基于GIS的黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕空間特征分析

周 寧, 李 超, 滿秀玲

(1.東北林業(yè)大學, 哈爾濱 150040; 2.黑龍江省水土保持科學研究院, 哈爾濱 150070; 3.北京林業(yè)大學, 北京 100083)

基于GIS的黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕空間特征分析

周 寧1,2, 李 超3, 滿秀玲1

(1.東北林業(yè)大學, 哈爾濱 150040; 2.黑龍江省水土保持科學研究院, 哈爾濱 150070; 3.北京林業(yè)大學, 北京 100083)

以黑龍江省拉林河流域為研究區(qū)，利用USLE計算土壤侵蝕模數(shù)，并建立了基于GIS的空間柵格數(shù)據(jù)庫。采用地統(tǒng)計分析方法，進行研究區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)空間特征分析。對比現(xiàn)行兩種土壤侵蝕強度分級標準，分析確定適用的土壤侵蝕強度分級標準。采用空間和趨勢分析方法，進行研究區(qū)的土壤侵蝕強度空間分布特征分析。結(jié)果表明：(1) 研究區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)分布具有強烈的空間相關(guān)性，自西向東、由北至南呈線型增大的分布趨勢；(2) 《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標準標準》中規(guī)定的土壤侵蝕強度分級標準適用性更強；(3) 研究區(qū)的土壤侵蝕面積占總面積的94%，強烈、輕度和中度水力侵蝕為主要的侵蝕強度類型；強烈水力侵蝕主要分布于西部的洪積臺地，輕度水力侵蝕主要分布于東部的低山丘陵寬谷，中度水力侵蝕主要分布于中部的地貌過渡帶，極強烈和劇烈水力侵蝕主要呈零散狀分布于東部的低山丘陵溝壑，中部和西部也有零星分布；隨植被覆蓋度的降低，土壤侵蝕強度等級自東向西呈增大趨勢。

土壤侵蝕; 空間特征; GIS; USLE; 拉林河

黑龍江省已成為我國重要商品糧基地中土壤侵蝕最嚴重的地區(qū)之一，正在逐步喪失其作為重要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地的基礎(chǔ)?；诋斍昂谕羺^(qū)水土流失亟須治理的現(xiàn)狀，國內(nèi)外學者對東北黑土區(qū)土壤侵蝕已進行了大量的研究，特別是將GIS引入后，極大的提高和拓展了研究效率及范圍。比如，肖軍倉[1]通過模型模擬了撫河流域土壤侵蝕狀況；王堯[2]利用GIS對比烏江流域不同時段土地利用的時空特征，探討了其對土壤侵蝕的影響；程琳等[3]利用CSLE模型，基于GIS對陜西省土壤侵蝕進行了定量評估；王超[4]基于GIS建立了渭河流域土壤侵蝕因子空間數(shù)據(jù)庫并做出了相應(yīng)土壤侵蝕評價；余瞰等[5]運用遙感與GIS開展了土壤侵蝕強度快速評價方法的研究；周俊菊等[6]結(jié)合GIS和數(shù)學模型分析了不同因子對隴南市土壤侵蝕敏感性的影響；張淑花等[7]在GIS支持下基于RUSLE對綏化市進行了土壤侵蝕的評估；路炳軍等[8]基于GIS計算了北京市土壤侵蝕量并分析了其土壤侵蝕規(guī)律；何耀幫等[9]基于RS和GIS對伊河流域土壤侵蝕強度進行了評價。而針對黑龍江省黑土區(qū)土壤侵蝕的空間分布特征的研究卻鮮有報道，與以往同類研究相比，本文在運用GIS的數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換功能基礎(chǔ)上，著重運用其空間分析功能，對黑龍江省拉林河流域的土壤侵蝕模數(shù)和土壤侵蝕強度空間分布特征進行分析，本研究結(jié)果將增加研究區(qū)水土保持防治措施布設(shè)的目的性和合理性，對實現(xiàn)水土保持工作的信息化管理和科學性決策具有實踐意義，對加強黑土保護與修復(fù)、保障糧食生產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟發(fā)展具有積極意義。

1 研究區(qū)概況

黑龍江省拉林河流域的地理位置、水文、氣象、土壤、植被、地形以及地貌等自然概況，與之前研究[10]相同，此處不再贅述。

2 數(shù)據(jù)處理

2.1 土壤類型數(shù)據(jù)

