九洲江流域玉林段水土流失監測消長情況分析

謝福倩，韋 石，蔡卓杰，李 茂

(廣西壯族自治區水土保持監測站，廣西 南寧 530023)

1 引言

水土流失是影響較為嚴重的自然災害之一，它能破壞水土資源，造成土地退化、干旱和洪澇等災害，引起生態環境惡化，威脅著人類的生存和發展，成為各國普遍關注的生態問題。水土流失監測是掌握水土流失面積等動態變化情況的重要手段[1]。綜合應用遙感、地面觀測和抽樣調查等[2]方法和手段開展水土流失動態監測，為摸清區域水土流失的特點，給政府制定科學的生態環境保護及生態文明建設決策提供依據。

九洲江是一條跨越粵桂兩省(區)獨流入海的河流，發源于廣西壯族自治區玉林市陸川縣沙坡鎮[3]，流經陸川縣溫泉、大橋、烏石、灘面、良田、古城6個鄉鎮，以及博白縣寧潭、文地2個鎮，最后經陸川縣古城鎮盤龍圩進入廣東省。九洲江流域在廣西境內面積為1255 km2，其中陸川縣面積為805.32 km2，博白縣面積為449.68 km2，是玉林市沿江鄉鎮經濟社會發展的重要生態資源。近年來，九洲江水質逐漸惡化，粵桂各級政府大力推進流域水環境綜合治理并取得階段性成效，但還存在著水質未能穩定達標、養殖污染清理不夠徹底、生態環境系統退化等諸多問題[4]，通過對九洲江廣西流域進行水土流失監測，分析九洲江區域水土流失消長情況，為水土流失綜合治理、水資源保護和河長制度等決策提供數據支撐。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

基礎地理數據采用1∶1萬數字線劃地圖(DLG)，遙感影像來源于GF-1、MOD13Q1和Landsat影像，土地利用數據來源于廣西壯族自治區水土流失動態監測成果(2018年)中九洲江廣西流域對應的土地利用解譯成果，土壤資料與降水資料采用由水利部水土保持監測中心統一計算下發的土壤可蝕性因子、降雨侵蝕力因子數據，以及水土保持工程、生產建設項目等資料。

2.2 研究方法

2.2.1 土壤侵蝕模數計算

將降雨侵蝕力R(MJ·mm/(hm2·h·a)、土壤可蝕性因子K(t·h/(MJ·mm))、坡長因子L(無量綱)、坡度因子S(無量綱)、植被覆蓋與生物措施因子B(無量綱)、工程措施因子E(無量綱)、耕作措施因子T(無量綱)，代入中國土壤流失方程CSLE[5，6]進行柵格運算。土壤侵蝕模數計算技術流程如圖1所示。

圖1 土壤侵蝕模數計算技術流程

2.2.2 土壤侵蝕強度分析

依據《土壤侵蝕分類分級標準》(SL190-2007)[7]，獲取10 m空間分辨率2019年九洲江流域土壤侵蝕強度。

表1 南方紅壤丘陵區水力侵蝕強度分級

3 九洲江流域水土流失監測

3.1 2019年九洲江流域土地利用情況

2019年九洲江流域土地利用類型以有林地、水田為主，面積為778.47 km2、144.37 km2，分別占流域總面積的62.03%、11.5%，其余土地利用類型占流域總面積的26.47%。2019年九洲江流域土地利用分類結果詳見圖2。有林地、其它林地廣泛分布于九洲江流域，并在流域的邊界地區集中分布，尤其是流域東北部邊界地區。水田集中分布于九洲江及其支流沿岸，依河流走勢呈帶狀分布，農村建設用地呈零星分布于水田附近，旱地則零星分布于農村建設用地附近。城鎮建設用地也基本分布在九洲江及其支流的沿岸，采礦用地比較集中的分布在城鎮用地周邊。其它園地、其它草地、其他建設用地、裸土地等地類呈零星分布于流域內部。

