三峽庫區重慶段水蝕荒漠化時空演變特征研究

周啟剛，陳 丹

（重慶工商大學 旅游與國土資源學院，重慶400067）

荒漠化主要是由于人類過度的經濟活動造成生態系統的脆弱和自然環境的退化，破壞其平衡，導致生態環境不可持續的發展［1］。水蝕荒漠化屬于荒漠化的一種形式，主要以人為破壞植被的地段作為突破口，是在流水作用下土壤逐步產生的一種以片形和溝形為主的侵蝕現象［2］。這種片蝕和溝蝕會導致土壤蓄水能力喪失，引起土壤養分流失，不但破環自然生態環境，同時影響人類社會經濟的發展［3］。近年來，我國的流水侵蝕現象突出，水蝕荒漠化區域已成為環境保護的重點區域，更是土地開發整治的核心區域［4］。部分學者針對水蝕荒漠化作了研究，研究主要包括水蝕荒漠化的評價模型和自動提取的方法研究、水蝕荒漠化的危險程度評價研究以及水蝕荒漠化的遙感調查與檢測等［5－10］。前期有關水蝕荒漠化的研究成果較少，缺乏三峽庫區重慶段水蝕荒漠化動態變化的縣域專項研究。

水蝕荒漠化存在時間過程到空間格局變化的時空演變，RS和GIS是進行時空演變分析的最主要的技術方法，運用時間過程和空間格局相結合的分析方法［11－13］，將水蝕荒漠化落實到具體的空間位置，綜合研究分析其空間—屬性—過程三大特征，基于時空復合的地學信息圖譜分析是合成“空間—屬性—過程一體化數據”圖譜單元的關鍵［14－17］。地形作為自然環境中的重要因素，其特點直接影響地面的物質流動與能量轉化［18－23］，通過研究分析基于地形梯度的水蝕荒漠化分布特征，有利于揭示地形因子與水蝕荒漠化的驅動關系。

三峽庫區流經的區域大多地形復雜，且地勢起伏較大，特別是重慶段區域［24］。重慶地區土地利用受到地形的嚴重制約，人地矛盾突出，地表自然環境分布特征明顯［25］。重慶是三峽庫區蓄水工程的核心區域，人為驅使庫區水面上升或多或少會影響區域的生態環境。本文以三峽庫區重慶段為研究對象，從對2003年和2011年兩期遙感正射影像水蝕荒漠化的提取和分類入手，分析研究區2003—2011年水蝕荒漠化數量、結構以及平面重心遷移變化，研究其時空變化幅度；根據地學信息圖譜分析理論，對水蝕荒漠化圖譜類型進行重組分析，揭示其時空動態演變的圖譜特征；基于DEM數據分析水蝕荒漠化在地形因子影響下的垂直梯度分布及變化特征。研究結果旨在剖析三峽庫區蓄水進程中對土地利用和生態環境造成的影響，為制定區域土地利用整治方案以及環境保護相關制度和政策提供參考，并以期能為中國同類型區域的水蝕荒漠化研究提供方法和思路上的參考。

1 研究區概況與數據來源

重慶市位于中國西南片區，屬于中國最大的城市之一。三峽庫區重慶段位于長江上游下段，向東延伸至巫山縣，向西到達江津市，南北連接武隆縣和開縣，坐標范圍在北緯28°28′—31°44′、東經105°49′—110°12′的一個狹長地帶。三峽庫區是備受中國乃至世界關注的特殊的生態功能區，其生態環境相對脆弱。

本研究主要采用TM正射遙感影像數據、野外考察數據、坡度數據以及其他相關有效數據。影像數據為2003年和2011年的TM正射遙感影像數據，空間分辨率為30m，野外考察范圍較廣，包括巫山、巫溪、開縣、奉節、云陽、忠縣、石柱、豐都、涪陵、長壽、江津等地區。并將研究區1∶5萬的數字高程模型（DEM）數據、運用ArcGIS中的Spatial Analyst模塊根據DEM數據獲得的坡度數據，通過運用TM遙感數據的3波段和4波段計算NDVI值反演的地面植被覆蓋指數數據作為研究輔助材料。