根據(jù)中國土壤數(shù)據(jù)庫公布的1∶100萬土壤空間數(shù)據(jù)庫，在ArcGIS上裁剪出黑龍江省拉林河流域土壤矢量數(shù)據(jù)。主要有草甸土、暗棕壤、黑土、白漿土、黑鈣土、水稻土、棕色針葉林土、沼澤土和泥炭土等9個土類，包括堿化草甸土、石灰性草甸土、白漿化草甸土、草甸土、暗棕壤性土、暗棕壤、白漿化暗棕壤、草甸暗棕壤、灰化暗棕壤、草甸黑土、白漿化黑土、黑土、白漿土、草甸白漿土、草甸黑鈣土、淹育水稻土、潛育水稻土、棕色針葉林土、表潛棕色針葉林土、草甸沼澤土、泥炭沼澤土、中位泥炭土和低位泥炭土等23個亞類。按土壤類型分布，占拉林河流域面積比例大小依次為草甸土、暗棕壤、黑土、白漿土和黑鈣土，達到拉林河流域面積的90%以上，其它土壤分布零散且面積較小。

2.2 土地利用數(shù)據(jù)

采用黑龍江省拉林河流域假彩色合成數(shù)字衛(wèi)星影像(TM)數(shù)據(jù)，用ERDAS IMAGINE軟件進行監(jiān)督分類，參考黑龍江省第二次土壤侵蝕調(diào)查中對土地利用的分級標準，人工解譯得到土地利用信息，進行拼接和裁剪后得到拉林河流域的土地利用矢量數(shù)據(jù)。黑龍江省拉林河流域土地利用類型主要有耕地、林地、草地、水域、未利用土地和城鄉(xiāng)、工礦、居民用地等6個一級分類類型，包括有林地、灌木林地、疏林地、其他林地、高覆蓋草地、中覆蓋草地、河渠、湖泊、水庫、灘地、城鎮(zhèn)用地、工交建設(shè)用地、沼澤地、裸土地、丘陵區(qū)水田、平原區(qū)水田、山區(qū)旱地、丘陵區(qū)旱地和平原區(qū)旱地等19個二級分類類型。

2.3 數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)

采用黑龍江省拉林河流域1∶10萬的地形圖，經(jīng)掃描、配準及矢量化后生成等高線數(shù)據(jù)，由等高線數(shù)據(jù)建立三角數(shù)字地面模型TIN(Triangulated Irregular Network)，再由TIN內(nèi)插成規(guī)則格網(wǎng)的數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)，柵格大小為250 m×250 m，見圖1。

圖1 黑龍江省拉林河流域DEM

2.4標準化植被指數(shù)和坡度的提取

利用1992年，2002年和2012年遙感影像(TM)數(shù)據(jù)，選取8月且云量小于10%的遙感影像，在ERDAS上按年分別提取標準化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)，取平均值后形成柵格數(shù)據(jù)，柵格大小為250 m×250 m，如圖2所示，0表示存在裸土、水面或巖石等，NDVI值隨植被覆蓋度增大而增大。利用DEM數(shù)據(jù)，在ArcGIS上可分別提取坡度的柵格數(shù)據(jù)(圖3)，柵格大小為250 m×250 m。

圖2 黑龍江省拉林河流域NDVI分布

圖3 黑龍江省拉林河流域坡度分布

2.5降雨量數(shù)據(jù)

中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)公布的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集收錄了黑龍江省自1951年以來的基本、基準地面氣象觀測站及自動站日值數(shù)據(jù)集，其原始數(shù)據(jù)文件經(jīng)過較嚴格的質(zhì)量控制和檢查，并對1971—2000年的部分統(tǒng)計值進行了極值檢驗和時間一致性檢驗，并對已查出的錯誤記錄進行更改。本文選取地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集中黑龍江省全部32個氣象站點日降雨量數(shù)據(jù)，通過初步統(tǒng)計，1972年以后數(shù)據(jù)序列較為完整，同時保證數(shù)據(jù)分析的時段性及時新性，選取1972—2011年32個氣象臺站的日降水量(20—20時)數(shù)據(jù)，除肇州氣象數(shù)據(jù)時限為1988年1月1日—2011年12月31日、鶴崗氣象數(shù)據(jù)時限為1972年1月1日—2008年12月31日外，其余各氣象臺站數(shù)據(jù)時限為1972年1月1日—2011年12月31日。利用excle進行數(shù)據(jù)篩選和統(tǒng)計，先篩選剔除雪、霧、露和霜等形式的降水量數(shù)據(jù)，保留降雨量數(shù)據(jù)。

