3S 技術(shù)視角下泉州市永春縣水土流失敏感性評(píng)價(jià)

黃海林，余 華

（閩江學(xué)院，福建 福州 350108）

1 引言

水土流失會(huì)導(dǎo)致大量的表層土壤和土壤所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，進(jìn)而引起土地生產(chǎn)力下降，因此成為當(dāng)今世界共同面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的環(huán)境災(zāi)害問(wèn)題。加之，農(nóng)業(yè)用地上施用的化肥、農(nóng)藥殘留物很容易隨著水土流失進(jìn)入河湖水庫(kù)，引發(fā)水環(huán)境的惡化，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅，甚至可能引發(fā)滑坡和泥石流等次生災(zāi)害。我國(guó)在生態(tài)文明的全局視角，提出“山水林田湖草是生命共同體”的重要觀點(diǎn)，并著重闡述了“統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理”的重大意義。如今，中國(guó)比以往任何時(shí)候都更加注重生態(tài)文明的建設(shè)與發(fā)展，將水土流失問(wèn)題視為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中必須解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

隨著3S 技術(shù)的迅速發(fā)展，利用侵蝕模型對(duì)土壤侵蝕進(jìn)行定量監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)已成為土壤侵蝕動(dòng)態(tài)研究的一種有效手段，為土地資源的保護(hù)和可持續(xù)利用提供有力的支持，對(duì)水土流失現(xiàn)狀進(jìn)行長(zhǎng)期系統(tǒng)和科學(xué)地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，是制定水土流失防治措施的一個(gè)重要基礎(chǔ)條件[1]。GIS 技術(shù)結(jié)合國(guó)土空間適宜性評(píng)價(jià)，使人們對(duì)環(huán)境的承載力有更深入的了解。國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)是在資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)國(guó)土空間進(jìn)行生態(tài)保護(hù)的重要程度，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)的適宜程度[2]。由于近些年黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)水保工作的不斷強(qiáng)調(diào)，對(duì)水土流失檢測(cè)的技術(shù)路線提出了優(yōu)化的新要求，這需要水土研究檢測(cè)能快速獲取水土流失的驅(qū)動(dòng)因子，并因地制宜建立起適合的評(píng)價(jià)模型。本文基于《資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南》（簡(jiǎn)稱“雙評(píng)價(jià)”） 中的水土流失敏感性評(píng)價(jià)，結(jié)合GIS 技術(shù)分析，利用遙感數(shù)據(jù)，選擇降雨侵蝕力、土壤可蝕性、地形起伏度和植被覆蓋這四個(gè)關(guān)鍵因子，構(gòu)建水土流失敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并繪制相應(yīng)的水土流失敏感性評(píng)價(jià)圖。雙評(píng)價(jià)水土流失敏感性評(píng)價(jià)體系中，評(píng)價(jià)的分級(jí)區(qū)間過(guò)大，因此本研究結(jié)合福建閩南地區(qū)的氣候特點(diǎn)，以永春縣自然地理環(huán)境為基礎(chǔ)，制定出合理的分級(jí)體系進(jìn)行分析。永春縣是國(guó)家水土保持重點(diǎn)建設(shè)單位，對(duì)永春縣進(jìn)行水土流失敏感性分析，可以更好地指導(dǎo)當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)部門(mén)采取有效的防治措施，保護(hù)當(dāng)?shù)氐乃临Y源，維護(hù)生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 研究區(qū)概況和研究技術(shù)路線

2.1 研究區(qū)概況

永春縣位于福建省中南部、泉州市西北部的永春縣是晉江上游兩條溪流的發(fā)源地。北與德化縣、大田縣交界，南接南安市、安溪縣，西連漳平市，東鄰仙游縣。永春縣下轄18 個(gè)鎮(zhèn)、4 個(gè)鄉(xiāng)，共有27 個(gè)社區(qū)和209 個(gè)行政村。永春縣的總面積為1456.87平方千米[3]。

永春縣橫跨南亞熱帶和中亞熱帶氣候區(qū)，東半部為南亞熱帶氣候區(qū)，西北部為中亞熱帶氣候區(qū)，年平均氣溫約為21.7℃，多年平均降水量在1600～2100mm[4]。永春縣干濕季分明，雨季時(shí)間長(zhǎng)，降水集中在3 至9 月。地貌屬于山區(qū)丘陵地，中低山較多，地形起伏大，群山疊峰，裂谷縱橫。森林覆蓋率為69.69%。縣內(nèi)大部分土壤為酸性紅土、磚紅壤和黃壤，土層薄，土質(zhì)疏松，土壤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，分散性大，抗侵蝕能力差。

