甘肃白龙江流域水土流失的景观生态风险评价

　　摘要以青藏高原、黄土高原和秦巴山区三大地形交汇过渡带水土流失的典型流域———甘肃白龙江流域为研究区，结合ＲUSLE模型和生态风险评价方法，定量分析流域尺度的水土流失景观生态风险时空分异特征。结果表明:(1)白龙江流域水土流失景观生态风险较高，中等风险区以上面积占研究区总面积的48%;在空间上，白龙江两岸及其以北区域、岷江沿岸和迭部县西北部地区的景观生态风险高于其他地区。(2)景观生态风险格局变化不大，呈先增加后减弱的趋势，尤其在2002年后，低风险区迅速增加，其面积达280．89km2，表明研究区水土流失治理效果显著。(3)水土流失的景观生态风险主要集中在未利用地和耕地(尤其是坡耕地)，而林地的生态风险最低;武都区水土流失景观生态风险面积最大。今后重点治理的区域应集中在马街乡、洛塘镇、安化镇、汉王镇、鱼龙乡、浦田乡、熊池乡、桔柑乡和两水镇北部等区域。

　　关键词水土流失;ＲUSLE;景观损失指数;生态风险;白龙江流域

　　水土流失及其造成的生态环境问题，包括农业减产、土地资源减少、旱涝和地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流等)加剧、生态环境退化等，正严重威胁着人类生活和社会经济的可持续发展，不仅是当今世界面临的一个严峻的环境问题，也是各国普遍关注的热点问题之一(Lal，1990;史德明，1996;张志国等，2007)。开展区域水土流失及其生态风险评价研究，不仅可以加深对水土流失影响及危害的认知和理解，而且对水土流失防治效果评价、实施水土保持建设具有重要的意义(张志国等，2007;Nyakatawaetal．，2007;李晓松等，2009)。目前，国内外学者对水土流失过程及其规律进行了大量研究，其中通用水土流失方程(USLE)及其改进版的通用水土流失方程(ＲUSLE)形式简单、使用方便，已被世界各地广泛地应用(Ｒenardetal．，1997)。

　　1研究区概况

　　白龙江流域甘肃段(32°36'N—34°24'N，103°0'E—105°30'E)是嘉陵江上游最大支流，不仅是青藏高原向黄土高原、秦巴山区过渡的斜坡急剧变形带，而且是我国主要滑坡和泥石流灾害高发区之一(王得楷，1997)。流域内山峦叠嶂、沟壑纵横、坡陡流急，地势自西北向东南倾伏，有山地、河谷、黄土等多种地貌景观。白龙江流域属于暖温带向北亚热带过渡地带，夏季高温多雨，冬季温暖少雨，海拔586～4950m，气候垂直分异明显。年平均气温6～14．9°C，年平均降水量400～800mm，且集中在5～10月。甘肃白龙江流域主要包括了迭部县、舟曲县、文县、宕昌县和武都区的大部分地区(图1)，总人口约130万人，有汉、藏、回、彝、东乡等16个民族(赵彩霞，2013)，是多民族聚居区。

　　2数据源与研究方法

　　2.1数据来源

　　本研究采用的数据主要有:流域涉及的县级行政区图，DEM，1∶10万土壤类型图，2001—2010年的月降雨量数据，1990、2002、2010年3期LandsatTM遥感影像及其对应的土地利用图，土壤志等。主要处理软件是ENVI4．8和ArcGIS9．3。

　　2.2水土流失评价模型及其敏感性分析

　　2.2.1ＲUSLE模型及其水土流失评价指标ＲU-SLE是目前应用最广泛的土壤侵蚀模型(Ｒenardetal．，1997)，其数学表达式为:A=Ｒ×K×LS×C×P(1)式中，A为土壤流失量，Ｒ为降雨侵蚀力指标，K为土壤可蚀性因子，LS为坡度坡长因子，C为地表覆盖因子，P为水土保持措施因子。

　　2.2.2ＲUSLE模型各因子值的确定(1)降雨侵蚀力因子(Ｒ)。是降雨引起土壤侵蚀的潜在能力的反映，也是降雨物理特征的函数，难以直接测定(Wischmeieretal．，1971)。由于研究区缺乏短历时的降雨资料，故借鉴周伏建等(1995)改进的Ｒ值计算公式，利用白龙江流域及周边各市县9个气象站点的月降雨数据计算降雨侵蚀力，运用Kriging插值法得到整个白龙江流域Ｒ值分布图。

　　3结果与分析

　　3.1水土流失景观生态风险分布现状

　　总的来说，2010年白龙江流域水土流失景观生态风险以低和较低风险区占主导地位，其面积约占研究区总面积的52%。但高风险区面积也广泛存在，其中较高和高风险区面积达4486．45km2，且主要分布在武都区的白龙江近岸地区，宕昌岷江近岸地区江两岸以及宕昌西北部地区，迭部西北部地区等。较低风险和低风险区面积则主要分布在文县南部和西部地区、拦坝河中上游区域、宕昌和迭部县境内夹杂分布且分散。可见，空间分布格局上，白龙江两岸及其以北区域的景观生态风险高于白龙江以南507谢余初等:甘肃白龙江流域水土流失的景观生态风险评价地区(图2c)。从县域尺度上来看，按高风险区和较高风险区所占面积的比重排序依次为(图3):武都区＞宕昌县＞迭部县＞文县＞舟曲县;低风险区和较低风险区所占面积的比重为:舟曲县＞文县＞迭部县＞宕昌县＞武都区;中等风险区所占面积的比重以武都区为最大，迭部县次之，舟曲县最少。

　　3.2水土流失景观生态风险与土地利用变化的关系

　　以2010年的水土流失潜在的景观生态风险现状为例，利用ArcGIS软件对景观生态风险分布图和土地利用图进行叠置分析，获取研究区不同土地利用类型的生态风险程度信息(图4)。由图4可知，不同土地利用类型的水土流失潜在景观生态风险差异较大。景观生态高风险区和较高风险区主要发生在未利用地和耕地，且在裸土地、河漫滩的沙地和坡耕地尤为突出，分别占这两类土地利用类型面积的51%和47%。中等风险区在各土地利用类型上的分布面积均匀。低风险区和较低风险区主要分布在林地(68%)。因此，裸土地、沙地、坡耕地应是今后防治水土流失重点关注的对象。

　　4结论与讨论

　　本研究利用ＲS、GIS技术以及对ＲUSLE模型参数的“本地化”和景观生态风险指数探讨白龙江流域水土流失的景观生态风险。研究表明，1990—2010年间甘肃白龙江流域水土流失潜在的景观生态风险普遍较高，中等风险区以上面积约占研究区总面积的48%，且白龙江两岸及其以北区域、岷江沿岸和迭部县迭山地区的景观生态风险高于其他地区。

　　参考文献

　　蔡崇法，丁树文，史志华，等．2000．应用USLE模型与地理信息系统IDＲIS预测小流域土壤侵蚀量的研究．水土保持学报，14(2):19－24．

　　陈鹏，潘晓玲．2003．干旱区内陆流域区域景观生态风险分析———以阜康三工河流域为例．生态学杂志，22(4):116－120．

　　凡非得，王克林，熊鹰，等．2011．西南喀斯特区域水土流失敏感性评价及其空间分异特征．生态学报，31(21):6353－6362．

　　傅伯杰，邱扬，王军，等．2002．黄土丘陵小流域土地利用变化对水土流失的影响．地理学报，57(6):717－722

　　谢余初巩杰赵彩霞

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