程林+王艳霞+田海兰

摘要：以滦河流域为研究范围，参考《生态功能区划暂行规程》及修正的通用土壤侵蚀方程（RUSLE），运用ArcGIS软件的克里金插值、邻域分析等功能，研究了降水、土壤质地、地形起伏度、植被状况等因素对土壤侵蚀的敏感性，并生成滦河流域单因素敏感性评价图。在ArcGIS栅格叠加分析功能的支持下，以对单因子的分析结果为基础，实现研究区土壤侵蚀敏感性综合评价。结果显示，滦河流域的土壤侵蚀敏感性以中度为主，其中轻度敏感区主要位于坝上高原及滦河冲积平原，中度敏感区主要位于燕山山地，高度敏感区主要位于兴隆县、承德县、青龙县、平泉市、隆化县等地区。为保障水库及城市的安全，有必要重点加强潘家口水库上游河流谷地及青龙县沙壤地的水土流失防治工作。

关键词：河北省；滦河流域；土壤侵蚀；敏感性；ArcGIS

中图分类号：S157 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）22-4282-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.018

Abstract： Luanhe River basin was chosen as study area，reference to the Interim Regulations of Ecological Function Zoning and Revised Universal Soil Loss Equation（RUSLE），by applying the kriging interpolation and neighborhood analysis functions of ArcGIS. The research was made of the impact of rainfall，soil texture，topography and vegetation coverage on soil erosion sensitivity，maps of single-factor sensitivity evaluation was generated. Based on the evaluation results of single factor，by applying the spatial overlapping of ArcGIS，a comprehensive evaluation of soil erosion sensitivity was conducted. The results showed that moderately sensitive region was the main type of research area. Mildly sensitive region was mainly distributed in Bashang plateau and Luanhe alluvium plain. Moderately sensitive region was mainly distributed in the mountain area of Yanshan. Highly sensitive region was mainly distributed in Xinglong，Chengde，Qinglong，Pingquan and Longhua. For safety ensuring of reservoir and urban area，its necessary to enhance the soil and water conservation of moderately and highly sensitive region，especially valley in upstream of Panjiakou reservoir and sandy soil area of Qinglong.

Key words： Hebei province； Luanhe River basin； soil erosion； sensitivity； ArcGIS

土壤侵蝕容易造成土地资源破坏、土壤肥力下降、库塘湖泊淤积、生态恶化、草原荒漠化等一系列危害[1，2]，侵蚀物质也容易成为滑坡、泥石流等地质灾害的物源。中国是世界上水土流失较严重的国家，水土流失面广量大[3]。为了防治土壤侵蚀灾害，不同研究者基于《生态功能区划暂行规程》[4]或RUSLE[5]模型，以省域[6]、县域[7]、流域[8]等不同尺度空间为研究范围，开展土壤侵蚀敏感性评价研究。其中流域具有统一的出水口，水文特性相近，但同时也是复杂的综合体，流域内不同地形地貌部位土壤性状、植被覆盖、土地利用等差异较大[9]。中国的流域土壤侵蚀敏感性研究以南方[8，10]居多，北方[11]较少。

滦河流域是河北省乃至华北地区主要的林果产业、旅游业、重工业基地之一，是京津唐城市群重要的生态屏障及水源涵养地，滦河冲积平原区也是河北省重要的城市分布区。本研究基于ArcGIS技术和土壤侵蚀评价系统，以期对滦河流域的土壤侵蚀状况进行综合评价，为保障流域范围内生态建设、产业发展和城市建设提供参考。

1 研究区域概况

滦河流域，包括滦河干流、支流及附近小型入海河流的流域，地域范围涵盖河北省的秦皇岛市、唐山市、承德市的大部分地区，内蒙古自治区多伦县、正蓝旗及辽宁省的建昌县，面积达5.88万km2。滦河是河北省的主要河流之一，发源于丰宁境内，主要一级支流包括小滦河、兴洲河、伊逊河、武烈河、柳河、瀑河、青龙河等，附近独流入海的山溪性河流主要有陡河、沙河、洋河、戴河、石河等（图1）。滦河流域属于华北地台的一部分[12]，地势西北高东南低，地貌单元包括坝上高原、燕山山地、华北平原，最高点为东猴顶，海拔2 292.6 m。滦河流域跨越中国东部季风区和西北干旱半干旱区，以温带季风气候为主，年均气温5～12 ℃，夏季炎热多雨，春秋干旱少雨，冬季寒冷干燥，多年平均降雨量为400～700 mm，且年内分配不均，6～9月降水量占全年降水量的67%～76%[13]。endprint

2 评价方法

土壤侵蚀敏感性的评价方法参考原国家环保总局2002年颁布的《生态功能区划暂行规程》[4]，以修正的通用土壤侵蚀方程（RUSLE）[5]为基础，综合考虑降水、地貌、植被与土壤质地等因素，确定影响土壤侵蚀的各因素的敏感性等级（表1），运用地理信息系统来评价土壤侵蚀敏感性及其空间分布特征。