圖1 永春縣區(qū)位圖

2.2 研究區(qū)水土流失現(xiàn)狀

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，永春縣成為了中國(guó)著名的柑橘種植和烏龍茶出口基地。近年來(lái)，山區(qū)開(kāi)發(fā)和品種升級(jí)成為了新的發(fā)展熱點(diǎn)，這導(dǎo)致新開(kāi)發(fā)面積不斷增加。與此同時(shí)，為了滿足市場(chǎng)需求，原有的茶園和果園在進(jìn)行擴(kuò)建和改造，這使得大面積的山坡表層土壤裸露，加劇了水土流失的嚴(yán)重程度。永春縣的山地生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，茶葉又是永春的支柱產(chǎn)業(yè)，山區(qū)經(jīng)常被開(kāi)發(fā)成梯田用于種茶養(yǎng)茶。如果在生產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中不注意保護(hù)，很容易發(fā)生嚴(yán)重的水土流失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2015 年永春縣發(fā)生的水土流失面積為177.32km2，占全縣面積的12.25%，在“十三五”規(guī)劃期間，永春縣致力于水土流失的治理工作，特別是重點(diǎn)治理茶園，全縣完成了186.64 平方千米的水土流失綜合治理面積；建設(shè)了22 條生態(tài)清潔型小流域，并投入14578 萬(wàn)元用于水土流失治理。這些措施讓水土流失面積降至148.65 平方千米，流失率也從12.25%下降到了10.2%。

2.3 研究技術(shù)路線

如今對(duì)于水土流失的檢測(cè)可以利用很多模型來(lái)獲取，本文章基于“雙評(píng)價(jià)”（2019 年6 月）中的水土流失敏感性評(píng)價(jià)，選擇降雨侵蝕力因子R、土壤可蝕性因子K、地形起伏度因子LS、植被覆蓋因子C 構(gòu)建水土流失敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。分別獲取模型中的各個(gè)因子，其中降水侵蝕力因子R 利用歷年逐月降水?dāng)?shù)據(jù)集，通過(guò)降雨侵蝕力簡(jiǎn)便算法得到； 土壤可蝕性K 通過(guò)廣泛使用的EPIC 模型，結(jié)合修正后的K 值算法運(yùn)算得到； 地形起伏度因子LS 結(jié)合DEM 數(shù)據(jù)，通過(guò)算出地形最大差得到；植被覆蓋度因子C 通過(guò)NDVI 植被指數(shù)，通過(guò)回歸分析法計(jì)算得到。之后結(jié)合遙感衛(wèi)星影像利用GIS的疊加分析以及重分類賦值，得出水土流失數(shù)據(jù)，對(duì)水土流失敏感性進(jìn)行分級(jí)，進(jìn)而了解永春縣的水土流失現(xiàn)狀。再分別制作各個(gè)因子的等級(jí)分布圖，了解不同因子在永春縣水土流失過(guò)程中的影響程度，對(duì)其進(jìn)行分析并提出建議。

圖2 技術(shù)路線圖

3 研究方法

3.1 評(píng)價(jià)模型及評(píng)價(jià)因子

水土流失敏感性是指區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)水土流失生態(tài)過(guò)程發(fā)生的潛在可能性及其程度，是評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、人口負(fù)荷、土地利用合理程度的指標(biāo)之一，也是實(shí)施區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理與管理的重要基礎(chǔ)依據(jù)[5]。永春縣以水力侵蝕為主，因?yàn)榈靥巵啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，雨季時(shí)間長(zhǎng)，降雨量集中且豐富，對(duì)地表土壤的沖刷大，容易造成水土流失。永春縣地形以丘陵為主，地形落差大，進(jìn)一步加劇流水的沖刷能力。本研究針對(duì)永春縣的水力侵蝕進(jìn)行水土流失敏感性分析評(píng)價(jià)。采用“雙評(píng)價(jià)”的水土流失敏感性評(píng)價(jià)計(jì)算公式：

上式中：R 為降雨侵蝕力因子，K 為土壤可蝕性因子，LS 是地形起伏度因子，C 是地表植被覆蓋因子[6]。

3.2 因子計(jì)算及數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)水土流失敏感性評(píng)價(jià)模型，分別收集四類因子所對(duì)應(yīng)的氣象、 土壤、DEM 高程、 植被指數(shù)NDVI 數(shù)據(jù)，分別算出相應(yīng)的因子數(shù)值后，結(jié)合“雙評(píng)價(jià)”賦值指標(biāo)用GIS 的重分類功能進(jìn)行運(yùn)算得出水土流失敏感性。

