九洲江流域玉林段水土流失監(jiān)測消長情況分析

謝福倩，韋 石，蔡卓杰，李 茂

(廣西壯族自治區(qū)水土保持監(jiān)測站，廣西 南寧 530023)

1 引言

水土流失是影響較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，它能破壞水土資源，造成土地退化、干旱和洪澇等災(zāi)害，引起生態(tài)環(huán)境惡化，威脅著人類的生存和發(fā)展，成為各國普遍關(guān)注的生態(tài)問題。水土流失監(jiān)測是掌握水土流失面積等動態(tài)變化情況的重要手段[1]。綜合應(yīng)用遙感、地面觀測和抽樣調(diào)查等[2]方法和手段開展水土流失動態(tài)監(jiān)測，為摸清區(qū)域水土流失的特點(diǎn)，給政府制定科學(xué)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)及生態(tài)文明建設(shè)決策提供依據(jù)。

九洲江是一條跨越粵桂兩省(區(qū))獨(dú)流入海的河流，發(fā)源于廣西壯族自治區(qū)玉林市陸川縣沙坡鎮(zhèn)[3]，流經(jīng)陸川縣溫泉、大橋、烏石、灘面、良田、古城6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以及博白縣寧潭、文地2個鎮(zhèn)，最后經(jīng)陸川縣古城鎮(zhèn)盤龍圩進(jìn)入廣東省。九洲江流域在廣西境內(nèi)面積為1255 km2，其中陸川縣面積為805.32 km2，博白縣面積為449.68 km2，是玉林市沿江鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要生態(tài)資源。近年來，九洲江水質(zhì)逐漸惡化，粵桂各級政府大力推進(jìn)流域水環(huán)境綜合治理并取得階段性成效，但還存在著水質(zhì)未能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、養(yǎng)殖污染清理不夠徹底、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)退化等諸多問題[4]，通過對九洲江廣西流域進(jìn)行水土流失監(jiān)測，分析九洲江區(qū)域水土流失消長情況，為水土流失綜合治理、水資源保護(hù)和河長制度等決策提供數(shù)據(jù)支撐。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)采用1∶1萬數(shù)字線劃地圖(DLG)，遙感影像來源于GF-1、MOD13Q1和Landsat影像，土地利用數(shù)據(jù)來源于廣西壯族自治區(qū)水土流失動態(tài)監(jiān)測成果(2018年)中九洲江廣西流域?qū)?yīng)的土地利用解譯成果，土壤資料與降水資料采用由水利部水土保持監(jiān)測中心統(tǒng)一計(jì)算下發(fā)的土壤可蝕性因子、降雨侵蝕力因子數(shù)據(jù)，以及水土保持工程、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目等資料。

2.2 研究方法

2.2.1 土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算

將降雨侵蝕力R(MJ·mm/(hm2·h·a)、土壤可蝕性因子K(t·h/(MJ·mm))、坡長因子L(無量綱)、坡度因子S(無量綱)、植被覆蓋與生物措施因子B(無量綱)、工程措施因子E(無量綱)、耕作措施因子T(無量綱)，代入中國土壤流失方程CSLE[5，6]進(jìn)行柵格運(yùn)算。土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算技術(shù)流程

2.2.2 土壤侵蝕強(qiáng)度分析

依據(jù)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》(SL190-2007)[7]，獲取10 m空間分辨率2019年九洲江流域土壤侵蝕強(qiáng)度。

表1 南方紅壤丘陵區(qū)水力侵蝕強(qiáng)度分級

3 九洲江流域水土流失監(jiān)測

3.1 2019年九洲江流域土地利用情況

2019年九洲江流域土地利用類型以有林地、水田為主，面積為778.47 km2、144.37 km2，分別占流域總面積的62.03%、11.5%，其余土地利用類型占流域總面積的26.47%。2019年九洲江流域土地利用分類結(jié)果詳見圖2。有林地、其它林地廣泛分布于九洲江流域，并在流域的邊界地區(qū)集中分布，尤其是流域東北部邊界地區(qū)。水田集中分布于九洲江及其支流沿岸，依河流走勢呈帶狀分布，農(nóng)村建設(shè)用地呈零星分布于水田附近，旱地則零星分布于農(nóng)村建設(shè)用地附近。城鎮(zhèn)建設(shè)用地也基本分布在九洲江及其支流的沿岸，采礦用地比較集中的分布在城鎮(zhèn)用地周邊。其它園地、其它草地、其他建設(shè)用地、裸土地等地類呈零星分布于流域內(nèi)部。