2 研究方法

2.1 遙感數字圖像處理與信息提取

結合本次研究過程中對遙感正射影像數據目視判讀和研究分析的需要，利用ERDAS軟件中的INTERPRETER模塊對獲取的原始TM數據進行波段融合；為減少遙感數據獲取過程中的誤差，利用數據預處理模塊對研究區兩期遙感正射影像數據進行輻射校正和幾何精校正，并統一采用Albers投影方式，中央經線為105°，雙標準緯線分別為25°和47°。本次研究在遙感數據的處理過程中盡量控制不同時相數據在空間位置上的偏差，將偏差控制在0.5個像元之內。目視判讀解譯過程中主要提取2，3，4波段的遙感影像數據，并以4，3，2的順序顯示，有利于提高人工解譯的精準度。

水蝕荒漠化主要是人類活動和自然因素綜合作用下產生的，水流侵蝕作用產生的片蝕和溝蝕將引起土壤松弛，進而剝離土壤，甚至導致植被覆蓋率降低、土地生產力下降、劣地面積增大以及巖石裸露等現象?；谌龒{庫區重慶段兩期遙感正射影像圖，綜合分析水蝕荒漠化產生的原因和導致的結果，結合科學性和遙感影像可判讀性原則，通過內業判讀和實地考察核對，將水蝕荒漠化程度劃分為無水蝕荒漠化、輕度水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化以及重度水蝕荒漠化4個級別，水域不判為水蝕荒漠化區域，并提取研究區2003年和2011年兩個時點的水蝕荒漠化程度解譯數據。各等級水蝕荒漠化的具體判讀標準如表1所示［26］。

表1 研究區水蝕荒漠化分級體系

2.2 水蝕荒漠化變化幅度

水蝕荒漠化變化分析可充分結合土地利用變化分析的指標，主要包括面積變化、時空變化和質量變化三大類［27］。分析水蝕荒漠化的時空變化幅度能夠更為具體地表現出研究區水蝕荒漠化的時空變化程度以及時空變化趨勢。本文采用的分析指標主要包括水蝕荒漠化總量變化幅度、水蝕荒漠化等級轉移幅度、水蝕荒漠化平面重心遷移幅度。

2.3 水蝕荒漠化平面重心遷移

2.3.1 水蝕荒漠化平面重心模型 平面重心遷移主要表達土地利用在平面空間位置的變化［28］。利用平面重心模型計算各水蝕荒漠化程度類型在平面坐標下不同時期的重心位置，從而分析在地理二維空間各時期的重心位移，揭示各程度水蝕荒漠化的平面空間遷移變化過程。平面重心計算模型如下［29］：

式中：Xk——k類水蝕荒漠化程度重心X 坐標值；Yk——k類水蝕荒漠化程度重心Y 坐標值；Aki——k類水蝕荒漠化程度中圖斑i的面積；Xki——k類水蝕荒漠化程度中圖斑i對應范圍內X坐標的平均值；Yki——k類水蝕荒漠化程度中圖斑i對應范圍內Y坐標的平均值；Ak——k類水蝕荒漠化程度總面積。

2.3.2 水蝕荒漠化平面重心遷移速率 土地利用重心遷移速率能更直接揭示各土地利用類型空間變化速度［30］。同理，本文采用重心遷移速率揭示水蝕荒漠化各程度重心在平面上的變化速率，重心遷移速率計算模型如下［29］：

式中：t2，t1——截止時間和起始時間；Pk——k類水蝕荒漠化程度平面重心遷移速率；xk，yk——t時間k類水蝕荒漠化程度重心x，y坐標值。

2.4 水蝕荒漠化變化圖譜

在ArcGIS軟件支持下，獲得研究區2003—2011年水蝕荒漠化變化信息圖譜，對研究區兩期水蝕荒漠化數據進行圖譜分析，從而能夠定量、直觀地分析水蝕荒漠化的時空變化歷程［31－32］。本次研究將水蝕荒漠化圖譜變化模式歸納為3種類型：（1）穩定型：無水蝕荒漠化—無水蝕荒漠化、輕度水蝕荒漠化—輕度水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化—中度水蝕荒漠化、重度水蝕荒漠化—重度水蝕荒漠化、水系—水系、水系—無水蝕荒漠化、無水蝕荒漠化—水系；（2）減輕型：輕度水蝕荒漠化—水系、輕度水蝕荒漠化—無水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化—輕度水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化—無水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化—水系、重度水蝕荒漠化—中度水蝕荒漠化、重度水蝕荒漠化—輕度水蝕荒漠化、重度水蝕荒漠化—無水蝕荒漠化、重度水蝕荒漠化—水系；（3）加劇型：水系—輕度水蝕荒漠化、水系—中度水蝕荒漠化、水系—重度水蝕荒漠化、無水蝕荒漠化—輕度水蝕荒漠化、無水蝕荒漠化—中度水蝕荒漠化、無水蝕荒漠化—重度水蝕荒漠化、輕度水蝕荒漠化—中度水蝕荒漠化、輕度水蝕荒漠化—重度水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化—重度水蝕荒漠化。

