云南土壤侵蝕因子特點分析

方 斌，黃俊文，楊學智，周 鵬

(1.云南秀川環境工程技術有限公司，云南 昆明 650021;2.云南省水利水電勘測設計研究院，云南 昆明 650021)

水土流失是指在水力、重力、風力等外營力作用下，水土資源和土地生產力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水土損失[1]。水土流失會造成區域土地生產力的破壞和衰減，嚴重的水土流失導致耕地毀壞、土地退化、生態系統惡化，加劇山區丘陵區貧困、江河湖庫淤積和洪澇災害，削弱生態系統的調節功能，加重旱災損失和面源污染，嚴重影響國家糧食安全、防洪安全、生態安全和引水安全以及區域經濟社會的可持續發展[2]。水土流失通常是水資源的流失伴隨土壤資源剝蝕、搬運和沉積的過程，研究云南土壤侵蝕各因子特點，對修訂和完善區域土壤侵蝕模型及從宏觀上把握云南省水土流失分布、發生和發展狀況，科學制定水土流失防治方略和措施布局，預防和減免水土流失危害具有重要意義。

1 國內外研究現狀

自20世紀20年代我國形成水土保持學科以來，對水土流失原理、水土流失類型及強度、水土流失防治等均進行了大量的研究和實踐，取得了豐富的研究成果。在土壤侵蝕因子方面的研究，主要分為兩類：一是研究土壤抗侵性和水力、風力、凍融、重力等外營力作用，二是研究區域自然環境和經營管理等因子對水土流失的影響。

國外對土壤侵蝕因子的一項重要研究成果是美國農業部研制的用于定量預報農地或草地坡面多年平均年土壤流失量的土壤侵蝕預報模型[3- 4]，即通用土壤流失方程USLE(Universal Soil Loss Equation)，其基本形式為A=R·K·L·S·C·P。我國自20世紀80年代引進通用土壤流失方程以來，它對于我國土壤侵蝕預報模型的研制起到了積極的作用[5]，并在此基礎上結合我國各區域土壤侵蝕特點，進行了一系列的因子訂正研究[6]，建立了中國土壤流失方程CSLE(Chinese Soil Loss Equation)[7]，方程式為：

A=R·K·L·S·B·E·T

(1)

式中，A—土壤水蝕模數；R—降雨侵蝕力因子；K—土壤可蝕性因子；L—坡長因子；S—坡度因子；B—生物措施因子；E—工程措施因子；T—耕作措施因子。中國土壤流失方程已多次被應用于區域及全國范圍內的定量土壤侵蝕研究與調查工作實踐[8]。

2 云南水土流失現狀

云南地處祖國西南邊陲，地形地貌、氣候類型和自然環境多樣，是國家物種和能源寶庫、西南生態安全屏障。當前，云南省正緊緊圍繞建成我國民族團結進步示范區、生態文明建設排頭兵、面向南亞東南亞輻射中心“三個定位”，著力推進經濟社會高質量跨越式發展和生態文明建設，努力將云南建設成為中國最美麗省份。水土流失防治是生態文明建設的重要組分，50多年來，云南水土保持工作以保護和改善生態環境，服務經濟社會可持續發展為目標，開展了長江上游水土保持重點防治工程、珠江上游水土保持重點防治工程、國家及省級水土保持重點治理工程、坡耕地水土流失綜合治理和生態修復試點示范工程等一系列生態工程建設，有效地改善了云南省生態環境和促進了區域經濟社會發展[9]。

受限于自然環境和經濟社會發展歷史原因，水土流失仍然是云南重大的環境問題。2015年云南土壤侵蝕面積為10.47萬km2，占全省土地面積的27.33%[10]，土壤侵蝕強度以輕度和中度為主，水土流失面積廣泛分布在河谷兩岸坡地、石漠化區以及旱地、低蓋度園地和林草地等區域。全省范圍內的坡耕地、石漠化區、江河源頭、“九大高原湖泊”及重要水源地等區域是水土流失防治重點區，防治任務依然緊迫。