（1）降水侵蝕力因子（R），是指由降雨引起土壤侵蝕的潛在能力[7]。水土流失是地表土壤受到雨水、徑流和風(fēng)等自然因素侵蝕剝蝕的過(guò)程，其中降水是引起水土流失的重要因素之一。永春縣降水量豐富，水土流失與降水密切相關(guān)。降雨侵蝕力受降水量、降水強(qiáng)度、歷時(shí)長(zhǎng)短等多種因素的影響，因此降水侵蝕力常用雨強(qiáng)和雨量來(lái)計(jì)算。降水侵蝕力R值的計(jì)算分為經(jīng)典算法和簡(jiǎn)便算法，本文章采用簡(jiǎn)便算法。簡(jiǎn)便算法中根據(jù)降雨量數(shù)據(jù)的不同，采用的公式也不同，本文章采用王炎和在2002 年提出的閩南地區(qū)1999 至2003 年月降雨量與侵蝕力的回歸方程，進(jìn)行安溪縣的R 值計(jì)算[8]。

其公式為：

上式中：R 為年降水侵蝕力，MJ·mm/(hm2·h)，P為區(qū)域月降水量，mm。

本研究中，計(jì)算降水侵蝕力時(shí)所采用的數(shù)據(jù)為2017 至2021 年，連續(xù)5 年逐月降水量資料。數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心，利用GIS 的按掩膜提取，裁劃出永春縣的降水?dāng)?shù)據(jù)。分別計(jì)算出5 年各自的降水侵蝕力R 值，再求平均值，并繪制相應(yīng)的R 值因子圖。

（2）土壤可侵性(K)，是指不同土質(zhì)的土壤對(duì)侵蝕的敏感性，土壤的質(zhì)地、團(tuán)粒粒徑、土壤結(jié)構(gòu)以及有機(jī)質(zhì)含量等土壤性質(zhì)都會(huì)影響K 值的大小。通過(guò)計(jì)算K 值我們可以清楚地了解到研究區(qū)域土壤被流水搬運(yùn)與分離侵蝕的難易程度。目前學(xué)術(shù)界廣泛使用的KEPIC[9]模型可獲取土壤可侵性估算值。其計(jì)算公式為：

上式中：SAN 為砂粒所占的百分比，%；SIL 為粉砂所占的百分比，%；CLA 為黏粒所占的百分比，%；C 為土壤有機(jī)碳的百分比含量，%。

通過(guò)（3）式，可以得到修正前的土壤可蝕性因子KEPIC，但為了與其他同類型研究做對(duì)比，對(duì)其乘以0.1317 轉(zhuǎn)化為國(guó)際單位制，其計(jì)算公式為：

土壤可蝕性的計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)源于世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)的HWSD 數(shù)據(jù)，通過(guò)永春縣行政區(qū)的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪，便可得到相應(yīng)的永春縣的土壤柵格數(shù)據(jù)，通過(guò)公式得到相應(yīng)的K 值，并制作K 值因子圖。

（3）地形起伏度因子（LS），指的是地形對(duì)土壤侵蝕的影響，主要體現(xiàn)在坡度(S)和坡長(zhǎng)(L)因子上，LS 是土壤侵蝕動(dòng)力的加速因子，正常情況下坡度越陡，匯流時(shí)間越短，徑流能量越大[10]。因此地形起伏越大，越容易產(chǎn)生水土流失。本研究使用研究區(qū)數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，計(jì)算一定范圍內(nèi)的最大地形高差，作為地形起伏度因子。具體計(jì)算方法是裁剪永春縣DEM 數(shù)據(jù)，使用GIS 的焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)RANGE 函數(shù)計(jì)算LS 值，并繪制相應(yīng)的LS 因子圖。高程DEM 數(shù)據(jù)主要來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云的30M 分辨率DEM 數(shù)據(jù)。

（4）植被覆蓋度因子（C）。植被覆蓋度是影響水土流失的重要因素之一，具有涵養(yǎng)水源、減少水土流失的作用，因此對(duì)于水土流失敏感性的評(píng)價(jià)具有重要意義。植被指數(shù)種類繁多，其中應(yīng)用最廣泛的是NDVI 指數(shù)，它是由近紅外波段和可見(jiàn)光中的紅光波段組合而得。C 因子的計(jì)算公式如下：

上式中，fc為植被覆蓋度；NDVIsoil代表完全是裸土或無(wú)植被覆蓋區(qū)域的NDVI 值，NDVIveg代表完全由植被所覆蓋的像元的NDVI 值，即純植被像元的NDVI 值[11]。