2.2 土壤质地因子

土壤质地反映的是土壤中沙、壤、粉沙、黏土等组分的组合情况，土壤质地直接影响很多土壤水文学及土壤热力学参数，如饱和土壤含水量、饱和水力传导率等[16]，是影响土壤侵蚀的因子之一。利用“寒区旱区科学数据中心”（http：//westdc.westgis.ac.cn）提供的第二次全国土地调查数据，根据表1，绘制土壤侵蚀对土壤质地敏感性的分布图。

2.3 地形起伏度

地形起伏度是单位面积内最大相对高程差，可反映地面相对高差，是描述地貌形态的定量指标，在区域评价领域有广泛的应用[17]。根据研究区域地形特征，参考张磊[17]的研究成果，以1.4 km×1.4 km为基本单元，通过ArcGIS软件的Focal Statistics工具提取地形起伏度。地表高程数据提取自Google Earth软件，空间分辨率为100 m。根据表1，绘制土壤侵蚀对地形起伏度的敏感性分布图。

2.4 植被因子

植被防止侵蚀的作用主要包括对降雨能量的削减作用、保水作用和抗侵蚀作用[18]，植被因子也是影响土壤侵蚀的敏感因素之一。利用中国科学院资源环境科学数据中心（http：//www.resdc.cn）提供的 1∶100万植被类型空间分布数据，根据表1，绘制土壤侵蚀对土壤植被因子的敏感性分布图。

3 结果与分析

3.1 单因子对土壤侵蚀的敏感性评价

研究区土壤侵蚀对降水的敏感度为轻度和中度（图2a、表2）。其中，中度敏感区主要分布于海拔1 000 m以上的地区，两者的界线与坝缘山地的走向基本一致。其中降水侵蚀力最高点出现在燕山山地南侧，即兴隆县、遵化市、迁西县及青龙县等地。

土壤侵蚀对土壤质地的敏感程度以中度为主（图2b、表2），另有占研究区总面积达12%的高度敏感区。高度敏感区主要分布于研究区北部的丰宁满族自治县、正蓝旗、多伦县及东部的青龙县、抚宁县等地，其中北部以粉黏土居多，东部以沙壤土居多。

土壤侵蝕对地形起伏度的敏感程度较高（图2c、表2），其中极敏感区达17%，主要分布在兴隆县、滦平县及承德县一带。广义的燕山山地分布区以高度敏感区为主，正蓝旗、多伦县、沽源县等高原地区及唐山市、秦皇岛的平原区对地形起伏度的敏感性相对较低。

研究区植被因子的土壤侵蚀敏感性包括轻度、中度、高度3个级别，分别占总面积的40%、21%、39%（图2d、表2）。其中高度敏感区多沿山谷分布，多为一年一熟旱作分布区；中度敏感区主要分布在研究区南北两侧，其中北侧多为稀树灌木草原，南侧平原区以两年三熟粮作为主。

3.2 土壤侵蚀敏感性综合评价

根据各因子的敏感性等级评价结果，利用公式1，得到研究区土壤侵蚀敏感性综合评价结果（图3）。由图3可知，研究区土壤侵蚀敏感性以中度为主，占区域总面积的78%。轻度敏感区主要分布在坝上高原的沽源县、多伦县、正蓝旗一带及滦河冲积平原区，占区域总面积的20%。高度敏感区占区域总面积的2%，主要分布在兴隆县、承德县、青龙县、平泉市、隆化县等地，其中集中分布区为兴隆县、承德县、青龙县，地貌单元上为滦河干流兴隆段、滦河一级支流横河、滦河二级支流起河、入海河流洋河的河谷地区。

高度敏感性分布区的分布范围是滦河流域水土保持的重点区域。综合各因子的特征，可见高度敏感性分布区的主要特征有降水侵蚀力高、地形起伏度较大、土壤类型多为沙壤土、农业开发程度较高。

坝上高原地区气候干旱，地表植被类型以荒漠为主，但是地形起伏度较低，因此土壤侵蚀敏感性总体偏低。平原区虽然农业开发程度较高，但地形起伏度低，土壤质地的抗蚀能力总体较强，因此土壤侵蚀敏感性也较低。

4 小结

滦河流域土壤侵蚀敏感性总体以中度为主。燕山山地多为中度敏感区，坝上高原及滦河冲积平原多为轻度敏感区，兴隆县、承德县、青龙县、平泉市、隆化县等地的河谷地区存在集中分布的高度敏感区。

高度敏感区多位于大中型水库上游和城市上游，做好水土流失防治工作可为潘家口水库等大中型水库的正常运转及城市防灾减灾工作提供重要支撑。其中重点防治区域为河谷地区农田及陡坡森林，管理措施与工程措施相结合，做好源头预防、泥沙拦截和降水疏导。在陡坡区或土壤质地高敏感区继续推进实施退耕还林还草和封山育林，完善截留沟、淤地坝等工程防治措施，探索推进生态移民。

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