贛州市崩崗侵蝕分布特征與影響因子分析

廖凱濤,劉 艷,劉 荃,宋月君,黃宏勝

(1.江西師范大學 地理與環境學院,南昌 330022;2.江西省水利科學院 江西省土壤侵蝕與防治重點實驗室,南昌 330029;3.江西農業大學 國土資源與環境學院,南昌 330045)

江西省的崩崗數量與面積位居南方紅壤丘陵區第2位[1]，其中贛州市崩崗數量32 923個，面積12 856.1 hm2，均為江西省各市之首[2]，是我國南方紅壤丘陵區崩崗侵蝕的典型區域[3]。當地生態安全、糧食安全以及人民生命安全一直受到崩崗侵蝕的威脅，“興國要亡國，寧都要遷都”，“龍回千百家，家家米淘沙，一家不淘沙，就不成人家”，這些都是贛州崩崗侵蝕區“沙進、田毀、人退”的真實寫照[4]。贛州市是全國水土保持改革試驗區，有必要對贛州市的崩崗分布特征和影響因子進行分析，為當地崩崗侵蝕防治工作提供數據參考與依據。

灰色關聯度是一種可以明確系統中各因素之間的主要關系，并定量描述和比較各因素的影響力的方法[5-6]，在泥石流[7]、滑坡等[8-9]災害影響因子分析評價運用廣泛。吳鐘騰等[10]基于野外詳細調查，采用灰色關聯度法分析了安溪縣崩崗的降雨持續時間、降雨量、植被覆蓋率和孔隙度4個影響因子的權重，結果表明該方法也能用于崩崗侵蝕因子的定量判斷，但未對崩崗侵蝕發生造成影響的其他影響因素，如地形[11]、土壤[12]與人為活動等[13]進行分析。

基于此，本文以2015年贛州市崩崗普查數據為數據源，分析各縣(市、區)的崩崗分布特征；采用灰色關聯度法分析各縣市區崩崗與海拔高度、坡度、坡向、坡型、成土母質、土壤類型、降雨侵蝕力、距河流距離、植被覆蓋度與土地利用類型共10個影響因子關聯度，探究影響崩崗侵蝕規模的關鍵影響因子及其作用強度，為贛州市崩崗形成機理研究以及崩崗水土流失防治工作提供數據參考與依據。

1 研究區概況

贛州市位于江西省南部，地處贛江上游，位于北緯24°29′—27°09′，東經113°54′—116°38′。贛州市下轄贛縣區、興國縣、瑞金市等18個縣市區，總面積3.94萬km2，占江西省總面積的23.6%。研究區地貌以山地、丘陵和盆地為主；水系眾多，是贛江和東江的發源地；巖層以火成巖和變質巖為主；氣候為亞熱帶濕潤季風氣候區，降雨多集中于春夏季，多年平均降雨量為1 080 mm，多年平均氣溫為19.2℃；土地利用類型以林地為主，耕地次之；自然土壤類型主要包括紅壤、紫色土、山地黃壤等；森林樹種垂直分布比較明顯，海拔1 000 m以下馬尾松、杉木、油茶等為主，海拔1 000 m以上多為天然灌木類。

2 數據與方法

2.1 數據來源與因子選取

贛州市崩崗分布數據主要來源于2015年江西省水土保持規劃崩崗調查更新數據成果，包括崩崗點位坐標、面積、形態和穩定程度等信息。

綜合分析學者已有的研究成果[12,14]，選取對崩崗侵蝕發育影響較大的10個影響因子(海拔高度、坡度、坡向、坡型、成土母質、土壤類型、降雨侵蝕力、距河流距離、植被覆蓋度及土地利用類型)。海拔高度(m)、坡度(0°～90°)、坡向(0°～360°)以及坡型(地表曲率)，利用高程數據ASTER GDEM數據通過ArcGIS的空間分析功能提取；距河流距離(m)因子為崩崗點距其周邊河流最短的距離；土壤類型來源于1∶100萬中華人民共和國的土壤圖，包括紅壤、黃壤、紫色土、潮土和石灰土；成土母質來源于1∶250萬的中國地質圖，包括第四紀紅黏土、河湖沉積物、紅砂巖、花崗巖、泥質巖、石灰巖、石英巖、紫色頁巖；降雨侵蝕力因子通過中國氣象數據共享網(https:∥data.cma.cn/)獲取贛州市及其周邊25個氣象站點的1986—2015年日降雨量采用章文波等[15]方法計算獲得；植被覆蓋度由2015年Landsat數據提取的NDVI計算獲得；土地利用數據采用2015年1∶10萬的江西省土地利用數據，來源于地理國情監測云平臺(http:∥www.dsac.cn/)[16]，包括耕地、林地、草地、水域、城鎮居民建設用地和未利用地。