本研究采用資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心提供的中國(guó)年度1KM 植被指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算植被覆蓋因子數(shù)據(jù)。在GIS 軟件中，通過(guò)掩膜提取研究區(qū)域的數(shù)據(jù)后，利用柵格計(jì)算器公式進(jìn)行計(jì)算。

4 水土流失敏感性評(píng)價(jià)

4.1 水土流失敏感性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在“雙評(píng)價(jià)”中，明確規(guī)定的水土流失敏感性的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并提供了相應(yīng)的賦值參考。但水土流失敏感性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與研宄區(qū)域的實(shí)際情況相適應(yīng)且大尺度區(qū)域評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能直接應(yīng)用于小尺度區(qū)域[12]，部分因子的劃分區(qū)間過(guò)大，若盲目照搬套用得到的水土流失敏感性缺乏準(zhǔn)確性。因此本文章基于“雙評(píng)價(jià)”水土流失敏感性賦值標(biāo)準(zhǔn)，綜合GIS 重分類的自然斷點(diǎn)法和相關(guān)文獻(xiàn)[13]，結(jié)合永春縣的實(shí)地情況對(duì)上文計(jì)算得處的R、K、LS、C四個(gè)因子值對(duì)水土流失敏感性的影響制定了等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)將敏感性分為不敏感、 輕度敏感、中度敏感、重度敏感、極敏感五個(gè)等級(jí)，具體見(jiàn)表1。

表1 水土流失敏感性四因子分級(jí)表

4.2 水土流失敏感性單因子評(píng)價(jià)

4.2.1 降水侵蝕力因子評(píng)價(jià)

降水侵蝕力與水土流失關(guān)系密切，降水侵蝕力可以直觀地反映降水量對(duì)水土流失的影響，永春縣降水充沛，研究降水侵蝕力在水土流失敏感性評(píng)價(jià)中尤為重要在其他因素相同的情況下，水土流失敏感性與R 值呈正相關(guān)，R 值越高，水土流失敏感性越高。降水侵蝕力與降雨量密切相關(guān)，通常情況下，降雨量越大，降雨侵蝕越強(qiáng)。

結(jié)合表2，可以觀察到永春縣雨季在3-9 月，因此3-9 月對(duì)應(yīng)的降雨侵蝕力占到了永春縣年降雨侵蝕力的93.96%。但雨季期間降雨量變化較大，最主要的降水集中在5 月至7 月，其中6 月的月均R 值更是占到了年R 值的32.7%，是全年降雨侵蝕力對(duì)水土流失敏感性最高的一個(gè)月。月R 值的變化主要我國(guó)雨帶的季節(jié)性移動(dòng)有關(guān)，3-5 月我國(guó)的雨帶在華南地區(qū)登陸，并開(kāi)始北上移動(dòng)，這段期間永春縣降水逐漸增多。5-6 月永春縣迎來(lái)梅雨季，降雨侵蝕力達(dá)到一年最大值，之后隨著雨帶的北移而下降。在9 月雨帶開(kāi)始往南回退，夏秋之交永春縣也容易收到臺(tái)風(fēng)影響，因此九月的R 值也會(huì)迎來(lái)一個(gè)小峰值。隨著雨帶的退出，永春縣的雨季結(jié)束，進(jìn)入10 月至次年的2 月，永春縣的降水侵蝕力占全年的比重非常小。因此，為了有效治理永春縣的水土流失問(wèn)題，需要特別關(guān)注汛期3-9 月的大量降水，尤其是5-7 月降水侵蝕力的潛在危險(xiǎn)性最大，必須采取相應(yīng)措施加以防范和治理。

表2 永春縣近五年降水侵蝕力R 值統(tǒng)計(jì)表

表3 永春縣降水侵蝕力敏感性分級(jí)占比

表4 永春縣土壤可蝕性分級(jí)占比

表5 永春縣地形起伏度分級(jí)占比

表6 永春縣植被覆蓋度分級(jí)占比

結(jié)合圖3（a）可以看出降水侵蝕力R 值從東南向西北逐漸遞增，因此西北部多為降雨侵蝕力極敏感區(qū)和高度敏感區(qū)，而東南部多為不敏感區(qū)和輕度敏感區(qū)。這與永春縣的地形走勢(shì)一致，永春縣地勢(shì)自西北向東南傾斜，西部山體主要與戴云山脈相連，地形的走勢(shì)有助于亞熱帶季風(fēng)從東太平洋帶來(lái)的暖濕水汽在山前進(jìn)一步爬升，冷凝形成降水，因此在西北部的迎風(fēng)坡一側(cè)降水量會(huì)顯著多于東南部，這也是降水侵蝕力R 值呈現(xiàn)出變化趨勢(shì)的原因。