圖2 2019年九洲江流域土地利用類型圖

3.2 2019年九洲江流域土壤侵蝕模數及侵蝕量

2019年九洲江流域土壤侵蝕模數在0 t/(km2·a)～103835 t/(km2·a)之間，平均土壤侵蝕模數為531.52 t/(km2·a)，土壤侵蝕總量為641834.04 t，其中劇烈地塊土壤侵蝕量206854.00 t，占流域總侵蝕量的32.23%；微度地塊土壤侵蝕量133254.94 t，占流域總侵蝕量的20.76%。土壤侵蝕總面積為149.89 km2，占流域總面積的11.94%。劇烈和極強烈的土壤侵蝕發生在采礦用地以及大規模開發建設項目造成的裸土地區域。2019年九洲江流域土壤侵蝕量統計表詳見表2。

表2 2019年九洲江流域土壤侵蝕量統計

3.3 水土流失年度消長情況監測成果

2018年九洲江流域土壤侵蝕強度數據來源于廣西壯族自治區水土流失動態監測成果(2018年)。與2018年相比，2019年九洲江流域土壤侵蝕面積比2018年減少13.07 km2。在各類型土壤侵蝕強度消長變化方面，中度土壤侵蝕強度面積增加最多，為5.47%；強烈土壤侵蝕強度地塊面積和微度土壤侵蝕地塊面積也稍有增加，分別為2.14%和1.2%。劇烈、極強烈土壤侵蝕強度地塊面積下降明顯，分別減少了27.44%、24.09%；其次是輕度土壤侵蝕強度地塊面積，減少了7.78%。九洲江流域年度土壤侵蝕強度消長情況詳見表3。

表3 九洲江流域年度土壤侵蝕強度消長情況分析

4 水土流失年度消長變化主要原因分析

4.1 土壤侵蝕強度因子計算差異

植被覆蓋與生物措施B因子的計算，2019年是采用了融合法與基于單期高分影像的林草覆蓋率計算方法，而2018年則是采用了修訂法，利用250 m空間分辨率的MODIS影像數據進行林草覆蓋率計算。此外，2019年在土地利用分類過程中，未出現灌木林、茶園、果園等二級地類；但在果園、其它園地、有林地及其它林地地類的SLR計算中，根據野外調查情況與經驗對林下蓋度進行取值，即GD值與2018年的不同。B因子數據源、計算方法與經驗取值的差異造成了2018年、2019年土壤侵蝕強度結果的變化[8]。

4.2 土地利用分類結果差異

九洲江流域內的生產建設項目數量多，生產建設活動對地表擾動大，給流域內的水土流失造成一定影響。如玉湛高速(廣西段)公路工程，線路長、跨河點多，施工進度不同對地表的擾動也不同，導致不同年份的土地利用情況有所差異。在2018年土地利用分類中，玉湛高速等生產建設項目造成的地表擾動未單獨分出；而在2019年將造成地表裸露的生產建設項目都列為裸土地帶入公式計算。土地利用分類結果的差異也是2018年、2019年土壤侵蝕強度結果變化的重要影響因素[9]。

5 結論與展望

2019年九洲江流域玉林段土壤侵蝕總面積為149.89 km2，占流域總面積的11.94%，比2018年減少13.07 km2，中度、強烈土壤侵蝕強度地塊面積分別增加了5.47%、2.14%，劇烈、極強烈、輕度土壤侵蝕強度地塊面積分別減少27.44%、24.09%和7.78%。總體上看，九洲江流域玉林段的水土流失狀況向好的方向上發展，水土流失面積較上年度有所下降，并呈現出高強度向低強度轉化的趨勢。

本文在監測過程中也存在著不足，在模型精度驗證與改進方面，需要結合地面觀測數據來判斷B因子計算方法精度[9]，增加果園、其它園地、有林地及其它林地地類的林下蓋度經驗取值精度；在土地利用遙感解譯方面，在野外調查中未發現水澆地、茶園和灌木林，需要增加野外抽樣調查的樣本[10]。