2.2 灰色關聯度

灰色關聯度研究法通過比較序列(子序列)與參考序列(母序列)之間的曲線相似性來確定比較序列與參考序列之間的相關性[17]。為同一系統內各影響因素的變量量化提供了標準，并能有效地處理不確定變量之間的相關性，通常包括以下4個步驟：確定分析數列、原始數據變換、計算關聯系數、求關聯度、排關聯序。

根據選取的影響因子：海拔高程、坡型、坡度、坡向、土地利用類型、成土母質、土壤類型、距河流距離、降雨侵蝕力、植被覆蓋度以及崩崗侵蝕面積組成數列Xi={X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11}(i=1，…，11)，其中X1—X10作為子序列，X11為母序列。選取贛州地區18個縣市區作為研究對象，它們組成數列Yj={贛縣，龍南，于都，安遠，崇義，大余，定南，會昌，南康，寧都，全南，瑞金，上猶，石城，信豐，興國，尋烏，章貢}(j=1，…，18)。

部分影響因子是定性數據，需對其進行賦值，其中成圖母質共有第四紀紅黏土、河湖沉積物、紅砂巖、花崗巖、泥質巖、石灰巖、石英巖、紫色頁巖8類，分別將它們賦值為1～8；土壤類型有紅壤、黃壤、紫色土、潮土、石灰土5類，分別將它們賦值為1～5；土地利用類型有耕地、林地、草地、水域、城鎮居民建設用地和未利用地6類，分別將它們賦值為1～6。通過ArcGIS空間分析功能將影響因子柵格圖的屬性值提取到崩崗點圖層，然后根據不同的行政區，對數據進行無量綱并計算關聯系數，根據關聯系數排出關聯序。

3 結果與分析

3.1 贛州市崩崗分布特征

由表1可知，從崩崗分布數量來看，排在前5位的分別為龍南縣、贛縣區、于都縣、興國縣和石城縣，總數達到17 917個，占到總數量的55.34%；其中龍南縣的崩崗數量最多，4 354個，占到總數的13.48%；剩余各行政區內的崩崗數量較少，均不超過2 500個，占比均在8%以下，其中章貢區最少為42個。從崩崗分布面積來看，排在前5位的分別為贛縣區、于都縣、興國縣、信豐縣和龍南縣，總面積為8 951.40 hm2，占總面積的69.63%；特別是分布在贛縣區的崩崗面積最大，為3 860.52 hm2，占總面積的30.03%，剩下的各縣(市、區)崩崗面積較少，占比在0.13%～7.65%。從各縣(市、區)人口密度來看，除章貢區外，排在前五位的南康區、贛縣區、興國縣、信豐縣和于都縣的崩崗數量為15 096個，占到崩崗總數的45.85%；面積為8 499.93 hm2，占崩崗總面積的66.12%，人口密度的大小，可能對崩崗侵蝕的發生發育具有一定的貢獻性[4]。從崩崗分布密度來看，排在前五位的分別為龍南縣、石城縣、于都縣、贛縣區和上猶縣，其中密度最大的為龍南縣2.64個/km2，最小的為章貢區0.09個/km2。從崩崗數量空間分布看(圖1)，崩崗主要分布在贛縣、興國、于都為主的贛州市北部區域，贛州市東部與西部分布較少，總體特點是由北向南減少，由東北向西南先增多再減少。

表1 贛州市各行政區崩崗統計

圖1 贛州市各縣(市區)崩崗分布

3.2 各縣(市、區)崩崗侵蝕影響因子分析

崩崗的面積能直接反映崩崗侵蝕范圍的大小，本文選取崩崗面積作為參考變量，其他影響因子作為比較變量，兩種變量進行對比分析崩崗侵蝕與各影響因子之間的關聯度。

由表2可知，贛州市各縣(市、區)的崩崗侵蝕與10個影響因子均存在密切的相關性，但不同縣(市、區)的影響因子關聯系數還存在一定的差異。贛縣區、龍南縣、于都縣、安遠縣、大余縣、定南縣、會昌縣、南康區、上猶縣、石城縣、信豐縣和尋烏縣12個縣區的崩崗侵蝕與10個影響因子的關聯系數均在0.9以上，其中平均關聯系數排名前3的是石城縣、尋烏縣和信豐縣；章貢區的關聯系數最小，在0.66～0.75，其次崇義縣，在0.75～0.82；其余的縣市區均在0.8以上。