圖3 水土流失敏感性四因子圖

研究結(jié)果表明，永春縣的降水侵蝕力敏感性空間分布不均，不同敏感程度區(qū)域面積占比存在顯著差異。敏感區(qū)域面積最小的是極敏感區(qū)，其面積為120.77km2，占全縣面積的8.29%；而面積最大的是中度敏感區(qū)，其面積為406.18km2，占全縣面積的27.88%。

4.2.2 土壤可蝕性因子評(píng)價(jià)

土壤是水土流失中受侵蝕的主要對(duì)象，土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地以及有機(jī)質(zhì)含量都會(huì)影響土壤的抗侵蝕能力[14]。一般情況下其抗侵蝕能力直接影響著土地的保育和管保持和穩(wěn)定，土壤的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地以及有機(jī)質(zhì)含量等因素都會(huì)對(duì)其抗侵蝕能力產(chǎn)生重要影響。砂性土壤一般具有較大的孔隙度和良好的透水性，這使得它能夠更好地吸收和轉(zhuǎn)化降水，從而減少了地表徑流的形成。同時(shí)，它還能夠促進(jìn)降水向地下徑流的流動(dòng)，進(jìn)一步減輕了地表水對(duì)土壤的沖蝕和侵蝕作用。有機(jī)質(zhì)含量也會(huì)對(duì)土壤質(zhì)地有一定影響，研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，產(chǎn)生的土壤粘粒越多[14]。通過(guò)公式(3)計(jì)算得到永春縣土壤侵蝕力K 值，K 值越大，土壤可蝕性越強(qiáng)，對(duì)水土保持越不利。

永春縣土壤可蝕性K 值的范圍在0.01242-0.02113。大部分土壤為易蝕性的磚紅壤和黃壤，且K 值的區(qū)間很窄，因此用GIS 的自然斷點(diǎn)法結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，將土壤可蝕性因子分為五級(jí)，具體分級(jí)見(jiàn)表1。

根據(jù)圖4（b）的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)永春縣大部分土壤屬于高度敏感，而輕度敏感和中度敏感土壤的分布較為有限且分散。相比之下，極敏感區(qū)域的土壤相對(duì)集中在永春縣東南部。整個(gè)縣域土壤可蝕性呈現(xiàn)西北低、東南高的趨勢(shì)。永春縣30%的土壤為花崗巖母質(zhì)發(fā)育形成的紅壤和磚紅性紅壤風(fēng)化殼深厚疏松土壤抗蝕能力弱地表植被一旦遭到破壞則土壤侵蝕嚴(yán)重侵蝕量大[15]。其中高度敏感區(qū)域面積最大，高達(dá)785.39km2，約占全縣面積的53.91%，其次為不敏感區(qū)域，面積為295.16km2，約占全縣的20.62%，土壤可蝕性輕度敏感區(qū)、中度敏感區(qū)和極敏感區(qū)面積較小。

圖4 水土流失敏感性四因子分級(jí)圖

4.2.3 地形起伏度因子評(píng)價(jià)

地形是影響水土流失的關(guān)鍵因素，地形起伏越大，地勢(shì)越陡，水土流失發(fā)生的概率越大。永春縣是典型的丘陵地貌，同時(shí)地處戴云山脈南麓，地形起伏大，山高坡陡是影響永春縣水土流失的重要原因。從土壤侵蝕與地形坡度的關(guān)系看，基本表現(xiàn)為隨地形坡度增大土壤侵蝕加劇的特征[16]。

通過(guò)圖4（c）可以看到永春縣大部分區(qū)域?qū)儆诘匦纹鸱雀叨让舾袇^(qū)，高度敏感區(qū)分布面積廣且連續(xù)成片，極敏感、中度敏感區(qū)、輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)面積占比都較小，分布分散零碎。整體地形起伏度LS 值的分布由西北向東南遞減，符合永春縣的地形走勢(shì)。根據(jù)研究結(jié)果，地形起伏度是永春縣土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)中占比最大的因子。其中，高度敏感區(qū)面積最大，達(dá)到1067.30km2，約占全縣面積的73.26%； 其次是中度敏感區(qū)，面積為332.70 km2，約占全縣面積的22.15%。值得注意的是，高度敏感區(qū)主要分布在永春縣西北部和中部，中度敏感區(qū)分布較為均勻，不敏感區(qū)、輕度敏感區(qū)和極敏感區(qū)則分布較為稀疏。大面積高度敏感區(qū)符合永春縣丘陵密布的地形，因此在水土流失治理上永春縣需要對(duì)落差大的地形區(qū)投入更多的資源來(lái)進(jìn)行合理規(guī)劃。

