黄的适宜性分析廖晓丽;周新年;刘健;余坤勇;郑德祥;赖日文【摘要】Casuarina equisetifolia is one of main afforestation tree species in Fujian southeast coastal shelterbelt forest.It is significant to clear its suitable area for the scientific division and the introduction and bined with 3S technology,from the climate and soil factors,from five dominant factors of the soil organic matter,the mean annual temperatures,the accumulated temperatures,the soil thicness and the mean annual rainfall,this paper analyzed the suitability of Casuarina equisetifolia in 22 townships of Zhangpu County by using the similar priority ratio.The result was divided into three ecological regions: the suitable area,the generally suitable area and the barely suitable area.The results show that the distribution of Casuarina equisetifolia in each villages and towns of Zhangpu County is mainly the general suitability areas,which the suitable area is in Maping town,and the barely suitable areas include the area in Liuao town,Chihu town and Gulei town.The suitability division provides important theoretical basis for the introduction and cultivation of Casuarina equisetifolia.%木麻黄是闽东南沿海防护林的主要造林树种之一,明确它的适生区域对该树种的科学区划和引种栽培意义重大,现结合3S技术,采用相似优先比的方法,从气候和土壤的相关因子进行分析,以土壤有机质、年平均温度、≥10℃积温、土层厚度和年平均降水量为主导因子,对木麻黄在漳浦县下属22个乡镇的适宜性进行分析和区划,并根据测定结果划分为适宜区、一般适宜区和勉强适宜区3个生态区。
第14卷第2期2000年6月水土保持学报JournalofSoilandWaterConservationVol.14No.2Jun.,2000
影响福建省水土流失主导因子的研究 黄炎和1 林敬兰1 蔡志发2 陈明华3 周伏建3(1.福建农业大学土地与环境学系 福州 350002)(2.漳州市水土保持办公室;3.福建省水土保持试验站)
摘 要 影响水土流失的因素众多而复杂,以福建省为研究区域,在闽西北、闽中、闽东、闽西南和闽东南5个地区共建立了442个样区,应用数量化理论Ⅰ,分析样区的土壤侵蚀强度与植被覆盖度、植被结构、土地利用类型、坡度、母岩类型和工程措施及有机质、质地、分散率和降雨侵蚀力R值等的关系,结果表明:影响福建省水土流失的主导因子为植被覆盖度、工程措施、降雨侵蚀力R值、土地利用类型、坡度和有机质6个主导因子,另外,母岩对福建省的水土流失也有一定的影响。关键词 水土流失; 主导因子; 数量化理论Ⅰ中图分类号:S157.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2000)02-0036-05
MajorInfluentialFactorsofSoilErosioninFujianProvinceHUANGYan-he1 LINJing-lan1 CAIZhi-fa1 CHENMing-hua3 ZHOUFu-jian3(1.DepartmentofLandandEnvironmentScienceofFujianAgriculturalUniversity,Fuzhou350002; 2.SoilandWaterConservationOfficeofZhangzhou3.SoilandWaterConservationExperimentalStationofFujianProvince)
Abstract Thefactorswhichinfluencesoilandwaterlossaremultitudeandcomplex.Tofindoutthemajorinfluentialfactors,442sampleplotswereestablishedinthenorth-west,themiddle,theeast,thesouth-westandthesouth-eastinFujianprovince.WiththetheoryⅠofquantification,therelationshipbetweensoilerosionintensityandtheinfluentialfactors,I.e.,vegetationcoverdegree,vegetationstructure,landuse,slopedegree,parentrock,engineeringmeasures,organicmatter,soiltexture,soildispersionandrainfallerodibilityindex,wasanalyzed.Theresultsshowedthat,amongthefactorsabove,themajorfactorsnotablyinfluencedsoilerosionwerevegetationcoverdegree,engineeringmeasures,rainfallerosionindex,slopedegree,organicmatterandlanduse.Thefactorofparentrockalsoimpactedtosoilerosion.Keywords soilandwaterloss; majorinfluentialfactors; theoryⅠofquantification