表2 崩崗影響因子灰色關聯度分析結果

安遠縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、海拔高度、土壤類型，最小的為坡度；大余縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、坡型、土地利用類型，最小的為植被覆蓋度；定南縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、海拔高度、成土母質，最小的為土壤類型；南康縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、坡型、坡度，最小的為海拔高度；瑞金市崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、海拔高度、坡型，最小的為植被覆蓋度；尋烏縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、海拔高度、坡型，最小的為植被覆蓋度；上猶縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、坡型、海拔高度，最小的為植被覆蓋度；信豐縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為降雨侵蝕力、海拔高度、坡度，最小的為成土母質；會昌縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為海拔高度、土地利用類型、坡型，最小的為降雨侵蝕力；興國縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為海拔高度、降雨侵蝕力、坡度，最小的為土壤類型；贛縣區崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為海拔高度、土地利用類型、坡型，最小的為降雨侵蝕力；于都縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為海拔高度、坡度、坡型，最小的為土壤類型；崇義縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為坡型、海拔高度、降雨侵蝕力，最小的為植被覆蓋度；石城縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為坡型、坡度、海拔高度，最小的為土地利用類型；章貢區崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為坡型、坡度、成圖母質，最小的為土壤類型；龍南縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為坡型、海拔高度、降雨侵蝕力，最小的為植被覆蓋度；寧都縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為坡度、坡型、植被覆蓋度，最小的為坡向；全南縣崩崗侵蝕影響因子關聯度排序前3的為坡度、坡型、土地利用類型，最小的為降雨侵蝕力。

降雨侵蝕力因子關聯度排序為第一位的縣(市、區)有8個，除崇義縣、寧都縣、瑞金市和章貢區的關聯系數在0.9以下，其他各縣(市、區)均在0.9以上；海拔高度因子關聯度排序為第一位的縣(市、區)有4個，除崇義縣、寧都縣、全南縣和章貢區的關聯系數在0.9以下，其他各縣(市、區)的均在0.9以上；坡型因子關聯度排序為第一位的縣(市、區)有4個，坡度因子關聯度排序為第一位的縣(市、區)有2個。降雨侵蝕力、海拔高度或坡度關聯度排名前3的縣(市、區)有11個，分別是龍南縣、安遠縣、大余縣、定南縣、南康區、瑞金市、上猶縣、信豐縣、興國縣、崇義縣以及尋烏縣，表明崩崗侵蝕與水力因子及地形因子關聯度最大；贛縣區、崇義縣、石城縣及于都縣4縣區與地形因子關聯度最大；其余各縣(市、區)中與崩崗侵蝕關聯度最大的影響因子中也均有地形因子的存在，表明包括海拔高度、坡型曲率、坡度以及坡向的地形因子對崩崗侵蝕的關聯性最高，海拔高度會影響到地形地貌的發育，海拔的高低與風化巖體的剝蝕、沉積具有緊密聯系，直接影響到風化殼厚度，海拔較低時風化物較深厚，并且受人為不當影響也較多；坡型上凹形坡中部侵蝕劇烈，易在下部形成堆積，多活動型崩崗；隨著坡度增加土壤侵蝕量也會逐漸增加，而坡向選擇上陽坡的崩崗更多，因為光照不同使得氣溫、土溫以及降水蒸發都會不同，形成小氣候，造成崩崗侵蝕。

4 討論與結論

(1)贛州崩崗侵蝕地貌分布特征為中間多，兩邊少，主要在龍南縣、贛縣區、于都縣、興國縣和石城縣，總數達到17 917個，占到全市崩崗總數量的55.34%。

(2)贛州市各縣(市、區)的崩崗侵蝕與10個影響因子均存在密切的相關性，但不同縣(市、區)的影響因子關聯系數存在一定差異。地形因子關聯排序第一的縣(市、區)有10個，水力因子關聯排序第一的縣(市、區)有8個，崩崗侵蝕主要受地形因子影響，其次是水力因子，崩崗侵蝕是一種在重力和水力侵蝕雙重驅動下的復雜土壤侵蝕類型，由于各縣(市、區)所處的自然區位以及不同的人類活動影響，其崩崗侵蝕影響因子存在一定的區位特殊性，因此在崩崗侵蝕防治過程中，應采取針對性防治措施，開展有的放矢的綜合治理。

在贛縣區、崇義縣等以地形因子影響最大的地區，地形破碎不穩定，坡度大，應當根據實際地形、海拔等因素，重點進行削坡整地來達到降坡、穩坡、創造適宜的地形，并輔以其他治理措施；在尋烏縣、上猶縣等以水力因子(降雨侵蝕力)影響最大的地區，重點通過設置坡面的截流排水溝，實施喬灌草的植物水保防護措施體系，降低水力因子在崩崗發育前期的作用，并輔以其他治理措施。在龍南縣、安遠縣等以兩種因子交互作用的地區，可以通過建立水土保持林以及開發經果林，修建谷坊等工程措施來預防地表土壤流失。