2.5 地形位指數及分級

2.5.1 地形位指數 地形位指數是綜合考慮高程和坡度兩個地形因子的指標，能夠定量分析水蝕荒漠化各程度的變化與地形梯度之間的相互關系。研究采用的地形位指數用以下公式進行計算［33］：

式中：T——地形位指數；E——空間任一坐標點的高程值；ˉE——所在區域的平均高程值；S——空間任一點坡度值；ˉS——所在區域平均坡度值。

2.5.2 地形位指數分級 研究區域內平均海拔高度達670m，低海拔區域相對較少，內部起伏大。利用研究區DEM數據統計分析，300m以下的區域大多被水域淹沒，300～600m區域內的水蝕荒漠化類型最為集中，1 200m以上區域的水蝕荒漠化類型相對單一。綜合考慮上述原因，將研究區的高程劃分為6個等級：≤300m，300～400m，400～500m，500～600m，600～1 200m，＞1 200m。

利用研究區1∶5萬的DEM數據生成坡度數據。根據研究區坡度數據統計分析，并結合國際地理學聯合會地貌調查與地貌制圖委員會的坡度分級體系和土地利用類型中的耕地分級體系［34］，首先將研究區內0～25°的坡度劃分為0～2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°；＞35°的陡坡水蝕荒漠化程度類型單一，并結合重慶山地城市的地形地貌特征，將研究區坡度＞25°的區域劃分25～35°，＞35°兩個坡度級。基于以上坡度分級思路，將研究區坡度劃為六個坡度級：0～2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°，25°～35°，＞35°。

結合高程和坡度分級的間隔點來劃分地形位指數級別，將高程和坡度每級的間隔點運用公式（3）生成地形位指數分級的間隔點，劃分為6個級別：0～0.699，0.699～1.054，1.054～1.541，1.541～1.942，1.942～2.642。

2.6 地形分布指數

為了能夠定量分析各程度水蝕荒漠化在地形因子作用下的垂直梯度分布規律，本研究采用計算分布指數的形式，分布指數消除了不同地形段的面積差異和不同景觀組分的面積比重差異的影響，本文引入分布指數來描述各程度水蝕荒漠化在地形梯度上的分布情況，其計算公式為［33］：

式中：P——分布指數；e——地形因子；Sie——e地形因子某等級下i種水蝕荒漠化程度的面積；Si——研究區內第i種水蝕荒漠化程度的總面積；Se——整個研究區內e地形因子某等級的總面積；S——整個研究區的面積。

3 結果與分析

3.1 水蝕荒漠化變化幅度特征分析

3.1.1 水蝕荒漠化總量變化幅度特征分析 從水蝕荒漠化數量變化的總態勢可知（表2），2003年和2011年兩個時點三峽庫區重慶段各程度水蝕荒漠化的分布數量與變化幅度存在差異性。無水蝕荒漠化面積在兩年中的比例皆為最大，隨著水蝕荒漠化程度的增強，水蝕荒漠化各等級的面積呈現出顯著的下降趨勢，其中，無水蝕荒漠化面積在2003年占64.16%，2011年占64.27%，重度水蝕荒漠化的面積最少，在2003年占1.34%，2011年只占1.15%，中度和重度水蝕荒漠化面積分布所占比例總和不到全區域的10%，2003年以來水蝕荒漠化的主要表現形式為輕度，占水蝕荒漠化面積的79.21%，2011年達到80.02%。

