李纯乾

(辽宁省水土保持研究所，辽宁朝阳 122000)

土壤侵蚀综合指数能够量化地表征一个地区或一个单元土壤侵蚀的总体状况，具有客观性、科学性、综合性和可比性的特点。本研究通过对辽宁省2000、2005年土壤侵蚀综合指数地区之间的差异变化和趋势分析，得出了辽宁省土壤侵蚀整体状况。土壤侵蚀综合指数的计算采用李智广［1］、梁音等［2］提出的研究方法，但重新确定了权重值的参考范围，将微度侵蚀的权重也纳入了对比之中，使计算结果更加符合客观实际。

1 研究方法与数据来源

1.1 土壤侵蚀综合指数EI值的概念

土壤侵蚀综合指数用EI表示，它是评价一个单元内土壤侵蚀总体状况的综合指标，是根据该单元内各级土壤侵蚀面积和土地总面积量化分级进行权重变换后形成的一个综合指标数值［2］。EI值越大土壤侵蚀程度就越严重，反之土壤侵蚀程度就越轻微。其表达式为

式中:EI为评价单元土壤侵蚀综合指数，无量纲;Wi为评价单元土壤侵蚀等级权重分值，无量纲;Ai为评价单元第i等级土壤侵蚀的面积，km2;S为评价单元的土地总面积，km2;i为土壤侵蚀等级数，其取值范围为1—6之间的整数，为一常量。

1.2 权重分值Wi的多项式推算

依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)［3］中水力侵蚀强度分级标准，采用多项式方程模拟法对各级别的土壤侵蚀模数中值进行修正。用1、2、3、4、5、6 分别代表微度、轻度、中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀。拟合后得到的多项式方程为

式中:y为土壤侵蚀模数修正中值，t/(km2·a);x为土壤侵蚀等级级别，取值为1—6之间的整数，为一常量。

按照拟合后的多项式推算的土壤侵蚀模数修正中值见表1，其中x=6(6代表剧烈侵蚀)时y=18 490。

按剧烈侵蚀的预测模数修正中值权重指标为侵蚀程度最严重，表征为100，与其他各侵蚀强度级别的预测模数修正中值分别进行等比计算，得到的权重指标见表1。理论上EI=0表征为无侵蚀，但实际上这种情况并不存在，因此对于微度侵蚀的权重指标做了保留，这与李智广［1］、梁音［2］等人对土壤侵蚀模数权重指标的计算方法有所不同。

表1 土壤侵蚀模数修正中值及权重指标

1.3 数据来源

计算EI需要的原始数据来源于辽宁省2000和2005年土壤侵蚀遥感数据。

2 结果与讨论

2.1 市级尺度EI值的空间分布

应用方程(1)对辽宁省14个市的EI值逐一进行计算，得到各市的EI值及其增量见表2。由于采用的是统一的标准与方法，其计算结果具有很强的可比性。通过对比分析每个市的土壤侵蚀综合指数EI值，从而认识、了解市级尺度的土壤侵蚀空间分布规律。

表2 辽宁省各市土壤侵蚀综合指数EI值

如表2所示，2000年各市的EI值由大到小排序依次为朝阳、葫芦岛、营口、鞍山、大连、阜新、丹东、锦州、抚顺、铁岭、本溪、沈阳、辽阳、盘锦，其中朝阳市最大，盘锦市最小，2市相差9.89个指数点，说明2000年朝阳市的土壤侵蚀最为严重，盘锦市最轻。如果以辽宁省的平均EI值4.78作为衡量标准，则朝阳、葫芦岛、营口、鞍山、大连、阜新6个市的土壤侵蚀均高于全省的平均值，其他8个市的土壤侵蚀低于全省的平均值。

2005 年各市的EI值由大到小排序依次为朝阳、葫芦岛、鞍山、营口、阜新、大连、锦州、丹东、本溪、抚顺、辽阳、铁岭、沈阳、盘锦(表2)，其中朝阳市最大，盘锦市最小，2市相差8.09个指数点，说明2005年朝阳市的土壤侵蚀最为严重，盘锦市最轻。如果以辽宁省的平均EI值4.33作为衡量标准，则朝阳、葫芦岛、鞍山、营口、阜新、大连6个市的土壤侵蚀均高于全省的平均值，其余8个市的土壤侵蚀低于全省的平均值。

