基于GIS和USLE的土壤侵蝕定量分析研究——以四川省洪雅縣為例

周湘山，孫保平，李錦榮，趙 巖，鐘曉娟，王引乾，馮磊，邱一丹

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院水土保持與荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083)

土壤侵蝕已成為全球性的環(huán)境問(wèn)題之一，引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。我國(guó)是世界上土壤侵蝕問(wèn)題最嚴(yán)重的國(guó)家之一，其范圍遍及全國(guó)各地，主要發(fā)生在黃河中上游黃土高原地區(qū)、東北黑土地區(qū)和長(zhǎng)江中上游丘陵地區(qū)。土壤侵蝕是土地退化、河道和湖泊淤積的主要原因，也是導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化的重要因素。對(duì)區(qū)域土壤侵蝕類型和過(guò)程研究是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作。然而，傳統(tǒng)的土壤侵蝕研究方法難以進(jìn)行大尺度區(qū)域的土壤侵蝕狀況的調(diào)查與分析。20世紀(jì)80年代以來(lái)，GIS開(kāi)始被引入與通用土壤流失方程(USLE)結(jié)合進(jìn)行流域土壤侵蝕量的預(yù)測(cè)和估算。90年代初至今，二者的集成被廣泛地應(yīng)用于土壤侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、關(guān)鍵源區(qū)的識(shí)別、不同水土保持方案的模擬評(píng)價(jià)以及流域的管理規(guī)劃等，有效地提高了土壤侵蝕量的預(yù)測(cè)效率和結(jié)果的顯示度[1]。USLE作為使用最廣泛的土壤侵蝕模型，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的方法，在我國(guó)得到廣泛的推廣應(yīng)用。例如，蔡崇法等[2]依據(jù)實(shí)地調(diào)查資料，建立了典型小流域地理數(shù)據(jù)庫(kù)，并在地理信息系統(tǒng)IDRISI支持下，采用USLE土壤侵蝕預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)了小流域土壤侵蝕量;洪華生等人[3]基于GIS和 USLE對(duì)下莊小流域開(kāi)展土壤侵蝕量的預(yù)測(cè)研究，實(shí)現(xiàn)了土壤侵蝕量估算和土壤侵蝕關(guān)鍵源區(qū)的標(biāo)識(shí)。楊娟[4]等人基于GIS和USLE的臥龍地區(qū)小流域土壤侵蝕預(yù)報(bào)，分析小流域的土壤侵蝕強(qiáng)度的空間分布格局，以及土地利用/覆蓋對(duì)流域土壤侵蝕的影響?；诖?，以四川省洪雅縣為研究區(qū)域，選取合適的因子算法，定量確定了土壤侵蝕因子指標(biāo)。在ArcGIS的支持下，建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)土壤侵蝕預(yù)測(cè)模型對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行圖形運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)洪雅縣土壤侵蝕強(qiáng)度的分等定級(jí)，并根據(jù)洪雅縣的土地利用情況與經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃模擬了水土保持的治理措施，為開(kāi)展縣域水土保持規(guī)劃工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