影响水土流失的因素众多而复杂,既有定性因素,又有定量因素,各因素之间还存在着交互影响。许多学者对此做了大量的研究工作,但大多停留在单因素对水土流失影响方面的研究,也有少数人进行影响水土流失的综合因素的研究,但是对于因素的选取仍带有一定的主观
收稿日期:1999-11-13 *福建省教委科研基金资助项目作者简介:黄炎和,男,38岁,副教授,博士。主要从事土壤侵蚀规律与治理研究,发表论文多篇。现享受国务院特殊津贴专家,曾获福建省科技进步二、三等奖和首届中国水土保持学会青年科技奖。
DOI:10.13870/j.cnki.stbcxb.2000.02.009性。如何科学地确定影响一个地区水土流失的主导因素,对于研究该地区的水土流失状况,进行水土流失的预测预报乃至进行动态监测,都有重要的意义。
1 研究区概况福建省地处我国东南沿海,位于东经115°50′~120°43′和北纬23°33′~28°19′之间。地势西北高,东南低,山地占了全省土地总面积12.14万km2的53.38%,丘陵占29.01%,素有“东南山国”之称。岩浆岩、沉积岩和变质岩都有分布,以岩浆岩类的花岗岩为主。境内河流众多,水系密集,呈格子状分布。气候属于亚热带季风气候区,大部分地区年降水量在1100~2000mm之间,从东南向西北逐渐增加,年降水量等值线分布大体上与海岸线平行。降水季节分配不匀,50%~60%的降水量集中在3~6月,20%~35%集中在7~9月。本省自然植被分属南亚热带季雨林和中亚热带常绿阔叶林两个植被地带,受人为活动影响,原生植被多遭破坏,以马尾松林、杉木林、竹林、灌丛及荒草坡等次生植被和人工植被为主。地带性土壤为赤红壤、红壤和黄壤,非地带性土壤有紫色土等多种类型。山地丘陵为主的地形,降水量大而时空分布不均,暴雨雨量大,强度大,原生植被稀少,加上格子状的冲刷力强的水系、抗蚀性弱的母岩和土壤,使得福建省极易发生水力侵蚀。
2 研究方法影响水土流失的因子众多而复杂,既有定性因子,又有定量因子,而且各因子还存在相互影响。而数量化理论Ⅰ[1]通过对说明变量(称为项目)进行类目(项目的不同取值)划分,实现定性变量到定量变量的转化,从而进行预测及寻找说明变量分别对基准变量的影响程度。因此,本研究采用数量化理论Ⅰ进行影响水土流失的主导因子的筛选。其基本原理见文献[2]。要进行主导因子的筛选,需要计算土壤侵蚀与各影响因子关系方程的复相关系数R,并进行t值检验,只有当t检验值达到显著水平时,建立起来的关系方程用于评价各因子对水土流失的影响才是有效的。为了分析每个项目对土壤侵蚀的影响,进而从众多因子中分辨出主导因子、次要因子及不显著因子,需要计算各项目的偏相关系数并进行t检验。据研究认为[3],当t>2时,该因子的影响较大,可以认为是重要因子;1评价因子影响程度还可用各项目(定性项目)的得分范围指标。第j个项目的得分范围为:range(j)=maxb jk-minb jk
其中b jk为第j个项目第k类目的常数或得分,即各项目中的最大得分值与最小得分值之
差。它表示了自变量对因变量贡献的大小,也就是该因子的重要程度,得分范围大的,对因变量影响亦大,反之则小。传统的评价自变量对因变量影响的做法是将全部自变量参与统计计算,得出各影响因子与因变量的相关程度。但没有考虑到可能因为某些对因变量没有显著影响的因子参与统计计算后,影响到其它因子的方差贡献,使得本来对因变量有影响的因子可能因此而变为非影响因子。所以,本研究在筛选主导因子时,采用逐步剔除的方法进行。具体做法是:首先,取全部m个项目参与数量化评价,然后逐次减少一个项目,减少的项目按偏相关系数不显著,或得分范围最小的标准来确定。其次,对剩余的m-1个项目再做数量化评价,检验复相关系数的变化,
37第2期黄炎和等:影响福建省水土流失主导因子的研究在保证复相关t检验达到显著水平的情况下,分析各项目的t检验值变化情况。然后再用同样的方法删去项目,依此类推。对于那些具有一定影响而非主导因子(偏相关系数在1~2之间,或得分范围较小)、同时又与主导因子存在显著相关的项目,也做逐一剔除处理。
3 样区的建立与信息的提取
根据1984年福建省水土流失普查的结果,在全省闽西北、闽中、闽东、闽西南和闽东南5个地区共建立了442个样区,样区内自然地理条件和人类活动干扰等因素基本一致,其面积不小于500m×500m。根据颁布的标准和福建省的实际情况确定每个样区的土壤侵蚀强度,同时记录该样区的植被覆盖度、植被结构、土地利用类型、坡度、土壤结构、母岩类型、土壤类型和工程措施等信息。然后采集各样区的混合土样,用常规法分析各土样的理化性质,得到有机质、质地和分散率等数值,从“福建省降雨侵蚀力等值线”图上查得该样区的降雨侵蚀力R值。
4 项目的选取和类目的划分项目的选取直接影响到数量化评价结果的准确性和实用性[4],考虑到影响水土流失的因素众多且复杂,因此尽可能全面地选取项目。在综合考虑气候、地形、地质、土壤、植被和人为活动6大影响因素并参考大量文献资料的基础上,初步确定了植被结构、植被覆盖度、土地利用类型、母岩类型、坡度、工程措施、土壤质地、有机质、分散率和降雨侵蚀力R值10个项目(前7个为定性项目,后3个为定量项目)。各定性项目的类目划分主要根据因子分布区间和各因子对土壤侵蚀影响的大小进行,尽量做到扩大级间差别,缩小级内差别。据此原则,对各项目作如下的类目划分,详见表1,表中顺坡指园地和旱地,而原坡则指林地与荒草地。表1 各项目的类目划分
项 目代码类 目 等 级612345植被结构X乔灌草林地草灌农地草灌植被覆盖度C≥90%70%~90%50%~70%30%~50%10%~30%<10%土地利用L林地果园茶园旱地荒草地母岩类型R花岗岩凝灰岩玄武岩页岩砂岩坡度(°)J≤55~1010~1414~1818~25>25工程措施P梯田台地等高耕作顺坡原坡土壤质地Z砂土壤土粘壤土粘土
5 影响福建省水力侵蚀主导因子的确定5.1 10个项目参与分析(M=10)将上述10个因子作为说明变量,各样本(共442个)的土壤流失量作为基准变量,采用兼有定性和定量数据的数量化理论Ⅰ方程进行计算,得复相关系数为0.952,t检验值(64.932)远大于t0.001(3.290),达极显著水平(表2)。偏相关t值大于2,表示该项目对土壤侵蚀起主导作用,有植被覆盖度(59.250)、工程措施(6.917)、土地利用(4.009)、降雨侵蚀力R值(3.490)、坡度(3.266)和有机质(2.044)共6个项目;母岩(1.464)和植被结构(1.764)对福建省水力侵蚀有一定影响;质地(0.707)和分散率(0.710)则影响不大,因此首先删除土壤质地和分散率这两个项目。从定性项目的得分范围
38水土保持学报第14卷