3 研究方法

3.1 土壤侵蝕模數(shù)的計算

利用通用土壤流失方程(Universal Soil-Loss Equation，USLE)計算土壤侵蝕模數(shù)。先分別求得方程中的各計算因子并建立對應(yīng)柵格數(shù)據(jù)庫，進而在ArcGIS上計算得出土壤流失量的柵格數(shù)據(jù)，最終經(jīng)單位轉(zhuǎn)化得到黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)的柵格數(shù)據(jù)庫。USLE計算公式為：

A=R×K×L×S×C×P

(1)

式中：A——單位時間單位面積上的土壤流失量[t/(hm2·a)]；R——降雨侵蝕力因子[(MJ·mm)/(hm2·h·a)]；K——土壤可蝕性因子[(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)]；L，S——坡長和坡度因子，合稱地形因子；C——作物與覆蓋因子；P——水土保持措施因子；LS，C，P均為無量綱因子。計算得到A后，經(jīng)數(shù)量級換算得到土壤侵蝕模數(shù)，單位為t/(km2·a)。

3.1.1R值的計算 采用章文波等[11]提出的用日降雨量估算R值的模型，公式為：

(2)

α=21.856β-7.1891

(3)

(4)

式中：Ri——第i個半月的降雨侵蝕力值[(MJ·mm)/(hm2·h)]；n——半月內(nèi)天數(shù)，每月上半月天數(shù)均為15，下半月按實際計?。籔j——第i個半月第j日的日侵蝕性降雨量(mm)；α、β——參數(shù)值；Pd——日侵蝕性降雨量的日平均值(mm)；Py——日侵蝕性降雨量的年平均值(mm)。日侵蝕性降雨量取≥12mm的日降雨量[12]。計算年內(nèi)Ri，累加后得到年R值，逐年計算年R值求得期望即為多年平均R值。

采用黑龍江省32個氣象臺站近40a的日降雨量數(shù)據(jù)估算多年平均R值，并建立對應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)庫，在ArcGIS上通過克里格[13](KRIGING)方法進行插值，得到黑龍江省多年平均R值[14]空間分布的柵格數(shù)據(jù)，經(jīng)裁剪，得到黑龍江省拉林河流域多年平均R值的柵格數(shù)據(jù)庫。

3.1.2 K值的計算 采用張科利[15]修正的用土壤顆粒幾何平均粒徑估算K值的方法，公式為：

Ks= 7.954×{0.0017 +0.0494

(5)

K=0.0091+0.5507Ks

(6)

公式(5)是Shirazi[16]提出建立的，式中Dg為土壤顆粒的幾何平均粒徑(mm)。公式(6) 是張科利進一步修訂的，K，Ks均表示估算的土壤可蝕性因子。采用王彬[17]修正的方法計算Dg，公式為：

(7)

式中：fi——第i個粒級占總量的百分比(%)；mi——第i個粒級上下限差值的期望(mm)；n——粒徑的分級數(shù)。

《黑龍江省第二次土壤普數(shù)據(jù)手冊》中土壤質(zhì)地分級標準同時采用卡慶斯基制和國際制，考慮到Dg的計算不受粒徑劃分標準的限制，且采用卡慶斯基制作為土壤粒級劃分標準的土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)前溯時間序列更長更具基礎(chǔ)性，在計算過程中以卡慶斯基制土壤粒級劃分標準為主，無對應(yīng)分級數(shù)據(jù)的，采用國際制土壤粒級劃分標準。在選擇土壤剖面數(shù)據(jù)時，遵循采樣位置與黑龍江省拉林河流域距離最小的原則，并遵循土屬、亞類和土類重要性依次遞減的原則，同一土壤類型存在多個滿足條件的土壤剖面質(zhì)地數(shù)據(jù)時，分別計算后對結(jié)果取平均值。

利用黑龍江省第二次土壤普數(shù)據(jù)中土壤剖面的土壤質(zhì)地分析數(shù)據(jù)，分別計算得到黑龍江省拉林河流域不同土壤類型的K值，在ArcGIS上結(jié)合現(xiàn)有的土壤類型矢量數(shù)據(jù)建立黑龍江省拉林河流域K值的柵格數(shù)據(jù)庫。

