廣東省順德區(qū)土壤侵蝕動態(tài)變化分析

岑 穎，姚成平，張曉遠

（廣東省水利電力勘測設計研究院，廣東 廣州 510635）

順德區(qū)經濟活動處于高速發(fā)展階段，全區(qū)土壤侵蝕情況發(fā)展變化快，新的情況不斷出現(xiàn)，造成水土流失的原因可分為自然因素和人為因素，影響水土流失的自然因素有氣候、地形、地質、土壤、植被及人為活動等[1]。目前，全省土壤侵蝕調查用的是2010年左右的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，距今已經超過8年，所取得的調查的資料已不能反映現(xiàn)在的情況，尤其是影響大、危害嚴重、變化快的人為侵蝕問題。為使全區(qū)的水土保持工作能夠有效的開展，本文對比2006年～2018年順德區(qū)歷次土壤侵蝕調查成果，通過通用土壤流失方程來分析順德區(qū)水土流失現(xiàn)狀及土壤侵蝕分布狀況。

1 土壤侵蝕調查情況

順德區(qū)自2006年以來，進行了三次水土流失普查工作。

第一次為2007年6月廣東省水利廳和中山大學調查發(fā)布的《2006年廣東省土壤侵蝕遙感調查項目報告》，調查結果為:順德區(qū)土壤侵蝕總面積為48.15 km2，其中，自然侵蝕面積0.03 km2，人為侵蝕面積48.11 km2，侵蝕面積占行政區(qū)總面積的5.97%，總體上土壤侵蝕比例不高，在全省各縣區(qū)中處于較低的水平。

第二次是2010年～2012年的廣東省水利普查工作，由水利廳牽頭各地市水務局負責，統(tǒng)計出全區(qū)水土流失總土壤侵蝕總面積為0.86 km2，占國土總面積的0.11%，本次普查水土流失普查數(shù)據(jù)未精確到圖斑，也未按侵蝕類型劃分。

第三次是2013年8月廣東省水利廳和珠江水利科學研究院調查發(fā)布的《廣東省第四次水土流失遙感普查成果報告》，普查結果為:順德區(qū)土壤侵蝕總面積為22.08 km2，其中，自然侵蝕面積9.19 km2，人為侵蝕面積12.89 km2，侵蝕面積占行政區(qū)總面積的2.74%，總體上土壤侵蝕比例不高，在全省各縣區(qū)處于較低的水平。遙感普查報告數(shù)據(jù)主要采用2010年遙感數(shù)據(jù)，距今已超8年時間，期間順德境內水土流失特別是人為水土流失變化較大。

2 獲取土壤侵蝕現(xiàn)狀的技術手段

基于2013年全省水土流失遙感普查成果，采用通用土壤方程計算并結合衛(wèi)星遙感圖像數(shù)據(jù)信息提取、目視解譯和野外實地調查驗證相結合的方法對順德全區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀進行調查，具體技術路線如下[2]。

通過遙感圖像處理軟件ENVI5.3，從境內的SPOT_6遙感影像中提取歸一化植被指數(shù)（NDVI），計算出地表覆蓋因子（C）；在ArcGIS中，利用所獲得的區(qū)域DEM中提取地形因子（LS）；利用順德區(qū)境內及周邊雨量站測得的降雨數(shù)據(jù)計算出全區(qū)降雨侵蝕力（R）分布；利用全區(qū)2016年底國土二調數(shù)據(jù)計算出流域內水土保持因子（P）。隨后，利用ArcGIS空間分析功能，采用土壤方程（USLE方程），將地表覆蓋因子（C）、地形因子（LS）與降水侵蝕力（R）因子、土壤可蝕性（K）及水土保持因子（P）等柵格數(shù)據(jù)進行疊加運算，生成順德區(qū)水土流失現(xiàn)狀圖（初步計算成果圖）。

通用土壤流失方程（USLE）為:

在此基礎上初步生成的侵蝕圖斑和侵蝕級別作為實地野外調查的重要參考，侵蝕類型的獲得需要通過目視解譯來完成，以減少解譯過程中人主觀因素的影響[3]。因此需對順德區(qū)全境內得出的初步的全區(qū)土壤侵蝕圖斑進行復核和驗證，此外，為使結果更精確，和上次遙感調查進行更全面對比，同時對2013年珠科院得出的侵蝕成果進行典型復核，將兩者野外實地調查結果作為最終成果。

圖1 順德區(qū)土壤侵蝕強度分布圖

圖2 順德區(qū)土壤侵蝕面積分布圖（單位:hm2）

3 土壤侵蝕動態(tài)變化情況

將本次調查結果與歷次順德區(qū)境內水土流失遙感普查成果報告對比，可了解區(qū)域土壤侵蝕的變化，為水土流失的治理提供參考。土壤侵蝕調查的分類系統(tǒng)大致相同，且除了2012年水利普查工作報告成果外，其余兩次調查報告均落實到圖斑，可以進行類型和強度對比。

（1）土壤侵蝕對比分析

從土壤侵蝕的空間分布上來看，本次調查結果（圖1～圖2）和廣東省第四次水土流失遙感普查成果報告調查結果具有較好的一致性。

（2）侵蝕面積動態(tài)變化

表1 全區(qū)土壤侵蝕面積變化 單位:km2

表1中2006年普查結果為2006年廣東省土壤侵蝕遙感調查項目報告成果，2012年普查成果為2012年水利普查結果，2013年普查結果為第四次水土流失遙感普查成果，對比對象均為順德片區(qū)。2012年水利普查中水土流失未按侵蝕類型劃分，且未落實到圖斑，文中僅對總侵蝕量作簡單對比。

