【论文精选】基于CSLE的安溪县土壤侵蚀估算与分析

原创吴思颖等中国水土保持科学

水土流失导致土地生产力的下降以及生态环境的急剧恶化，成为一种全球性的灾害问题，越来越受到世界各国的重视。遥感技术因其具有大范围同步监测和重复周期快的特点，是重要的水土流失监测手段。随着侵蚀过程和机制研究的不断深入以及土壤侵蚀影响因素的不断加强，近100年来国内外水土流失遥感监测方法也愈见丰富。在水土流失定量监测模型中，通用土壤流失方程USLE(universal soil loss equation)和修订土壤流失方程RUSLE(revised universal soil loss equation)因其结构形式简单，各参数计算方式易于实现，且在全球范围内适用性强，应用最为广泛。中国土壤流失方程CSLE(Chinese soil loss equation)在USLE/RUSLE基础上，结合我国水土保持措施特点，进一步细化了模型因子，其结构简单且在中国具有更强的适用性。CSLE模型被广泛应用于中国境内土壤侵蚀定量评价中。目前CSLE模型在南方红壤区的应用较少，因此笔者在估算安溪县土壤侵蚀模数的同时，通过野外考察的方式进而验证CSLE模型在南方红壤区的适用性。

安溪县位于福建省泉州市的西南部，属南方红壤水土流失区。在历史、自然和经济因素的作用下，其水土流失情况严重，属于福建省22个水土流失重点县的I类县。福建省水保站提供的资料显示，安溪县2015年水土流失面积为659km²，流失率为22.01%，是目前福建省水土流失最严重的县。福建省是中国最大的产茶省份，著有“中国茶都”之称的福建省安溪县茶叶种植面积达400km²，占福建省茶叶种植面积的16%，由于地形限制，安溪县茶园大部分分布在山地开垦的梯田上，茶园梯田的开垦人为的破坏了地表植被，同时在茶园管理过程中，除草、松土等行为使得原本土层深厚的红壤变得裸露且疏松，增加了地表径流的作用，因此加剧了水土流失。安溪县地处闽南花岗岩区域，崩岗侵蚀极其严重，是福建省乃至全国典型的地区之一。鉴于安溪县水土流失的严重性及典型性，对该区域进行水土流失监测显得十分重要。

笔者以福建省安溪县为研究区，基于CSLE模型开展土壤侵蚀定量估算，并分析其空间分布以及与坡度、海拔间的关系，为安溪县水土流失防治决策提供依据。

安溪县位于福建省泉州市，地处我国东南沿海。其县域范围为E 117°36′~118°17′，N 24°50′~25°26′之间。它的位置东面接连南安市，西面接连华安县，南面与同安区毗邻，北邻永春县。全县以丘陵山地为主，河谷盆地分布其间。地势自西北向东南倾斜，属南、中亚热带海洋性季风气候，年平均温度在16~18℃之间，年降雨量约为1800mm。安溪县内广泛种植茶园，近年来在经济利益的驱使下，茶农不断的超坡度开垦茶园，且未能有序耕种，缺乏有效的茶园管理模式，从而导致茶园水土流失面积增多。而作为石材矿山主产区之一的安溪官桥、龙门等区域，由于粗放开采，一度出现“牛奶河”，成为水土流失源之一，崩岗侵蚀也是安溪县主要的土壤侵蚀类型之一。随着人口的增长，人们不断的占用土地资源，在茶园、矿山、崩岗这3种主要水土流失源的影响下，安溪县水土流失日益严重。

笔者所使用的数据包括：1)2015年覆盖安溪县的GF-2遥感影像(全色1m、多光谱4m)，用于土地利用/土地覆盖的提取。2)2015年覆盖安溪县的GF-1中等分辨率遥感数据(多光谱16m)，用于植被覆盖度和生物措施因子B的估算。3)中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据(http://data.cma.cn/)，称为“逐时网格降雨融合数据”，用于降雨侵蚀力因子R的计算。4)安溪县的DEM数据，其空间分辨率为18m，用于坡长坡度因子LS计算及流域的划分。5)福建省的主要土壤类型专题图，用于土壤可蚀性因子K的计算。6)福建省水土保持试验站提供的2014—2016年安溪县多组坡面径流小区资料，用于工程措施因子E的计算。7)野外考察数据，包括土壤侵蚀程度、土地利用类型、植被覆盖情况等。

笔者基于CSLE水土流失模型，结合RS、GIS技术，定量估算并分析了安溪县2015年水土流失的整体情况以及空间分布规律。结论如下：

1) 2015年安溪县水土流失总面积为638.09km²，流失率高达21.31%，水土流失总体情况较严重。其中以轻度流失为主，主要分布在安溪县的的北部和南部地区，受过度开垦茶园等人为活动的影响，较为严重的是双溪流域和大畬溪流域，而龙津溪流域北部、洛溪流域、蓬莱溪流域水土流失较少。中侵蚀SE指数区多分布于双溪流域、坑仔口溪流域、大畬溪流域，其流域内的细小流域多为中高SE指数区，土壤侵蚀较为严重。低侵蚀SE指数区主要为龙津溪流域、蓬莱系流域。