洪雅縣位于四川盆地西南邊緣，地理位置跨東經(jīng)102°49′-103°32′，北緯 29°24′-30°00′。斜置于峨眉山、大相嶺和總崗山之間，形如啞鈴。全縣幅員面積1 896.49 km2，其中耕地 27 987 hm2，林地 139 117.27 hm2，牧草地4 196.08 hm2。洪雅縣位于中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候北緣的山地平原交錯(cuò)帶，地理環(huán)境復(fù)雜，生態(tài)條件多樣。氣候、土地、生物和水等農(nóng)業(yè)自然資源豐富，年均溫 16.8℃，無(wú)霜期 304 d，≥0℃積溫6 149.2℃，≥10℃積溫 5 309.6℃，多年平均降水量1 493.8 mm。洪雅地處四川盆地和涼山山原的過(guò)渡地帶，具有平壩、丘陵和山地等地貌類型，土地資源以林地為主(占總面積的68.8%，人均5.05 hm2)。該縣農(nóng)耕地以水稻土、紫色土為主，林地以山地黃棕壤為主。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究采用的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)包括:土地利用類型圖、土壤類型圖、地形圖、流域數(shù)字高程模型(DEM)等。其中土地利用圖根據(jù)2009年的Landsat/TM影像，TM影像為 LANDSAT7波段遙感數(shù)據(jù)，其地面分辨率為30 m×30 m，根據(jù)不同土地利用類型的光譜反映特征建立解譯標(biāo)志，采用目視解譯法識(shí)別影像的特征屬性，并結(jié)合野外資料對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)督分類，得到遙感分類圖。土壤數(shù)據(jù)來(lái)自全國(guó)第二次土壤普查圖件及各地土壤志。其精度為1∶100萬(wàn)，包括土壤類型矢量數(shù)據(jù)以及黏粒(%)、粉砂(%)、砂粒(%)、有機(jī)質(zhì)(%)等數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)包括:洪雅縣1998-2007年的氣象數(shù)據(jù)。

運(yùn)用ArcGIS的空間數(shù)據(jù)管理和分析功能，建立流域的數(shù)字高程模型(DEM)、土地利用現(xiàn)狀圖、土壤類型圖等矢量圖，對(duì)其屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼操作，再借助ArcGIS將上述各圖柵格化(Grid格式)，考慮到縣域尺度和計(jì)算精度，柵格大小為10 m×10 m，獲得USLE方程的因子圖，再通過(guò)ArcGIS將各因子圖連乘，獲得洪雅縣的土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)圖。

2.2 USLE模型

通用土壤流失方程(USLE)由Wischemier和Smith[5]于1958年提出，為提高各因子計(jì)算的通用性，美國(guó)農(nóng)業(yè)部又提出了修正方程RUSLE。本研究采用這一模型，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

式中:A——單位面積上年平均土壤流失量;R——降雨侵蝕力因子;K——土壤可蝕性因子;L——坡長(zhǎng)因子;S——坡度因子;C——植被覆蓋和管理因子;P——土壤保持措施因子。

2.2.1 R值計(jì)算 降雨侵蝕力因子是評(píng)價(jià)降雨引起土壤分離和搬運(yùn)的潛在動(dòng)力指標(biāo)，雖然一些基于小區(qū)實(shí)驗(yàn)的回歸方程給出了降水因子組合算法，但是這些相對(duì)精準(zhǔn)算法的數(shù)據(jù)往往難以獲得，所以國(guó)內(nèi)外的很多研究人員都偏向于采用一些降水侵蝕因子R的簡(jiǎn)易算法，其中應(yīng)用比較多的就是Wischmeier提出的直接利用多年各月平均降量的經(jīng)驗(yàn)公式。Wischmeier經(jīng)驗(yàn)公式，既考慮了年總降雨量，又考慮了降雨的年內(nèi)分布，比較準(zhǔn)確地反映出區(qū)域降雨對(duì)土壤侵蝕的貢獻(xiàn)率。本研究R值的計(jì)算采用Wischmeier經(jīng)驗(yàn)公式[6]:

式中:Pi——第i月的平均降雨量(mm);P——全年或多年平均降雨量(mm);i=1，2，…，12。Pi和P 來(lái)自洪雅縣氣象站的降雨資料。

2.2.2 K值計(jì)算 依據(jù)Ei-Swaify等的研究，K值的大小與土壤質(zhì)地有較高的相關(guān)性。目前土壤可蝕因子K值的求法主要有:直接測(cè)定法、諾謨圖法、公式法[7]。直接測(cè)定K值法被認(rèn)為最符合田間實(shí)際土壤對(duì)侵蝕力的敏感尺度，但是直接測(cè)定K值所需的時(shí)間較長(zhǎng)，經(jīng)費(fèi)較多;諾謨圖法不僅需要較多參數(shù)，特別是土壤結(jié)構(gòu)級(jí)別和土壤滲透級(jí)別很難準(zhǔn)確獲得;公式法則比較快捷，也較為準(zhǔn)確。美國(guó)通用土壤流失方程USLE及其修正模型RUSLE中K值的確定方法，與諾謨圖法一樣，需要的指標(biāo)不容易確定。因此，本研究，運(yùn)用Williams等人在EPIC模型中發(fā)展的土壤可蝕性因子K的估算方法進(jìn)行計(jì)算[8](圖1)。

式中:Sa——砂粒(0.1～2 mm)含量(%);Si——粉粒(0.002～0.1 mm)含量(%);Ci——黏粒(＜0.002 mm)含量(%);C——有機(jī)碳含量(%);Sn=1-Sa/100。

圖1 洪雅縣土壤可蝕性K值

2.2.3 LS因子計(jì)算 在小流域和區(qū)域尺度上，坡度和坡長(zhǎng)很難通過(guò)實(shí)地測(cè)量獲得，因此，長(zhǎng)期以來(lái)缺少坡度和坡長(zhǎng)等地形指標(biāo)的估算方法。國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)LS因子計(jì)算原理和關(guān)鍵技術(shù)的研究仍顯薄弱。目前運(yùn)用較為廣泛的就是通過(guò)數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model DEM)對(duì)LS因子進(jìn)行提取。

(1)L坡長(zhǎng)因子。運(yùn)用ArcGIS建立洪雅縣數(shù)字高程模型，利用 ArcGIS的 GRID模塊進(jìn)行基于DEM的地形特征分析，提取坡度坡長(zhǎng)圖(圖2)。用通用土壤流失方程中的坡長(zhǎng)指數(shù)L的計(jì)算方法計(jì)算坡長(zhǎng)因子。

式中:λ——坡長(zhǎng)(m);m——坡長(zhǎng)效應(yīng)指數(shù)，當(dāng)坡度＜l%時(shí) ，m=0.2;坡度 1%～ 3%，m=0.3;坡度 3%～5%，m=0.4;坡度＞5%，m=0.5[9]。

(2)S坡度因子的計(jì)算。緩坡上選用McCool等(1987年)研究的坡度公式;在陡坡上采用劉寶元的坡度公式[10]:

式中:S——坡度因子;θ——坡度。

2.2.4 C作物管理及植被蓋度因子的確定

(1)植被蓋度的提取。植被蓋度的計(jì)算現(xiàn)在大多數(shù)是利用遙感提取植被指數(shù)，利用植被指數(shù)與外業(yè)調(diào)查的植被蓋度建立相關(guān)關(guān)系，最終得到植被蓋度圖。而最常用的就是利用植被NDVI指數(shù)，來(lái)估算植被蓋度。

圖2 洪雅縣坡度坡長(zhǎng)因子LS值

根據(jù)安培浚等[11]在西北干旱區(qū)利用NDVI所建立的植被指數(shù)與植被覆蓋度的關(guān)系來(lái)確定植被覆蓋度c。

其中:NDVI——所求像元的歸一化植被指數(shù)。NDVImin，NDVImax——研究區(qū) NDVI的最小值和最大值。

(2)C因子的確定。C值主要受植被覆蓋度和土地利用現(xiàn)狀的制約，蔡崇法等[12]通過(guò)建立坡面產(chǎn)沙量與植被覆蓋度的數(shù)學(xué)模型得到了C因子值與植被覆蓋度之間的關(guān)系。本次研究參考Wischmeier的原始C因子取值對(duì)照表的定義及相關(guān)研究文獻(xiàn)，結(jié)合洪雅縣的實(shí)際情況，利用式(7)計(jì)算各地類年均C因子(圖3)。