由此看出，朝阳、葫芦岛、鞍山、营口、阜新、大连6个市的土壤侵蚀在5年的变化中，仍然高于全省的平均值，其中朝阳市仍然是全省土壤侵蚀最严重的地区，而盘锦市是全省土壤侵蚀最轻的地区。

利用ArcVIEW软件，以辽宁省各市行政区划图为底图，添加EI值属性并赋值，通过对EI值分类分级并进行空间分析，可得到辽宁省各市区EI值分类分级图(图1、图2)。从图1、图2可知，辽宁省土壤侵蚀程度在空间分布上以辽东和辽北地区相对较弱，其次为辽南，辽西最为严重，表现出由东北向西南侵蚀程度逐渐加剧的趋势。这种土壤侵蚀的分布特点主要是因为辽东的自然条件较辽西要好，降水充足、植被盖度高。

2.2 市级尺度EI值的时间变化趋势

(1)2000—2005年的5年间，辽宁省的EI值减少了0.45个指数单位(表2)，说明该阶段全省的土壤侵蚀总体呈减缓趋势;有9个市的EI值下降，5个市的EI值上升，其中营口市的EI值降幅最大，铁岭市和锦州市的EI值变化很小，盘锦市的EI值增幅最大。

(2)有9个市的EI值均有不同程度的下降，包括营口、葫芦岛、朝阳、大连、鞍山、丹东、沈阳、阜新和铁岭市。EI值减少幅度在0.5个指数单位以上的有营口、葫芦岛、朝阳、大连、鞍山和丹东市，而铁岭市的减幅很小，仅为0.05个指数单位，说明铁岭市在这5年间土壤侵蚀程度没有大的改善。

(3)有5个市的EI值均有不同程度的上升，包括盘锦、辽阳、本溪、抚顺和锦州市。EI值增加幅度在0.5个指数单位以上的有盘锦市和辽阳市，说明这2个市在这5年间土壤侵蚀程度在加剧;而锦州市的增幅很小，仅为0.03，说明该市在这5年间土壤侵蚀程度没有大的变化。

3 结语

(1)根据多项式方程的模拟推算，北方土石山区和东北黑土区的剧烈级别侵蚀的预测模数中值可采用18 490 t/(km2·a)。

(2)2000—2005年的5年间，辽宁省的EI值减少了0.45个指数单位，说明该时段全省的土壤侵蚀总体呈降低趋势。

(3)从空间分布上看，辽宁省的土壤侵蚀程度以辽东和辽北地区相对较弱，其次为辽南，辽西最为严重，表现出由东北向西南侵蚀程度逐渐加剧的趋势。其中朝阳、葫芦岛、鞍山、营口、阜新、大连6个市的土壤侵蚀均高于全省的平均值，其余8个市则低于全省的平均值;以朝阳市的土壤侵蚀最为严重，盘锦市侵蚀最轻。

(4)从时间变化趋势看，2000—2005年的5年间，辽宁省的土壤侵蚀总体上呈减弱趋势，有9个市的EI值下降、5个市的EI值上升。其中:营口市和葫芦岛市的减幅最大，说明这2个市在这5年间水土流失防治效果比较显著，土壤侵蚀得到了很明显的遏制;盘锦市和辽阳市的EI值增幅最大，说明这2个市在这5年间土壤侵蚀程度在加重，如果不进行有效的治理，在未来的几年中将有加剧的趋势。

［1］李智广，罗志东.县域土壤侵蚀严重性评价方法初探——土壤侵蚀严重指数的定义与应用［J］.水土保持通报，2006，26(4):41 －43.

［2］梁音，杨轩，苏春丽，等.基于EI的南方红壤区土壤侵蚀县域差异与趋势分析［J］.土壤学报，2009，46(1):24 －29.

［3］SL 190—2007，土壤侵蚀分类分级标准［S］.