2003—2011年間，各等級水蝕荒漠化的數量變化幅度不大，水蝕荒漠化面積減少，以重度和中度水蝕區域減少最多，達到86km2，無水蝕區域面積增大，表明三峽庫區重慶段水蝕荒漠化現象總體上得到一定的改善，其增加面積不大。由此可見，無水蝕荒漠化的面積增加，水蝕荒漠化面積得到小幅度控制，但總體改善趨勢不明顯。

表2 2003－2011年研究區各程度水蝕荒漠化數量統計

3.1.2 水蝕荒漠化等級轉移變化幅度特征分析 從水蝕荒漠化各等級之間的轉移變化矩陣（表3）可以看出，2003—2011年三峽庫區重慶段各程度水蝕荒漠化的轉移幅度和轉移方向存在明顯的差異。主要表現為無水蝕荒漠化、輕度水蝕荒漠化和中度水蝕荒漠化之間的相互轉移，特別是以無水蝕荒漠化和輕度水蝕荒漠化之間的相互轉移為主，無水蝕荒漠化向輕度水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化的轉移幅度小于后兩者向無水蝕荒漠化轉移的幅度；輕度水蝕荒漠化轉為無水蝕的面積達到98.84km2，是水蝕荒漠化等級相互轉移中幅度最大的，這部分轉移主要依賴人為改善自然和生態環境自身修復作用，驅使大量輕度水蝕向無水蝕荒漠化轉移，以及部分重度和中度水蝕程度減輕。輕度水蝕荒漠化和中度水蝕荒漠化相互間的轉移幅度僅次于輕度水蝕荒漠化和無水蝕荒漠化之間的轉移幅度，中度水蝕荒漠化的轉出類型主要為輕度水蝕荒漠化，輕度水蝕荒漠化轉出類型主要為無水蝕荒漠化和中度水蝕荒漠化。通過統計各類水蝕轉入轉出幅度及其比例的差值可知，不同程度水蝕荒漠化的轉移主要表現為向相鄰程度級轉移的趨勢，尤其表現為輕度水蝕荒漠化與無水蝕荒漠化之間的轉移，輕度水蝕荒漠化作為水蝕荒漠化的最初等級，只要稍加治理，使其轉為無水蝕荒漠化，是快速改善庫區水蝕荒漠化現象的有效途徑。研究區內有高達15km2面積的區域存在無水蝕荒漠化—中度水蝕荒漠化以及輕度水蝕荒漠化—重度水蝕荒漠化的跨越式水蝕荒漠化加劇現象，應對這部分區域作重點監督。

表3 2003－2011年研究區不同等級水蝕荒漠化轉移矩陣

3.1.3 水蝕荒漠化平面重心遷移幅度特征分析 結合公式（1）與公式（2），統計分析研究區兩年時間節點上水蝕荒漠化各等級的平面重心及其遷移速率，表4所示。由表4可知，2003—2011年三峽庫區重慶段不同程度水蝕荒漠化的平面重心都發生了遷移，且各程度水蝕荒漠化的平面重心遷移幅度和遷移方向存在一定差異和規律，其平面重心遷移速率差異性也十分突出。無水蝕荒漠化、中度、重度水蝕荒漠化平面重心遷移方向基本一致，都向三峽庫區重慶段東北方向遷移，輕度水蝕荒漠化平面重心朝研究區東南方向遷移。重度水蝕荒漠化平面重心朝東北方向遷移速率最大，達到25 174.11m／a，平面重心遷移變化幅度最大，是空間變化最為活躍的水蝕荒漠化等級；其次是中度水蝕荒漠化，平面重心以803.68m／a的遷移速率向東北方向遷移，平面重心隨時間的變化幅度也較大，但與重度水蝕荒漠化相比，只有其1／3的變化速率；輕度水蝕荒漠化平面重心在這4種水蝕荒漠化類型中呈現最為穩定的狀態，遷移速率最小，平面重心每年向東南方向遷移87.70m，大約僅為重度水蝕荒漠化平面重心遷移速率的1／300，表明2003—2011年間研究區內各區域輕度水蝕荒漠化平面面積分布幾乎達到相對平衡的狀態；無水蝕荒漠化平面重心遷移速率較為適中，平面重心以292.21m／a向東北方向遷移。