圖3 洪雅縣作物管理及植被蓋度因子C值

2.2.5 P保護(hù)措施因子的確定 水土保持措施因子P是采用專門(mén)措施后土壤流失量與順坡種植時(shí)的土壤流失量的比值，反映植被的管理措施差異引起的土壤流失量差別，其范圍在0～1之間。本次研究主要參照美國(guó)農(nóng)業(yè)部手冊(cè)703號(hào)和洪雅縣2009年TM遙感衛(wèi)片解譯出的土地利用現(xiàn)狀圖及相關(guān)的文獻(xiàn)來(lái)進(jìn)行P值的確定[13](圖4)。

圖4 洪雅縣保護(hù)措施因子P值

3 結(jié)果分析

3.1 計(jì)算結(jié)果和數(shù)據(jù)分析

3.1.1 RUSLE各要素的計(jì)算結(jié)果 運(yùn)用Matlab數(shù)學(xué)軟件對(duì)洪雅縣土壤粒徑進(jìn)行3次樣條的插值，用蘇聯(lián)制為基礎(chǔ)進(jìn)行插值，轉(zhuǎn)換得出美國(guó)制、國(guó)際制的主要有效粒徑對(duì)應(yīng)的土壤顆粒累積百分含量。再用ArcGIS對(duì)土壤屬性數(shù)據(jù)處理得到洪雅縣土壤可蝕性K值圖;利用遙感提取植被指數(shù)，算出植被覆蓋度c。用ArcGIS對(duì)植被覆蓋度c進(jìn)行計(jì)算得出洪雅縣作物管理及植被蓋度因子C值圖;運(yùn)用ArcGIS建立洪雅縣數(shù)字高程模型，計(jì)算得出洪雅縣坡度坡長(zhǎng)因子LS值圖;運(yùn)用遙感采用目視解譯法識(shí)別影像的特征屬性并結(jié)合野外資料對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)督分類，得到遙感分類圖。用ArcGIS對(duì)遙感分類圖進(jìn)行賦值運(yùn)算得到洪雅縣保護(hù)措施因子P值圖?？紤]到縣域尺度和計(jì)算精度，柵格大小為10 m×10 m，將得出的USLE方程的因子圖，通過(guò)ArcGIS將各因子圖連乘，獲得洪雅縣的土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)分布圖(圖5)。

圖5 洪雅縣2009年土壤侵蝕強(qiáng)度分布

3.1.2 土壤侵蝕強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分析 通過(guò)圖5統(tǒng)計(jì)得到表1，可以得出洪雅縣土壤侵蝕強(qiáng)度以中度以下等級(jí)為主，其中中度以下侵蝕強(qiáng)度面積共170 115.15 hm2，占土地總面積的89.7%;中強(qiáng)度侵蝕面積共19 533.85 hm2，占土地總面積的10.3%。

表1 洪雅縣2009年土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)面積

3.1.3 土地利用類型統(tǒng)計(jì)分析 運(yùn)用遙感采用目視解譯法識(shí)別影像的特征屬性并結(jié)合野外資料對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)督分類，得到遙感分類圖，運(yùn)用ArcGIS對(duì)遙感分類圖進(jìn)行處理得出洪雅縣2009年土地利用類型圖(圖6)。

圖6 洪雅縣2009年土地利用類型

表2 洪雅縣2009年土地利用類型分類面積統(tǒng)計(jì)

通過(guò)圖6和表2可以得出洪雅縣土地利用類型中耕地面積 27 726.68 hm2，占土地總面積的14.62%;灌木林地面積17 523.57 hm2，占土地總面積的9.24%;有林地面積123 404.6 hm2，占土地總面積的65.07%;水域面積7 301.49 hm2，占土地總面積的3.85%;城鎮(zhèn)村及工礦用地面積9 463.49 hm2，占土地總面積的4.99%;草地面積4 229.17 hm2，占土地總面積的2.23%。洪雅縣土地利用類型主要以耕地和林地為主，耕地和林地一共168 654.85 hm2，占全縣土地總面積的88.93%。