圖2 2019年九洲江流域土地利用類型圖

3.2 2019年九洲江流域土壤侵蝕模數(shù)及侵蝕量

2019年九洲江流域土壤侵蝕模數(shù)在0 t/(km2·a)～103835 t/(km2·a)之間，平均土壤侵蝕模數(shù)為531.52 t/(km2·a)，土壤侵蝕總量為641834.04 t，其中劇烈地塊土壤侵蝕量206854.00 t，占流域總侵蝕量的32.23%；微度地塊土壤侵蝕量133254.94 t，占流域總侵蝕量的20.76%。土壤侵蝕總面積為149.89 km2，占流域總面積的11.94%。劇烈和極強(qiáng)烈的土壤侵蝕發(fā)生在采礦用地以及大規(guī)模開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目造成的裸土地區(qū)域。2019年九洲江流域土壤侵蝕量統(tǒng)計(jì)表詳見表2。

表2 2019年九洲江流域土壤侵蝕量統(tǒng)計(jì)

3.3 水土流失年度消長情況監(jiān)測成果

2018年九洲江流域土壤侵蝕強(qiáng)度數(shù)據(jù)來源于廣西壯族自治區(qū)水土流失動態(tài)監(jiān)測成果(2018年)。與2018年相比，2019年九洲江流域土壤侵蝕面積比2018年減少13.07 km2。在各類型土壤侵蝕強(qiáng)度消長變化方面，中度土壤侵蝕強(qiáng)度面積增加最多，為5.47%；強(qiáng)烈土壤侵蝕強(qiáng)度地塊面積和微度土壤侵蝕地塊面積也稍有增加，分別為2.14%和1.2%。劇烈、極強(qiáng)烈土壤侵蝕強(qiáng)度地塊面積下降明顯，分別減少了27.44%、24.09%；其次是輕度土壤侵蝕強(qiáng)度地塊面積，減少了7.78%。九洲江流域年度土壤侵蝕強(qiáng)度消長情況詳見表3。

表3 九洲江流域年度土壤侵蝕強(qiáng)度消長情況分析

4 水土流失年度消長變化主要原因分析

4.1 土壤侵蝕強(qiáng)度因子計(jì)算差異

植被覆蓋與生物措施B因子的計(jì)算，2019年是采用了融合法與基于單期高分影像的林草覆蓋率計(jì)算方法，而2018年則是采用了修訂法，利用250 m空間分辨率的MODIS影像數(shù)據(jù)進(jìn)行林草覆蓋率計(jì)算。此外，2019年在土地利用分類過程中，未出現(xiàn)灌木林、茶園、果園等二級地類；但在果園、其它園地、有林地及其它林地地類的SLR計(jì)算中，根據(jù)野外調(diào)查情況與經(jīng)驗(yàn)對林下蓋度進(jìn)行取值，即GD值與2018年的不同。B因子數(shù)據(jù)源、計(jì)算方法與經(jīng)驗(yàn)取值的差異造成了2018年、2019年土壤侵蝕強(qiáng)度結(jié)果的變化[8]。

4.2 土地利用分類結(jié)果差異

九洲江流域內(nèi)的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量多，生產(chǎn)建設(shè)活動對地表擾動大，給流域內(nèi)的水土流失造成一定影響。如玉湛高速(廣西段)公路工程，線路長、跨河點(diǎn)多，施工進(jìn)度不同對地表的擾動也不同，導(dǎo)致不同年份的土地利用情況有所差異。在2018年土地利用分類中，玉湛高速等生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成的地表擾動未單獨(dú)分出；而在2019年將造成地表裸露的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目都列為裸土地帶入公式計(jì)算。土地利用分類結(jié)果的差異也是2018年、2019年土壤侵蝕強(qiáng)度結(jié)果變化的重要影響因素[9]。

5 結(jié)論與展望

2019年九洲江流域玉林段土壤侵蝕總面積為149.89 km2，占流域總面積的11.94%，比2018年減少13.07 km2，中度、強(qiáng)烈土壤侵蝕強(qiáng)度地塊面積分別增加了5.47%、2.14%，劇烈、極強(qiáng)烈、輕度土壤侵蝕強(qiáng)度地塊面積分別減少27.44%、24.09%和7.78%。總體上看，九洲江流域玉林段的水土流失狀況向好的方向上發(fā)展，水土流失面積較上年度有所下降，并呈現(xiàn)出高強(qiáng)度向低強(qiáng)度轉(zhuǎn)化的趨勢。

本文在監(jiān)測過程中也存在著不足，在模型精度驗(yàn)證與改進(jìn)方面，需要結(jié)合地面觀測數(shù)據(jù)來判斷B因子計(jì)算方法精度[9]，增加果園、其它園地、有林地及其它林地地類的林下蓋度經(jīng)驗(yàn)取值精度；在土地利用遙感解譯方面，在野外調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)水澆地、茶園和灌木林，需要增加野外抽樣調(diào)查的樣本[10]。