(8) 式中：L——坡長(m)；S——坡度(%)；θ——坡度(°)。

在計算過程中對水流流向路徑上的坡長進行距離修正[19]，公式為：

(9)

式中：s1——坐標軸方向柵格內(nèi)坡長；s2——對角線方向柵格內(nèi)部坡長；m——坐標軸方向柵格數(shù)；n——對角線方向柵格數(shù)。

坡度采用已提取的結(jié)果，坡長、LS值的計算均在ArcGIS上通過柵格計算器完成，經(jīng)計算得到黑龍江省拉林河流域LS值的柵格數(shù)據(jù)庫。

3.1.4 C值的計算 采用馬超飛等[20]估算出C值的方法，公式為：

C=0.6508-0.34361lgFc

(10)

(11)

式中：C——作物與覆蓋因子；Fc——植被蓋度(%)；NDVI——在遙感影像上提取的標準化植被指數(shù)；NDVImax，NDVImin——標準化植被指數(shù)最大值和最小值。Fc=78.3%時，C=0，F(xiàn)c>78.3%時，發(fā)生土壤侵蝕的程度微弱；Fc=0.1%時，C=1，F(xiàn)c<0.1%時，降低土壤侵蝕的程度微弱。

在ArcGIS上進行C值的計算，建立黑龍江省拉林河流域C值的柵格數(shù)據(jù)庫。

3.1.5P值的計算 黑龍江省水土保持科學研究所實測了黑龍江省4種應(yīng)用廣泛的水土保持措施P值，分別為：水平梯田0.029，地埂0.145，等高壟作0.352，生物防沖帶0.372；范建榮等[21]通過對典型小流域徑流小區(qū)的產(chǎn)流產(chǎn)沙觀測資料進行統(tǒng)計和計算，得到了東北黑土區(qū)7種主要水土保持措施的P值，分別為：水平臺田0.020，水平坑0.060 1，灌木梗0.054，封禁0.363，順坡起壟種植0.624，橫坡起壟種植0.257，地梗植物帶0.186。查閱《黑龍江省水利建設(shè)統(tǒng)計資料》(1986—2011年)，統(tǒng)計多年來黑龍江省拉林河流域水土保持治理措施的類型和數(shù)量為基礎(chǔ)，通過咨詢相關(guān)水行政主管部門，了解掌握水土保持措施布局現(xiàn)狀，在地圖上標記出水土保持措施的布局情況。黑龍江省拉林河流域的水土保持措施包括水平梯田、坡式梯田、地梗植物帶、等高壟作、地埂、封禁治理、水土保持林、經(jīng)果林、種草，和谷坊、跌水、溝頭防護、過水路面、截流溝等小型水利水保工程等。

分別對不同水土保持措施進行賦值，對無實測P值數(shù)據(jù)和水土保持措施的區(qū)域，結(jié)合不同土地利用類型進行賦值[22]，其中河渠、湖泊、水庫、坑塘P值為0，裸土地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點用地、工交建設(shè)用地、沼澤地P值為1。在ArcGIS上建立黑龍江省拉林河流域P值的柵格數(shù)據(jù)。

3.2 土壤侵蝕模數(shù)的空間相關(guān)性分析

利用ArcGIS的地統(tǒng)計模塊[23]，對黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)進行空間相關(guān)性[24]和空間分布趨勢[25]分析。半變異函數(shù)可以反映數(shù)據(jù)空間相關(guān)關(guān)系，半變異值r(h)隨著距離(h)的增大而增大，半變異曲線反映一個數(shù)據(jù)樣本與其相鄰數(shù)據(jù)樣本的空間關(guān)系，其存在兩個關(guān)鍵點，即間隔為0時的極值點和半變異函數(shù)趨近平穩(wěn)時的拐點，對應(yīng)這兩個關(guān)鍵點有4個參數(shù)，分別是塊金值(Nugget)、變程(Range)、基臺值(Sill)、偏基臺值(Partial Sill)。塊金值與基臺值的比值表示空間相關(guān)度，描述可量空間自相關(guān)的變異的大小，描述系統(tǒng)變量的空間相關(guān)性的程度，即：比值<25%，表明系統(tǒng)具有強烈的空間相關(guān)性；比值介于25%～75%之間，表明系統(tǒng)具有中等的空間相關(guān)性；比值>75%，表明系統(tǒng)空間相關(guān)性很弱。