表3 洪雅縣2009年土地利用類型的侵蝕強(qiáng)度的面積百分比 %

根據(jù)表3可以得出洪雅縣各土地利用類型的侵蝕強(qiáng)度分布中:耕地和草地主要以中度以下侵蝕為主，其中無(wú)明顯侵蝕面積分別占20.95%和32.34%，微度侵蝕面積分別占21.59%和24.53%，輕度侵蝕面積分別占48.79%和36.26%，中強(qiáng)度侵蝕面積分別共占8.67%和6.87%。灌木林地和有林地中無(wú)明顯侵蝕均占有較大比例，分別為50.67%和57.35%，其次是微度和輕度侵蝕面積，分別共占有41.29%和36.65%，中強(qiáng)度侵蝕面積最小，分別共占8.04%和6%。水域和城鎮(zhèn)村及工礦用地中度侵蝕和輕度侵蝕占有較大面積，分別共占84.01%和82.31%，相比其他土地利用類型，水域和城鎮(zhèn)村及工礦用地中的強(qiáng)度侵蝕面積占有比例相對(duì)過(guò)高，分別為 4.39%和9.81%，微度侵蝕和無(wú)明顯侵蝕面積占有比例顯著減少，分別共占11.6%和7.88%。洪雅縣土地利用單元的侵蝕強(qiáng)度存在顯著差異，不同的土地利用類型跟土壤侵蝕強(qiáng)度高低有著較為密切的聯(lián)系。

3.2 土壤侵蝕強(qiáng)度分區(qū)

結(jié)合圖5的洪雅縣2009年土壤侵蝕強(qiáng)度分布情況，圖6的洪雅縣2009年土地利用類型狀況和洪雅縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界確定洪雅縣土壤侵蝕強(qiáng)度三區(qū)分區(qū)邊界，得到洪雅縣土壤侵蝕強(qiáng)度分區(qū)分布圖(圖7)。

圖7 洪雅縣土壤侵蝕強(qiáng)度分區(qū)分布

表4 各區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)面積及平均侵蝕模數(shù)

根據(jù)洪雅縣的土壤侵蝕強(qiáng)度分布情況、土地利用類型分布情況和鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布情況，大致將可以將洪雅縣分為以下3個(gè)區(qū)域(圖7)。

(1)北部輕度侵蝕區(qū)。本區(qū)包括漢王、中山、洪川 、余坪 、中保 、止戈 、將軍 、三寶 、東岳等鄉(xiāng)鎮(zhèn) ，面積約665.54 km2，占全縣的 35.09%，人口 24.8萬(wàn)人，占全縣總?cè)丝诘?4.97%。該區(qū)土地利用類型以耕地、水域、城鎮(zhèn)村及工礦用地為主。該區(qū)地貌以沿江河谷沖積平原、臺(tái)地、丘陵為主，水、熱、氣條件好，人口密度大，人均耕地少，能源、交通條件較好，又是全縣農(nóng)、工綜合開(kāi)發(fā)區(qū)，經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)。該區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)為2 118.20 t/(km2?a)，土壤侵蝕強(qiáng)度以輕度為主。

(2)中部微度侵蝕區(qū)。本區(qū)包括花溪、柳江、高廟、桃源等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積約 491.69 km2，占全縣的25.93%。人口5.2萬(wàn)人，占全縣總?cè)丝?15.72%。該區(qū)土地利用類型以耕地、林地和水域?yàn)橹?。該區(qū)地貌以中山為主兼有低山，氣候呈立體分布人口稀少，山地宜林宜牧面積大，飼草充足，礦物貯量較豐富，是全縣林、藥、土特產(chǎn)的主要生產(chǎn)基地。該區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)為1 055.30 t/(km2?a)，土壤侵蝕強(qiáng)度以微度為主。