表4 2003－2011年研究區各等級水蝕荒漠化平面重心坐標及遷移速率

3.2 水蝕荒漠化變化圖譜特征分析

基于ArcGIS對空間數據匯總統計的分析功能，統計分析加劇型、減輕型和穩定型三種水蝕荒漠化圖譜變化類型在空間上和數量上的變化規律（圖1和表5）。從表5可以看出，穩定型的圖譜類型面積占總面積的99.23%，其中無水蝕荒漠化—無水蝕荒漠化的面積最大，所占穩定型圖譜類型面積比例為64.47%，表明整個研究區水蝕荒漠化總體比較穩定，大部分保持在無水蝕荒漠化的狀態；減輕型和加劇型二者面積僅占總面積的0.77%，減輕型中輕度水蝕荒漠化—無水蝕荒漠化的面積最大，占減輕型圖譜類型面積的37.82%，加劇型中輕度水蝕荒漠化—中度水蝕荒漠化的圖譜類型面積最大，占加劇型圖譜類型面積的42.77%，可以看出在三峽庫區重慶段各類水蝕荒漠化等級中，輕度水蝕荒漠化時空演變最為活躍，且主要表現為向相鄰等級水蝕荒漠化演變的趨勢。由圖1可知，穩定型圖譜變化類型空間分布面積最大，減輕型和加劇型主要分布在研究區內靠近河流的區域，在渝西南地區和中部地區呈現零星分布，在渝東北地區分布相對較為密集，且多沿河流附近分布。減輕型在重慶都市區內分布較為集中，在渝東北地區的開縣、云陽、奉節、巫溪、巫山以及渝中部的石柱等區縣均存在較大面積的分布；加劇型主要分布在渝東北的開縣、奉節、巫溪以及巫山等地形起伏較大的區縣，這些區縣的水蝕荒漠化減輕型分布也較多，表明這些區縣為水蝕荒漠化敏感區，其水蝕荒漠化最不穩定；從研究區東北部到西南部，水蝕荒漠化改善趨勢逐漸明顯，重慶都市區范圍的水蝕荒漠化的減輕型圖譜變化類型分布特征最為顯著。

圖1 2003－2011年研究區水蝕荒漠化圖譜變化類型分布

表5 2003－2011年研究區水蝕荒漠化圖譜變化類型匯總

3.3 水蝕荒漠化地形梯度分布特征

3.3.1 水蝕荒漠化等級在地形梯度的分布特征 結合公式（3）和公式（4），計算分析研究區各等級水蝕荒漠化在地形位分級上的分布指數，通過研究區地形位指數分布可以看出，地形位指數的分布很顯著地表現出重慶典型山地區域的地形特征，并與研究區內各大山脈的位置及其走向保持高度一致。研究區從西南部到東北部地形位指數等級分布大致表現出逐漸升高的趨勢，從研究區東部到西部方位來看，地形位等級也呈現出遞增趨勢，地形起伏度越大以及地形越趨于復雜的區域正是地形位指數越高的區域。等級最高的地形位主要分布在研究區最東北邊的巫山和巫溪兩大縣，其次，地形位相對較高的區域主要包括：奉節、云陽、石柱以及武隆等區縣；重慶都市區內涉及的研究區域地形位等級相對較低，且等級差異較小。

由圖2和表6可以看出，水系在2003年整體分布指數隨地形級數的升高而呈陡坡下降趨勢，在一級地形上具有明顯的優勢分布，在二、三級地形上也有一定分布，但不具優勢，四、五、六級地形上幾乎沒有分布；在2011年，水系的整體分布趨勢與2003年大致相同，但在2011年的優勢分布地形由2003年僅有的一級地形變為一、二級地形同時兼有。無水蝕荒漠化在2003年和2011年的總體分布上隨地形級數的升高都呈現出比較平穩的下降趨勢，在一、二、三級地形上具有優勢分布。輕度水蝕荒漠化在2003年的總體分布上隨地形級數的升高而呈較平穩的上升，只是在六級地形的分布上相較于五級地形略有下降，其中，在三、四、五、六級地形上的分布具有明顯的優勢分布；在2011年，輕度水蝕荒漠化在一級地形上的分布有較大變化，開始具有優勢地位。中度水蝕荒漠化在2003年和2011年的總體分布上隨地形級數的升高而呈上升趨勢，都穩定集中分布在三、四、五、六級地形位上；重度水蝕荒漠化在2003年和2011年總體分布上都隨地形級數的升高而呈上升趨勢，一、二、三、四級趨勢較緩，四級以后呈陡坡上升，且在四、五、六級地形上呈現優勢分布。