4.2.4 植被覆蓋度因子評(píng)價(jià)

植被覆蓋度對(duì)水土流失地區(qū)的水土保持具有關(guān)鍵作用，植被覆蓋度越高，植被保持水土效果越好，土壤的抗侵蝕能力越強(qiáng)。永春縣地處亞熱帶季風(fēng)氣候雨熱同期，植物種類繁多且生長(zhǎng)茂盛，森林覆蓋率高達(dá)為69.69%，永春縣的植被覆蓋度應(yīng)該普遍較高屬于不敏感區(qū)。但近些年隨著永春縣大興茶園與果園，存在對(duì)山區(qū)林地的過(guò)度開(kāi)發(fā)，地表破壞等不合理行為，植被覆蓋度可能因此受影響。

通過(guò)圖3（d）可以看出永春縣大部分區(qū)域都屬于植被覆蓋度不敏感區(qū)，說(shuō)明永春縣的植被覆蓋度高。植被覆蓋度極敏感區(qū)和高度敏感區(qū)分布極為分散，結(jié)合圖3（c）可以發(fā)現(xiàn)植被覆蓋度低的區(qū)域基本與地形起伏度低的區(qū)域重疊。因?yàn)榈匦屋^低的區(qū)域人類活動(dòng)更加頻繁，因此對(duì)植被的破壞也更大，所以呈現(xiàn)出了分布的一致性。根據(jù)研究結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)永春縣植被覆蓋度不敏感區(qū)域面積占據(jù)了全縣絕大部分，高達(dá)1259.31km2，約占全縣面積的86.44%。因此，提高植被覆蓋度是改善永春縣水土流失問(wèn)題的有效措施。

4.3 水土流失敏感性綜合分析

依照表1 將四個(gè)因子分別賦值后，結(jié)合公式(3)計(jì)算出永春縣的水土流失敏感性值，根據(jù)“雙評(píng)價(jià)”的分級(jí)劃分共劃分為5 級(jí)，劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表7。

表7 水土流失敏感性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表8 永春縣水土流失敏感性分級(jí)占比

根據(jù)研究結(jié)果，永春縣的水土流失敏感性主要為低和較低敏感，占據(jù)了全縣面積的95.34%，這個(gè)結(jié)果表明，水土流失問(wèn)題在永春縣整體上并不嚴(yán)重，但是仍需注意低敏感區(qū)域的細(xì)節(jié)問(wèn)題，進(jìn)行相應(yīng)的水土流失治理。

永春縣的低敏感區(qū)和較低敏感區(qū)主要分布在縣域的東南部和西北部，這兩個(gè)區(qū)域彼此交錯(cuò)分布。其中，低敏感區(qū)面積為484.85km2，約占全縣面積的33.28%； 而較低敏感區(qū)面積為904.13km2，約占全縣面積的62.06%。這兩個(gè)區(qū)域的總面積為1388.98km2，占全縣面積的95.34%。結(jié)合圖4（a）和圖5（b）可以發(fā)現(xiàn)東南部的水土流失敏感性低敏感區(qū)域主要集中在降水侵蝕力不敏感區(qū)，而西北部的水土流失敏感性低敏感區(qū)主要分布在土壤可蝕性不敏感區(qū)。植被覆蓋度永春縣東南部和西北部普遍較高，地形起伏度因子相差不大，因此影響低敏感性區(qū)域分布的主要因素是降水侵蝕力和土壤可蝕性。而較低敏感區(qū)其中以東南部為多，由于東南部降水侵蝕力低，植被覆蓋率高，地形起伏度也較為和緩，因此較低敏感區(qū)集中分布在東南部。雖然土壤可蝕性在東南區(qū)域分布主要以高度敏感性為主，但東南部的高植被覆蓋度和低降水侵蝕力使其水土流失敏感性處于較低水平。

圖5 水土流失敏感性圖

中敏感區(qū)面積為20.83km2，約占全縣面積的1.43%；較高敏感區(qū)面積為32.78km2，約占全縣面積的2.25%。中和較高敏感區(qū)的分布十分接近，主要發(fā)分布在永春縣東北部和西南部。雖然這些區(qū)域位于山谷地區(qū)，地勢(shì)較為地平，但植被覆蓋度以極敏感區(qū)為主，與人類的活動(dòng)密切相關(guān)。中和較高敏感區(qū)的土壤侵蝕也處在高度敏感區(qū)和極敏感區(qū)。在降水侵蝕力方面，東北部的中和較高敏感區(qū)的降水侵蝕力以中度敏感區(qū)為主，因?yàn)檫@塊區(qū)域?qū)儆谏介g盆地，因此降水較為豐富，相比西南部的中高敏感區(qū)降水侵蝕力的因子影響更大。西北部由于地勢(shì)較高，地形起伏度的因子影響較大。