(3)西南部無(wú)明顯侵蝕區(qū)。本區(qū)包括瓦屋山、張村等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，全區(qū)幅員面積約739.25 km2，占全縣總面積的 38.98%。人口 3.08萬(wàn)人，占全縣總?cè)丝?.31%。該區(qū)土地利用類型主要包括:林地、草地和水域。區(qū)內(nèi)地處縣境西南部，絕大多數(shù)為國(guó)有林地，有國(guó)家級(jí)森林公園瓦屋山，是人煙稀少的天然林區(qū)。由于山峰高聳，河谷深切，氣候寒冷，人跡罕至，所以本區(qū)生態(tài)環(huán)境尚屬天然或原始狀態(tài)。加之位于青衣江流域上游，對(duì)水源涵養(yǎng)和生態(tài)平衡具有重要作用。該區(qū)平均土壤侵蝕模數(shù)為498.82 t/(km2?a)，土壤侵蝕強(qiáng)度以無(wú)明顯侵蝕為主，瓦屋山水庫(kù)等局部地區(qū)伴有中強(qiáng)輕度侵蝕。

3.3 土壤侵蝕強(qiáng)度分區(qū)治理措施

根據(jù)洪雅縣的土壤侵蝕強(qiáng)度分布情況、土地利用類型分布情況和鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布情況， 可以知道洪雅縣土壤侵蝕強(qiáng)度三區(qū)各區(qū)的生產(chǎn)方式和社會(huì)經(jīng)濟(jì)功能， 從而界定三區(qū)的水土流失主要方式和原因，做出針對(duì)性和準(zhǔn)確性的分區(qū)治理措施。

(1)北部輕度侵蝕區(qū)。該區(qū)域包括洪雅縣城區(qū)及其它7個(gè)主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地勢(shì)較為平坦，人口密集，交通、能源條件好，是全縣的農(nóng)工綜合開(kāi)發(fā)區(qū)和糧食作物耕作區(qū)。造成該區(qū)域水土流失的主要因素包括城鎮(zhèn)、工礦等項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)建設(shè)，不合理的耕作方式和沿江流域的水力侵蝕。

該區(qū)應(yīng)加強(qiáng)城市水土流失預(yù)防監(jiān)督工作，認(rèn)真貫徹水土保持相關(guān)法律法規(guī)，督促開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主認(rèn)真履行水土流失防治義務(wù)，按相關(guān)法律法規(guī)明確水土流失防治責(zé)任，確定水土流失防治方案和措施。工業(yè)園區(qū)、商業(yè)貿(mào)易區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、文化娛樂(lè)區(qū)、生活居住區(qū)等，根據(jù)不同的開(kāi)發(fā)建設(shè)目標(biāo)，采取與之相適應(yīng)的水土保持措施，同時(shí)城區(qū)的水土保持措施與城市水系布局、河道整治、排洪工程結(jié)合，提高水系綠化指數(shù)和城市雨洪調(diào)蓄能力，減輕因水土流失而產(chǎn)生的洪澇災(zāi)害和城市水源污染[14]。在人口相對(duì)密集的平壩、丘陵等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，結(jié)合農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加強(qiáng)控制化肥農(nóng)藥的使用，發(fā)展與水源保護(hù)相適應(yīng)的生態(tài)農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)，積極發(fā)展城郊型農(nóng)業(yè)服務(wù)基地，減少面源污染。加強(qiáng)小型水利水保設(shè)施建設(shè)，改善生產(chǎn)條件，因地制宜在村莊及旅游景點(diǎn)等人類活動(dòng)和聚居區(qū)加強(qiáng)農(nóng)村污水垃圾處理，改善人居環(huán)境。

