齊玉誠,關玉龍,孫希華
(1.泰安市水土保持生態環境監測站,山東 泰安271000;2.泰安市大汶河閘壩管理所,山東 泰安 271000;3.山東師范大學,山東 濟南 250014)
泰安市土壤侵蝕潛在危險度評價
齊玉誠1,關玉龍2,孫希華3
(1.泰安市水土保持生態環境監測站,山東 泰安271000;2.泰安市大汶河閘壩管理所,山東 泰安 271000;3.山東師范大學,山東 濟南 250014)
運用遙感和GIS技術,利用抗蝕年限法評價泰安市土壤侵蝕潛在危險度,并對泰安市各縣(市、區)土壤侵蝕潛在危險度等級面積和危險度指數進行分析,為泰安市水土保持生態建設提供合理可靠的數據。
泰安市;土壤侵蝕;潛在危險度;GIS
泰安市地處山東省中部,屬魯中南低山丘陵區,陡峭的坡度、松散的土壤結構及面積巨大的坡耕地使得泰安市水土流失較嚴重,成為山東省內土壤侵蝕的重災區之一。2012年泰安市輕度以上土壤侵蝕面積為1 607.86 km2,其中輕度侵蝕面積為945.3 km2,占土地總面積的12.18%;中度侵蝕面積為344.08 km2,占土地總面積的4.43%;強烈侵蝕面積為160.56 km2,占土地總面積的2.07%;極強烈侵蝕面積為106.89 km2,占土地總面積的1.38%;劇烈侵蝕面積為45.84 km2,占土地總面積的0.59%。
根據水利部頒發的土壤侵蝕分類分級標準(SL190―2007)中的土壤侵蝕潛在危險分級表,對泰安市土壤侵蝕抗蝕年限進行等級劃分。水利部頒發的土壤侵蝕分類分級標準將抗蝕年限分為5等,其中毀壞型包含裸巖以及土層不足10 cm的地區。所以利用con()函數將泰安市土地利用類型是裸巖以及土壤深度小于10 cm的柵格這一類單獨區分開來,作為毀壞型等級。土壤侵蝕模數為0的地區單獨作為一類,為無侵蝕等級。因此,利用ArcGIS 9.3的重分類功能以及柵格運輸Raster Calculate功能的條件選擇函數con(),根據上面提到的條件對其進行重分類,可得到泰安市土壤侵蝕潛在危險度等級圖。
通過對泰安市土壤侵蝕潛在危險度分級圖的統計分析,可以得到泰安市土壤侵蝕潛在危險度等級面積統計表,如表1示。

表1 泰安市土壤侵蝕潛在危險性等級面積統計表
土壤侵蝕潛在危險性評價指數是根據土壤潛在侵蝕危險性無險型及其以上不同等級面積的加權法進行綜合評價。其計算公式如下:
SEPDI=(p1+2p2+3p3+6p4+9p5)/
(p1+p2+p3+p4+p5)
式中:SEPDI為土壤侵蝕潛在危險綜合評價指數,即土壤侵蝕潛在危險度加權平均值;p1為無侵蝕和安全型面積;p2為無險型面積;p3為危險型面積;p4為極險型面積;p5為毀壞型面積。SEPDI值越大,表明土壤侵蝕潛在危險越大。
將表1中數據代入上式,得到泰安市土壤侵蝕潛在危險綜合評價指數。
為了更好地分析泰安市土壤侵蝕潛在危險度等級結果,將其數據進行分縣(區、市)統計,如表2示。
3.1 對泰安全市的整體評價結論
由表1知,泰安市無侵蝕地區的面積為1 539.34 km2,占泰安市總面積的19.83%。無侵蝕地區主要包括水域、建設用地不會發生土壤侵蝕的地區。這些地區的侵蝕模數為0,主要包含湖泊、水庫、城鎮等土地利用類型。

表2 泰安市土壤侵蝕潛在危險度等級面積和危險指數分析表 km2
安全型的面積為5 017.37 km2,占全市總面積的64.64%。其中,土地利用類型主要包含水田、旱地、林地以及少量的草地等土地利用類型。其坡度常在5°以下,土壤厚度一般大于150 cm,其土壤侵蝕潛在危險度極小。
無險型面積為966.44 km2,占全市總面積的12.45%,主要分布在山地外圍的緩丘地帶;其坡度對比安全型的坡度來說相對較高,其土壤厚度一般在60~150 cm之間,主要為山地丘陵地區的旱地以及密林等土地利用類型。
危險型面積為174.43 km2,占全市總面積的2.25%。主要包含的土地利用類型為中覆蓋草地、灌木、疏林以及部分低覆蓋草地與林地。其土壤厚度一般在30~60 cm之間,土壤侵蝕模數一般為中強度,在不合理的人類活動加強的情況下,土壤加劇侵蝕的可能性較大。
極險型面積為26.71 km2,占全市總面積的0.34%。其包含的土地利用類型主要是低覆蓋草地,這里地形坡度往往較大,絕大部分是陡坡。土層厚度一般在15~30 cm之間;土壤侵蝕強度主要為中強度,受人類活動影響極易加劇土壤侵蝕。
毀壞型面積為37.71 km2,占全市總面積的0.49%。在水利部頒布的土壤侵蝕潛在危險分級中對毀壞型的定義為:裸巖、明沙與土層不足10 cm的地區。所以其包含的土地利用類型絕大部分為裸巖。土壤厚度一般小于15 cm。這些地區由于地勢較高,沙礫化、裸巖化面積較大,基本上已無土可蝕,土壤侵蝕以微度為主。
因此,從全市整體來看,泰安市土壤侵蝕潛在危險度以安全型、無險型、輕險型和危險型為主;土壤侵蝕潛在危險度在危險型以上的面積為238.85 km2,僅占泰安市面積的3.08%,說明泰安市的生態環境狀況良好。
3.2 對泰安市各縣(市、區)的評價結論
由表2知,泰安市潛在危險面積(毀壞型、極險型、危險型)分布情況,岱岳區79.65 km2,面積最大;肥城市52.95 km2,列第二位;新泰市41.52 km2,列第三位;東平縣列第四,為36.32 km2;泰山區列第五,為 19.30 km2;寧陽縣最少,僅為 9.09 km2。
泰安市土壤侵蝕潛在危險指數平均值是1.28。從各縣(區、市)情況看,高于平均值的有3個,分別是:泰山區 1.54,岱岳區 1.40,肥城市1.32,這3個區(市),相對而言,土壤侵蝕潛在危險最高,而其他縣(市)土壤侵蝕潛在危險則相對較小。寧陽縣土壤侵蝕潛在危險指數最低,只有1.09,總體而言,寧陽縣土壤侵蝕潛在危險最小。
[1] 水利部水土保持司土壤侵蝕分類分級標準 [M]北京中國水利水電出版社,2008.4.
[2] 郭春利,陳凱,王忠.泰安市水土保持生態環境建設實踐與探索[J].水土保持研究,2003,10(4):275—27.
[3] 孫希華.基于GIS的濟南市土壤侵蝕潛在危險度評價研究[J].水土保持學報,2003,17(6):47-50.
(責任編輯 崔春梅)
S157
B
1009-6159(2017)-06-0052-02
2017-04-10
齊玉誠(1971—),男,工程師