高敏感區(qū)面積為14.28km2，約占全縣面積的0.97%，是所有水土流失敏感性中占比最小的。主要分布在永春縣的西北部，以點(diǎn)狀分布為主。水土流失高敏感區(qū)主要位于永春縣降水充沛的西北部，降雨侵蝕力大，以降水侵蝕離高度敏感區(qū)和極敏感區(qū)為主。分布地區(qū)主要在地形落差大的山嶺，以地形起伏度高敏感區(qū)為主，植被覆蓋度低，土壤可蝕性大。高敏感區(qū)是四個(gè)驅(qū)動(dòng)因子共同作用的結(jié)果。

5 水土流失防治對(duì)策

結(jié)合水土流失敏感性分級(jí)圖5（b）和永春縣水土流失的特點(diǎn)，從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)不同等級(jí)的水土流失敏感性區(qū)域進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，因地制宜，分類指導(dǎo)，把治理和開(kāi)發(fā)相結(jié)合，促進(jìn)生態(tài)修復(fù)。

5.1 永春縣社會(huì)各界，建立完善的水土保持制度

水土流失治理不只有生物工程，對(duì)民眾進(jìn)行水土流失科學(xué)防治的科普教育也尤為重要。水土流失敏感區(qū)主要分布在人類活動(dòng)大的區(qū)域，應(yīng)該倡導(dǎo)人與自然和諧相處的新理念，只有通過(guò)加強(qiáng)治理區(qū)域的群眾宣傳教育，增強(qiáng)群眾的自覺(jué)性，搞好水土保持科學(xué)普及以及技術(shù)推廣工作，才能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。進(jìn)一步加強(qiáng)水土保持的科研技術(shù)研發(fā)力度，加強(qiáng)對(duì)水土流失治理人才的培養(yǎng)，打造專業(yè)性和學(xué)術(shù)性強(qiáng)的科研隊(duì)伍。設(shè)立完善的水土保持激勵(lì)政策，獎(jiǎng)勵(lì)和支持民間社會(huì)力量治理水土流失。縣政府也要加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法力度，對(duì)破壞土地，加劇水土流失的企業(yè)、農(nóng)戶等進(jìn)行依法罰款。

5.2 低敏感區(qū)，促進(jìn)水保生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合

低和較低敏感性區(qū)域的植被覆蓋度高、生態(tài)環(huán)境相對(duì)較好，有較強(qiáng)的水土保持能力，對(duì)于水土流失治理有著重要的作用。因此，在這些區(qū)域中，應(yīng)進(jìn)一步保持植被覆蓋度，并采取適當(dāng)?shù)耐恋乩么胧?。在水土流失敏感性較低，生態(tài)環(huán)境良好的區(qū)域，可以適當(dāng)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游業(yè)，加強(qiáng)森林資源的保護(hù)[17]。生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)旅游業(yè)可以帶動(dòng)美麗鄉(xiāng)村的建設(shè)和落實(shí)，生態(tài)旅游的發(fā)展帶動(dòng)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的同時(shí)有利于進(jìn)一步宣傳水土保持和環(huán)境治理觀念。雖然永春縣低敏感區(qū)和較低敏感性范圍較大，但并不代表可以隨意開(kāi)發(fā)。制定合理的縣域水土流失規(guī)劃，對(duì)新建的茶園果園等大面積的農(nóng)業(yè)用地及時(shí)進(jìn)行審核與科學(xué)規(guī)劃，嚴(yán)格治理超坡度耕作現(xiàn)象[18]，對(duì)于坡度超過(guò)25°以上的梯田或茶園應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐烁€林。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中要留意大型挖掘機(jī)對(duì)山地臺(tái)地的開(kāi)挖，以及推土的不合理堆放，應(yīng)該在開(kāi)發(fā)工程后及時(shí)進(jìn)行護(hù)坡工作以及恢復(fù)植被。尤其是永春縣西北部降雨侵蝕力高敏感區(qū)，雖然該區(qū)域處在較低的水土流失敏感性，但若開(kāi)發(fā)工程對(duì)坡面造成過(guò)度干擾，容易朝著高水土流失敏感性的方向發(fā)展。