3 云南土壤侵蝕因子特點

3.1 土壤因子

云南省自然環境和成土條件復雜，土壤類型較多。全省土壤分屬9個土綱、25個土類，各土綱土類所占土地面積大小不等，以鐵鋁土綱的土類面積最大，約占全省土壤面積的55%；其次為淋溶土綱約占20%，初育土綱占17%。詳見表1，如圖1所示。

圖1 云南土壤類型分布圖

土壤侵蝕是外營力大于土體抗蝕能力的結果，因而土壤的抗蝕能力是決定土壤侵蝕強度的一個重要因素[11]。云南廣泛分布紅壤、赤紅壤、紫色土、黃棕壤等土類，土壤質地以輕壤和中壤居多，土壤分散系數較大。另外在土壤侵蝕發生較集中的坡耕地、河谷兩岸坡地及人類干擾較大的地類上，植被覆蓋率和土壤腐殖質含量較低，水穩性團聚體不易形成，土體易崩解，土壤抗蝕能力低。

3.2 地形因子

地形是影響土壤侵蝕的重要因素，海拔、坡長、坡度和坡型對土壤侵蝕產生極大影響[12]。云南省土壤侵蝕地形因子具有相對坡度長、坡度大、高差大的特點。陡峭的地形因子，加劇了土壤侵蝕的發生。

(1)坡度長。云南地勢自西北向東南傾斜，總體呈一面坡階梯狀遞降，坡面較長。云南總體地勢可概括為三級階梯。一級階梯：滇西北“三江并流”區，平均海拔為3000～4500m，是云南地勢最高的部分；二級階梯：以滇中高原為主體，含滇中殘存的古夷平面，平均海拔為1700～2700m，其中山間盆地海拔多為1700～2000m；三級階梯：滇南和滇東北分散分布的海拔在500～1500m之間的低中山和低山、海拔為300～700m的盆地、河谷和丘陵。如圖2所示。

圖2 云南地勢階梯圖

(2)坡度大。云南是一個多山省份，坡地多，平壩地少。全省129個縣、市、區中，有93個縣的壩區面積不足10%，其中有53個縣的壩區面積在3%以下。全省地形坡度>8°的面積達81%，其中坡度>15°的面積近60%。圖3所示。

圖3 云南坡度分級圖

(3)高差大。云南海拔最高點為滇藏交界梅里雪山主峰卡瓦格博6740m，最低點為紅河出國境處76.4m，兩地直線距離僅840km，而高差達6663.6m，平均每千米下降7.9m；滇西太子雪山和梅里雪山與其東側的瀾滄江峽谷，平距為12.8km，相對高差在3000m以上；滇東烏蒙山主峰轎子雪山至祿勸縣境內金沙江河谷僅21km，相對高差近3500m；滇南哀牢山至紅河河谷，平距為12km，相對高差在2500m以上。

3.3 降雨因子

降雨是水力侵蝕的原動力。降雨過程中雨滴濺蝕地表，引起地表土層剝離，剝離物在水流作用下發生搬運及遷移，引發水土流失。降雨造成土壤水蝕的程度，取決于降雨強度、雨型、能量和分布情況等[13]。

云南地形較高且緯度較低，屬明顯的低緯度高原氣候。北回歸線穿過云南南部，使得云南氣候類型較為豐富，全省由南至北地跨北熱帶、南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、南溫帶、中溫帶和高原氣候區共7個氣候類型區。高差懸殊的地形，在云南境內形成明顯的立體氣候，多出現“一山分四季，十里不同天”的天氣現象。如圖4所示。

圖4 云南氣候類型區圖

云南不同的氣候類型區具有各自的降雨特點，受印度洋暖濕氣流的影響，云南大部分地區多年平均年降水量在1000mm以上，但具有時空分配極不均勻的特點。在空間上，云南各地區年均降雨量為600～4000mm，多雨區分散分布在滇西北的貢山、滇西南的西盟和滇東南的綠春地區，少雨區為金沙江干熱河谷區的賓川和元謀段；在時間上，雨季(5—10月)降水量占全年總量的80%左右，旱季降水量(11月—次年4月)僅占20%左右。云南降雨的另一特點是降雨日數多、強度大且集中、多單點暴雨，山區降雨量多且隨海拔增高而增大，易發水土流失危害。如圖5所示。