3.3 土壤侵蝕強度分級

分別采用《土壤侵蝕分類分級標準》(SL190—2007)和《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標準》(SL446—2009)中規(guī)定的土壤侵蝕強度分級標準(表1)，對黑龍江省拉林河流域進行土壤侵蝕強度分級，通過對比分析，確定適用于黑龍江省拉林河流域的土壤侵蝕強度分級標準。

3.4 土壤侵蝕強度空間分布特征

采用空間和趨勢分析方法，分析黑龍江省拉林河流域的土壤侵蝕強度空間分布特征。

表1 土壤侵蝕強度分級標準

4 結(jié)果與分析

4.1 土壤侵蝕模數(shù)及其空間分布特征

經(jīng)計算，在ArcGIS得到土壤流失量A的柵格數(shù)據(jù)庫，經(jīng)數(shù)量級換算得到黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)柵格數(shù)據(jù)庫，柵格大小為250 m×250 m。黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)范圍0～6 763.95 t/(km2·a)，其中河渠、湖泊、水庫和坑塘土壤侵蝕模數(shù)為0，見圖4。

分別計算塊金值和基臺值，塊金值為189 360，基臺值為825 950，塊金效應(yīng)為22.93%，小于25%，表明黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)具有強烈的空間相關(guān)性。此外，半變異函數(shù)云圖也表明半變異值隨著距離的增大而增大，無塊金效應(yīng)，空間相關(guān)性很好。對黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)進行空間分布趨勢分析，表明土壤侵蝕模數(shù)自西向東、由北至南呈線型增大的分布趨勢。

圖4 黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)空間分布

4.2土壤侵蝕強度分級標準適用性分析

《土壤侵蝕分類分級標準》和《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標準標準》中規(guī)定的土壤侵蝕強度分級標準均以土壤侵蝕模數(shù)為量度，分別對不同土壤侵蝕強度做出了級別劃分，且都劃分為6個級別。前者各級別土壤侵蝕模數(shù)閾值上限與下限之差較大，級別閾值從下限200，500，1 000 t/(km2·a)到上限15 000 t/(km2·a)，對土壤侵蝕級別的劃分尺度較大，相比之下，后者在以土壤侵蝕模數(shù)作為閾值進行級別劃分上更細致，土壤侵蝕模數(shù)閾值上限與下限差距更小，級別閾值從下限200 t/(km2·a)到上限4 800 t/(km2·a)，界定發(fā)生不同強度土壤侵蝕的量化指標更低，對土壤侵蝕強度的判別標準要求更嚴格。

采用以上兩個標準，進行黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕強度分級，并按照《水利水電工程制圖標準—水土保持圖》[26]中規(guī)定的土壤侵蝕強度色標表制圖。在ArcGIS上完成制圖，如圖5，6所示，分別為按照《土壤侵蝕分類分級標準》和《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標準標準》規(guī)定的土壤侵蝕強度分級標準制作的黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕強度分布圖，通過對比，采用前一標準制作的土壤侵蝕強度分布圖，對輕度以上土壤侵蝕占總面積的比例低估了18%，沒有體現(xiàn)極強烈和劇烈土壤侵蝕的分布情況。結(jié)合黑龍江省拉林河流域的地形和土地利用條件綜合分析，采用前一標準制作的土壤侵蝕強度分布圖，忽略了高級別土壤侵蝕強度在丘陵溝壑中的存在和發(fā)生，降低了疏林地、丘陵區(qū)水田、山區(qū)旱地、丘陵區(qū)旱地和平原區(qū)旱地的土壤侵蝕強度等級。綜上所述，《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標準標準》中規(guī)定的土壤侵蝕強度分級標準適用性更強。

圖5 黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕強度分布(《土壤侵蝕分類分級標準》)