圖2 不同年份研究區各等級水蝕荒漠化在不同地形位分級下的分布指數

2003年和2011年2—6級地形位上的水蝕荒漠化組合結構表現出一致的趨勢，在1級地形位上的水蝕荒漠化組合形式存在較大的差異。1級地形位上各等級水蝕荒漠化的分布，在2003年，水系和無水蝕荒漠化占優勢分布，其中，水系分布優勢最為明顯，重度水蝕荒漠化有一定量的分布，但還不構成優勢分布，輕度和中度水蝕荒漠化均有微量分布；在2011年，水系和無水蝕荒漠化依然占優勢分布，但輕度水蝕荒漠化變為優勢分布，重度水蝕荒漠化相較于2003年有所下降，中度水蝕荒漠化相對穩定；二級地形上，2003年與2011年的分布指數由高至低都是依次為無水蝕荒漠化、水系、輕度、中度和重度水蝕荒漠化，后三者分布指數基本相當，皆不處于優勢地位；三級地形上，無水蝕、輕度水蝕、中度水蝕荒漠化分布指數大致相同，分布指數也最高，重度水蝕荒漠化次之，具有優勢分布的是分布指數最高的無水蝕、輕度水蝕和中度水蝕荒漠化；四級地形上，輕度水蝕和中度水蝕荒漠化分布指數最高，重度水蝕荒漠化次之，無水蝕荒漠化的分布指數居于第三位，水系分布指數最低，而且很少，接近于零分布，輕度、中度、重度水蝕荒漠化具有優勢分布；五六級地形上，分布指數由高到低依次為，重度水蝕荒漠化、中度水蝕荒漠化、輕度水蝕荒漠化、無水蝕荒漠化、水系，輕度、中度、重度水蝕荒漠化具有明顯的優勢分布。

由以上分析可以得出，各等級水蝕荒漠化的分布與地形等級有密切的關系。地形等級越高，水系和無水蝕荒漠化的分布指數越低，呈一定的負相關；中度水蝕荒漠化的分布指數與地形等級呈正相關；輕度水蝕荒漠化和重度水蝕荒漠化的分布指數除去2011年在一級地形上的分布，整體分布指數也是與地形等級呈正相關，說明在2003—2011年，由于人為因素的影響，導致輕度水蝕荒漠化在一級地形上的優勢分布。

表6 2003－2011年研究區各等級水蝕荒漠化在不同地形位等級下的優勢分布區間 km2

3.3.2 水蝕荒漠化圖譜在地形梯度的分布特征 由圖3和表7可以看出，各等級水蝕荒漠化圖譜變化類型在不同地形位等級上的分布指數差異明顯，各地形位等級上的圖譜變化類型分布指數的結構組合表現出顯著的差異性特征，且各等級水蝕荒漠化的分布指數與地形等級存在密切的關系。加劇型在1—5級地形位上的分布指數呈現逐漸增大的趨勢，直至4級地形位起其分布指數大于1，表現出優勢分布地位，6級地形位上急劇減少，表明在1—5級地形位上地形條件越差，加劇型分布就越多，水蝕荒漠化現象越嚴重；在6級地形位上重度和中度水蝕分布指數最高，且以重度水蝕荒漠化分布為主，因此，該地形等級上水蝕荒漠化加劇的區域分布還相對較少，表明6級上的水蝕荒漠化現象較為嚴重。減輕型主要分布在1級、4級、5級地形位上，且屬1級地形位上的分布指數最大，主要是由于三峽庫區蓄水，水蝕荒漠化區域被水淹沒。穩定型水蝕荒漠化在1—6級地形位上分布指數基本保持一致。穩定型和減輕型在1級和2級地形位上分布指數相對較高；3級地形位上穩定型和加劇型分布指數較高；減輕和加劇型分布指數在4級、5級地形位上占優勢地位；且加劇型分布指數大于減輕型分布指數；6級地形位上以穩定型為主，存在部分加劇型分布，幾乎不存在減輕型的分布。