圖5 云南多年平均降雨等值線圖(單位:mm)

3.4 土地利用與植被覆蓋因子

影響土壤侵蝕的生物措施因子、工程措施因子和耕作措施因子，主要由植被類型、土地利用和地表覆蓋[14- 15]情況等決定。

云南地形地貌和氣候條件多樣的特點，形成了云南境內多樣的植被類型，各指標類型區因地表覆蓋不同而造成生物措施因子的不同。云南植被類型分屬亞熱帶東部濕潤常綠闊葉林區域(Ⅳ)，亞熱帶西部半濕潤常綠闊葉林區域(Ⅴ)，高原山地寒溫性、溫性針葉林常綠闊葉林區域(Ⅵ)，熱帶西部偏干性季雨林、雨林區域(Ⅷ)4個植被區域，中亞熱帶常綠闊葉林地帶和南亞熱帶常綠闊葉林地帶等4個植被地帶和川南、黔、桂北山地栲類、木荷林、石灰巖植被區等9個面積不等的植被類型區，其中以滇中高原、盆地滇青岡、栲類、云南松林區面積最大，為9.35萬km2，占全省面積的24%；其次為滇、黔、桂石灰巖區潤楠、青岡、細葉云南松林區，面積為6.33萬km2，占全省面積的17%。詳見表2，如圖6所示。

表2 云南省植被類型表

圖6 云南植被類型區劃圖

土地利用方式是土壤侵蝕重要的影響因素。不同的土地利用方式，其地面擾動情況、地表覆蓋、耕作方式和管理措施均不相同，這些措施影響著地表的水土流失強度。陡坡耕地、大江大河兩岸陡峻的林草地、紅河及金沙江中下游干熱河谷區稀疏的灌草地，都是水土流失分布較為集中的區域。

云南省地表覆蓋按土地利用方式分為耕地(水田和旱地)、林地、草地等8個類型，其中耕地面積6.07萬km2，占總面積的15.84%；林地22.10萬km2，占總面積的57.67%；園地0.84萬km2，占總面積的2.19%；草地0.78萬km2，占總面積的2.04%；水域0.53萬km2，占總面積的1.38%；建設工礦用地0.70萬km2，占總面積的1.83%；未利用地(主要為荒草地)5.30萬km2，占總面積的13.83%；其他土地面積為2.00萬km2，占總面積的5.22%。如圖7所示。

圖7 云南土地利用圖

在各土地利用類型中，坡耕地是水土流失面積最大的地類。云南省坡耕地水土流失面積占全省水土流失面積的33%[16]。受地形地貌條件的限制，云南省的耕地中梯坪地少、坡耕地多，梯坪地主要分布在昆明、曲靖、玉溪、大理、楚雄、保山和德宏等7個州市，坡耕地則廣泛分布于全省范圍，且大部分坡耕地坡度均較大。云南省現有坡耕地3.48萬km2，其中15°以上的坡耕地達2.33萬km2，占坡耕地總面積的67%。如圖8所示。

圖8 云南坡耕地分布圖

4 討論

(1)云南省面積較大且自然環境條件多樣，利用模型模擬水土流失時，很難兼顧解決各流域和區域間水土流失情況差異較大的問題，模擬結果容易出現誤差，影響其決策支撐。只有研究和掌握各區域地形、氣候、降雨、土壤、土地利用和植被覆蓋等相關水土流失要素的現狀和特點，才能科學合理制定符合云南實際的水土流失防治方略和措施布局。

(2)土壤侵蝕因子是對相關水土流失環境要素信息的提取結果，而土壤侵蝕模型是對水土流失現實的模擬仿真。探清現狀各水土流失環境要素的特點，對土壤侵蝕模型計算參數的擬定和修正、模型的驗證和完善具有現實意義。

(3)針對云南省石漠化區域分布廣泛，且區域土層瘠薄、水土資源垂直滲漏等特點，在土壤侵蝕因子擬定過程中需進一步研究和完善。