從全區(qū)范圍來看來看，2006年土壤侵蝕的總面積為48.15 km2，2012年水利普查結果為0.86 km2，2013年遙感普查結果為22.08 km2，本次土壤侵蝕面積為18.44 km2，本次遙感普查報告與2006年、2013年遙感調查結果報告相比，侵蝕面積均有不同程度的減少。因2006年遙感調查報告年份較早，而十多年來，全區(qū)水土流失侵蝕類型、侵蝕面積均有較大變化；2012年水利普查得出的遙感調查數(shù)據(jù)沒有細分具體侵蝕類型，同時也沒落實到圖斑，對于市級行政區(qū)而言，精度不足，不能滿足市級水土保持規(guī)劃及治理的需要。因此可著重對比本次遙感普查與2013年第四次水土流失遙感普查成果報告中順德片區(qū)的數(shù)據(jù)。

從自然侵蝕來看，自然侵蝕總面積減少約4.84 km2，自然侵蝕中減少的面積主要是輕度、中度侵蝕面積，從本次調查結果來看，區(qū)內已無強烈侵蝕面積。

對于人為侵蝕，從全區(qū)范圍來看人為侵蝕面積新增2.47 km2，由于近年來順德區(qū)經濟飛速發(fā)展，開發(fā)建設項目數(shù)量等有所增加，人為侵蝕總體有加大趨勢。

4 土壤侵蝕動態(tài)變化對比分析

4.1 人為侵蝕變化原因分析

與《廣東省第四次水土流失遙感普查成果》相比較，本次調查人為侵蝕面積增加約2.47 km2，出現(xiàn)這種情況的原因主要有以下幾方面:

1）近年來，順德區(qū)經濟飛速發(fā)展，尤其是近兩年來房地產市場火爆，間接的促進各類開發(fā)建設項目大增，順德區(qū)加大市區(qū)基礎設施建設，開發(fā)建設項目數(shù)量眾多，人為侵蝕相比以前明顯增多，故而本次遙感調查得出的人為侵蝕較上次有所增加。

2）計算方法及采用的遙感影像與以往有所差別，2013年采取的遙感影像分辨率為10 m，本次采用的遙感影像空間分辨率為2.20 m；2013年水土流失遙感調查最終圖斑數(shù)量約120處，平均單個圖斑面積約184000 m2，本次計算后生成圖斑數(shù)量約399處，平均單個圖斑面積約49398 m2，相比2013年遙感調查成果，計算結果更加精細化，最小統(tǒng)計圖斑面積約5000 m2，因此本次調查成果較上次調查結果有所增長。

4.2 自然侵蝕變化原因分析

與2013年遙感普查相比較，本次調查自然侵蝕面積也有所減少，出現(xiàn)這種情況的原因主要有以下方面:

1）兩次調查所采用的技術手段有所差異引起的誤差。2013年土壤侵蝕調查是參照SL190-2007《土壤侵蝕分類分級標準》，通過土地利用、坡度、植被三因子由計算機自動計算得到。本次調查主要利用通用土壤流失方程，對影響水土流失的各因子進行計算，除2013年遙感調查考慮的土地利用、植被及坡度因子外，本次調查將降雨、坡長、土壤等與水土流失相關的因子也考慮進去，在GIS軟件中通過計算機計算得到初步侵蝕圖斑，然后針對本次得到的圖斑及2013年侵蝕圖斑進行典型野外調研，調研過程中對土壤侵蝕等級情況根據(jù)樹（草）根法、墓穴法等方法進行現(xiàn)場判別，本次遙感調查計算土壤侵蝕時考慮因素更全面，調研對象范圍也更廣泛。

2）本次調查采取2.21 m空間分辨率的SPOT_6高精度遙感影像，而2013年土壤侵蝕調查是所采取的是10 m分辨率的ALOS遙感影像，本次調查的遙感數(shù)據(jù)精度要高，能識別和提取更為細小的侵蝕圖斑，也可導致本次調查的侵蝕面積有所減少。

3）近年來，順德區(qū)高度重視水土保持生態(tài)建設工作，在水土流失嚴重地區(qū)開展多項治理工作，有效減少水土流失的發(fā)生。

5 結語

本次調查成果表明順德區(qū)人為侵蝕面積較以往調查數(shù)據(jù)有所增加，主要是由于人為侵蝕造成的水土流失危害較大。在順德區(qū)水土保持治理中，建議以新《水土保持法》、水利部和省相關法律法規(guī)為準繩，提高生產建設項目水土保持方案編制率，落實水土保持各項措施，做好水土保持監(jiān)測工作，加強對各項生產建設項目，特別是園區(qū)開發(fā)、采礦等對土壤侵蝕危害嚴重工程項目的水土保持監(jiān)督管理工作。針對人為侵蝕日益嚴重的情況，對人為侵蝕應予以足夠的重視并加以深入研究，對其發(fā)生發(fā)展的過程、及其危害性和治理方法進行深入地研究[4]。