圖3 研究區水蝕荒漠化圖譜變化類型在不同地形位等級下的分布指數

表7 研究區水蝕荒漠化圖譜變化類型在不同地形位等級下的分布指數

從表8可以看出，加劇型和減輕型在各地形位等級上的分布顯示出明顯的差異性和規律性。各地形位等級上的減輕型幾乎都以輕度水蝕荒漠化向無水蝕荒漠化的轉移為主，而加劇型主要以輕度水蝕荒漠化向中度水蝕荒漠化轉移為主；3級地形位區域地形條件較好，為研究區人地矛盾最為突出的區域，各土地利用類型在該地形位等級上存在較為激烈的競爭趨勢，且該區域水蝕荒漠化加劇型以無水蝕荒漠化向輕度水蝕荒漠化轉移為主，表明該區域土地利用過程中造成水蝕荒漠化問題較為突出。

研究區存在無水蝕荒漠化向中度水蝕荒漠化以及輕度水蝕荒漠化向重度水蝕荒漠化跨級式加劇的水蝕荒漠化現象，基于地形位等級統計分析兩種跨級式水蝕荒漠化的面積和分布指數（表9）。統計分析表明，這種跨級式加劇的水蝕荒漠化現象主要分布在渝東北的巫溪、奉節、云陽、開縣以及渝中部地區的豐都，且主要分布在2—5級地形位等級上；這種跨級式加劇的水蝕荒漠化現象以無水蝕荒漠化向中度水蝕荒漠化的轉移為主，且在3—4級地形位上呈現優勢分布。綜合分析表明水蝕荒漠化現象的加劇和減輕與地形因子之間存在較大的關聯性，高地形位等級上水蝕荒漠化加劇與減輕并存，且相對低地形位等級上的加劇和減輕現象更為突出，但加劇的分布指數大于減輕的分布指數，表明高地形位等級上的水蝕荒漠化現象突出，且最不穩定，總體呈現水蝕荒漠化嚴重的趨勢。3—5級地形位等級區域為水蝕荒漠化敏感區域，6級地形位等級區域為水蝕荒漠化最為嚴重的區域。

表8 研究區水蝕荒漠化圖譜變化類型及其最大圖譜類型在不同地形位等級下的面積分布

表9 研究區跨級式水蝕荒漠化變化圖譜類型在不同地形位等級下的面積及分布指數

4 結論

（1）2003—2011年研究區不同程度水蝕荒漠化的空間組成結構、數量變化、平面重心分布以及基于地形特征下的圖譜變化類型分布在時空演變過程中呈現出明顯的差異性特征。

（2）近8a以來研究區水蝕荒漠化時空演變最為頻繁的區域集中在庫區水域周圍，其水蝕現象得到小幅度改善，但改善趨勢仍然不明顯；各程度水蝕荒漠化之間的轉換主要以輕度水蝕荒漠化和無水蝕荒漠化之間的相互轉移為主，不同程度水蝕荒漠化的轉移主要表現為向相鄰程度級轉移的趨勢；輕度水蝕荒漠化類型最不穩定，主要向其相鄰的中度水蝕荒漠化和無水蝕荒漠化轉移。

（3）研究區東北部地區水蝕荒漠化時空動態演變最活躍。重度和中度的高等級水蝕荒漠化的平面重心存在逐年向東北方向遷移的趨勢，并以重度高速率遷移為主；加劇型和減輕型水蝕荒漠化圖譜變化類型主要集中在研究區東北部，且以加劇型分布為主。

（4）在重慶典型山地城市的地形特征背景下，研究區水蝕荒漠化與地形梯度密切關聯，基于高程和坡度下的地形位等級與水蝕荒漠化基本呈現正相關的關系，地形位等級越高，水蝕荒漠化現象越嚴重，且越不穩定。

（5）在坡度為6°～15°，且高程為400～500m的區域，存在大量無水蝕荒漠化向輕度水蝕荒漠化轉移的時空演變區域，土地利用過程中造成的水蝕荒漠化現象突出，土地利用過程中需注重對該區域的土地利用規劃；坡度為15°～35°，且高程為500～1 200m的區域為水蝕荒漠化最為敏感的區域；巫溪、奉節、云陽、開縣以及豐都縣內的坡度為6°～25°，且高程為400～600m的區域為水蝕荒漠化跨級加劇的嚴重區域。因此，這些區域是土地利用監督和整治的重點區域，應加強對該區域水蝕荒漠化的監督和綜合治理。

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