(2)中部微度侵蝕區(qū)。該區(qū)地貌以中山為主兼有低山，土地利用類型包括耕地、林地和水域。其中耕地以坡耕地為主，坡耕地改造工程已成為水土保持生態(tài)建設(shè)的重中之重。水土保持法規(guī)定25°以上的坡耕地退耕還林還草，25°以下的坡耕地要采取相應(yīng)的水土保持措施方可耕作。坡耕地治理措施的主要通過(guò)改變坡面小地形的方法防止坡地水土流失，將雨水及融雪水就地?cái)r蓄，使其滲入地下，減少或防止形成坡面徑流，保持土壤養(yǎng)分，增加農(nóng)作物可利用的土壤水分，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件，提高土地生產(chǎn)能力。天然溝壑及其兩側(cè)山坡地形成的小流域，需因地制宜地采取工程措施、植物措施和保護(hù)性耕作等措施，進(jìn)行坡耕地和溝道水土流失綜合治理。河道兩側(cè)的水土流失治理應(yīng)保育植被，恢復(fù)濕地，清理河道垃圾、障礙物，恢復(fù)景觀生態(tài)，有效發(fā)揮灌木和水生植物的水質(zhì)凈化功能，維護(hù)河道及湖庫(kù)周邊生態(tài)平衡。

(3)西南部無(wú)明顯侵蝕區(qū)。該區(qū)屬青衣江流域上游，是四川省西南山地重要的生物基因庫(kù)，也是國(guó)家寶貴的生物種源基地。區(qū)內(nèi)有瓦屋山國(guó)家級(jí)森林公園和瓦屋山水庫(kù)，生態(tài)環(huán)境尚屬天然或原始狀態(tài)，對(duì)水源涵養(yǎng)和生態(tài)平衡具有重要作用。

該區(qū)應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防監(jiān)督管護(hù)，封山禁牧、禁伐、禁墾，保天然原始森林存量和保護(hù)次生林恢復(fù)森林植被，充分發(fā)揮植被特別是灌草植被的生態(tài)功能，在流域上游形成一道生態(tài)防線，以達(dá)到涵養(yǎng)水源、保持水土的目的。加強(qiáng)小型水庫(kù)等水資源保護(hù)與開(kāi)發(fā)建設(shè)，為下游生產(chǎn)和生活蓄積和提供水源。由于該區(qū)地勢(shì)海拔較高，容易形成泥石流、滑坡等災(zāi)害，當(dāng)?shù)貞?yīng)采取監(jiān)測(cè)、徑流排導(dǎo)、削坡減載、支擋固坡、修建攔擋工程等措施，建立監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警體系。

4 結(jié)語(yǔ)

研究利用ArcGIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理能力，進(jìn)行USLE方程各因子參數(shù)的輸入和運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)洪雅縣土壤侵蝕強(qiáng)度的初步定量分析，給水土保持規(guī)劃治理的提供了較為可靠的依據(jù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式方法進(jìn)行土壤侵蝕強(qiáng)度預(yù)測(cè)，這種分布式方法由于運(yùn)用GIS的柵格數(shù)據(jù)分析功能，可預(yù)測(cè)出每個(gè)柵格的土壤侵蝕量，便于管理者找出較為嚴(yán)重的土壤侵蝕區(qū)，并針對(duì)性提出最佳治理措施。不過(guò)目前的預(yù)測(cè)模型和侵蝕因子的算式算法大多是借鑒原有的技術(shù)和國(guó)內(nèi)外相關(guān)的方法與成果來(lái)確定的，在以后的工作中，還應(yīng)根據(jù)研究區(qū)水土流失實(shí)測(cè)結(jié)果，進(jìn)行校準(zhǔn)、改進(jìn)各因子的算式算法，深入了解區(qū)域土壤、地形、覆被等影響因素的變化，加強(qiáng)對(duì)未來(lái)各侵蝕因子變化的定量分析，以提高預(yù)測(cè)的可靠性、準(zhǔn)確性和突出區(qū)域特色[15]。

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