圖6 黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕強度分布

4.3土壤侵蝕空間分布特征

如圖6所示，黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕類型全部為水力侵蝕，經(jīng)分析，土壤侵蝕面積占總面積的94%，以土壤侵蝕強度劃分，所占總面積的比例大小依次為：強烈水力侵蝕>輕度水力侵蝕>中度水力侵蝕>極強烈水力侵蝕>劇烈水力侵蝕，其中強烈、輕度和中度水力侵蝕面積占總面積的85%、土壤侵蝕面積的90%，為主要的侵蝕強度類型；在空間分布和地形上，強烈水力侵蝕主要分布于西部的洪積臺地，輕度水力侵蝕主要分布于東部的低山丘陵寬谷，中度水力侵蝕主要分布于中部的地貌過渡帶，極強烈和劇烈水力侵蝕主要呈零散狀分布于東部的低山丘陵溝壑，中部和西部也有零星分布；結(jié)合植被覆蓋分布情況，在不考慮零散分布的極強烈和劇烈水力侵蝕情況下，土壤侵蝕強度與植被覆蓋的分布趨勢呈負相關(guān)關(guān)系，即自東向西隨植被覆蓋度的降低，土壤侵蝕強度等級呈增大趨勢。

5 結(jié) 論

(1) 黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕模數(shù)范圍0～6 763.95 t/(km2·a)，其具有強烈的空間相關(guān)性，自西向東、由北至南呈線型增大的分布趨勢。

(2) 《黑土區(qū)水土流失綜合防治技術(shù)標準標準》中規(guī)定的土壤侵蝕強度分級標準，界定發(fā)生不同強度土壤侵蝕的量化指標更低，對土壤侵蝕強度的判別標準要求更嚴格，對評價黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕強度分布情況適用性更強。

(3) 黑龍江省拉林河流域土壤侵蝕類型全部為水力侵蝕，土壤侵蝕面積占總面積的94%，強烈、輕度和中度水力侵蝕為主要的侵蝕強度類型；強烈水力侵蝕主要分布于西部的洪積臺地，輕度水力侵蝕主要分布于東部的低山丘陵寬谷，中度水力侵蝕主要分布于中部的地貌過渡帶，極強烈和劇烈水力侵蝕主要呈零散狀分布于東部的低山丘陵溝壑，中部和西部也有零星分布；隨植被覆蓋度的降低，土壤侵蝕強度等級自東向西呈增大趨勢。

(4) 黑龍江省拉林河流域是黑龍江省大米、大豆等商品糧的主要產(chǎn)區(qū)，對其進行土壤侵蝕的空間評價，有助于增加該流域水土保持防治措施布設(shè)的目的性和合理性，并對實現(xiàn)水土保持工作的信息化管理和科學性決策具有實踐意義，對加強黑土保護與修復(fù)、保障糧食生產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟發(fā)展具有積極意義。

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AnalysisofSpatialCharacteristicsofSoilErosioninLalinRiverBasinofHeilongjiangProvinceBasedonGIS

ZHOU Ning1,2, LI Chao3, MAN Xiu-ling1

(1.NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China; 2.HeilongjiangSoilandWaterConservationScienceInstitute,Harbin150070,China; 3.BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China)

Soil erosion modulus of Lalin river basin of Heilongjiang province was calculated by USLE and the spatial raster database based on GIS. The spatial characteristics of soil erosion modulus were analysed by geostatistical method. According to classification standard of soil erosion intensity, two current kinds were contrasted to determine which was more applicable. The spatial characteristics of soil erosion intensity were analysed by the space and trend analysis method. The results showed that:(1) distribution of soil erosion modulus in the study area had strong spatial correlation, from west to east, were from north to south which had a linear increase trend; (2) the classification standard of soil erosion intensity in the Techniques Standard for Comprehensive Control of Soil Erosion in the Black Soil Region was more applicable; (3) soil erosion area had accounted for 94% of the study area, strong, mild and moderate water erosion were the major types of erosion intensity. Strong water erosion mainly distributed in the western area which was the diluvial platform，mild water erosion mainly distributed in the eastern area which was the hills and wide valley，moderate water erosion mainly distributed in the central area which was transition zone of landforms，extremely strong and severe water erosion showed a scattered distribution in the hills and gully of eastern area ,and had a sporadic distribution in the central and western region.With the decrease of vegetation coverage, classification of soil erosion intensity showed a trend of increase from east to west.

soil erosion; spatial characteristics; GIS; USLE; Lalin river basin

2014-03-30

：2014-05-15

國家自然科學基金(31170420)

周寧(1984—),男,黑龍江海倫人,碩士,工程師,主要從事水土保持規(guī)劃設(shè)計及土壤侵蝕研究。E-mail:zn8764@163.com

S157.1

：A

：1005-3409(2014)06-0010-06