5.3 中等敏感區(qū)，推動(dòng)工程、生物、農(nóng)藝三大措施相結(jié)合

中等敏感區(qū)主要分布在永春縣中部，個(gè)別零星分布在東北部。這些地區(qū)主要是植被覆蓋度較低、地形起伏度大的區(qū)域，與人類的不合理活動(dòng)有關(guān)。其中植被覆蓋度低的區(qū)域普遍水土流失敏感性高，對(duì)于這些敏感區(qū)域，應(yīng)該在裸露的園面、梯壁和田埂上，因地制宜地種植圓葉決明、寬葉雀稗或百喜草等，或退茶還林，種植喬木林[19]。建造豐富的地表植被層可以有效減少雨季在地表形成的徑流，減輕降水對(duì)地表的沖擊，同時(shí)這些植被在土壤下形成復(fù)雜的網(wǎng)狀根系彼此纏繞，有利于進(jìn)一步穩(wěn)固土層。在坡度較大且植被覆蓋度較低的坡面，可以修建排水渠、引導(dǎo)溝，減少坡面徑流對(duì)土壤的沖蝕，完善的蓄、 排水系統(tǒng)有利于建立良好的水土保持防護(hù)體系。在農(nóng)業(yè)方面可以積極引進(jìn)先進(jìn)的茶園果園管理技術(shù)、栽培技術(shù)，提升土地綜合生產(chǎn)的能力。對(duì)沒(méi)有留隔離林帶的茶果園要設(shè)置防護(hù)林，根據(jù)不同茶果樹(shù)的防護(hù)要求，建立相應(yīng)的防護(hù)林帶，以起到防風(fēng)防寒、防病蟲(chóng)害等作用[20]。防護(hù)林帶和茶果園林可以相輔相成，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)雙重效益。

5.4 高敏感區(qū)，封山育林，封禁治理

水土流失高敏感區(qū)需要政府和林業(yè)部門(mén)合理組織封山育林的時(shí)間，對(duì)高敏感區(qū)進(jìn)行封育保護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)法，禁止向村民開(kāi)放開(kāi)山種茶養(yǎng)果，讓山林有充足的時(shí)間育草養(yǎng)樹(shù)，促進(jìn)生態(tài)的自我修復(fù)。對(duì)于破壞嚴(yán)重的山體坡地，需要構(gòu)建一個(gè)完善的喬灌草系統(tǒng)來(lái)減少流水侵蝕，促進(jìn)水源涵養(yǎng)。同時(shí)，需要依靠生態(tài)的自我修復(fù)能力來(lái)重建和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

6 結(jié)論

本文基于“雙評(píng)價(jià)”中的水土流失敏感性模型，利用3S 技術(shù)以降水侵蝕力、土壤可蝕性、地形起伏度、植被覆蓋度四個(gè)因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了永春縣當(dāng)前水土流失現(xiàn)狀，制定了定量的永春縣的水土流失敏感性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并繪制相應(yīng)的水土流失敏感性分布圖，得到的結(jié)論如下：

（1）本文基于永春縣近五年的月降水量分析了永春縣的降水侵蝕力，分別羅列出了月R 值和年R值。永春縣的月R 值年內(nèi)變化大，月R 值的變化與降水量呈正相關(guān)，R 值高峰主要集中在3-9 月，但年內(nèi)分布不均，降水侵蝕力的分布與永春縣的地形密不可分，由東南向西北遞增。

（2）在水土流失敏感性的各因子中，降水和植被因子的中度敏感及其以上的區(qū)域相對(duì)面積較少，而地形和土壤因子的中度敏感區(qū)及其以上的相對(duì)面積較大，因此永春縣水土流失敏感性較高的地區(qū)主要受地形起伏度和土壤可蝕性兩因子影響較大。

（3）永春縣水土流失敏感性主要以較低敏感區(qū)為主，面積為904.13km2，約占全縣面積的62.06%，高敏感區(qū)面積為14.28km2，約占全縣面積的0.97%，分布呈現(xiàn)出低敏感區(qū)集中連片，高敏感區(qū)點(diǎn)狀分散的特點(diǎn)。

（4）永春縣水土流失敏感性高敏感區(qū)范圍小，這與政府多年來(lái)大力推進(jìn)水土流失合理治理密不可分。但從各因子的分析來(lái)看永春縣發(fā)生水土流失的隱患很大，其中地形起伏度、土壤可蝕性方面大部分區(qū)域都屬于高敏感區(qū)，降雨侵蝕力因子普遍高等敏感性的西北部也應(yīng)該予以重視。在植被覆蓋度方面，政府對(duì)茶園果園的合理規(guī)劃，封山育林和退茶還林取得了不錯(cuò)的成效，植被覆蓋度主要處于不敏感區(qū)，政府應(yīng)該繼續(xù)保持現(xiàn)有的生態(tài)格局，推進(jìn)永春縣生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。