馬澤忠，張海珍

（1.重慶市土地勘測規(guī)劃院，重慶400102；2.重慶工商大學，重慶400201）

水蝕荒漠化是以流水侵蝕為主的自然環(huán)境退化過程，是人為和自然因素綜合作用的結果。受水蝕影響，不僅土壤表層受到影響，還會使土壤失去蓄水能力和養(yǎng)分保持力，最終造成草場退化、水土流失，土地質量下降，甚至是土地的沙化，石化。重慶三峽庫區(qū)地處長江中上游結合部，地勢起伏大，地表結構復雜，且喀斯特地貌分布廣泛，流水的侵蝕、溶蝕十分發(fā)育。由于區(qū)域開發(fā)歷史悠久，人地矛盾突出，土地墾殖率高，陡坡耕種現象嚴重，使得該區(qū)域成為我國水土流失最嚴重的地區(qū)之一。據統計，2006年重慶三峽庫區(qū)水土流失面積為27 547.7km2，占重慶三峽庫區(qū)幅員面積的58.8%。另據相關部門監(jiān)測，截止2009年，重慶市已有10 000多處地塊被“石漠化”，面積達1 000萬畝，尤其以長江及其支流嘉陵江、烏江流域下游地帶最為嚴重［1］。大量的水土流失不僅使原本就十分脆弱的生態(tài)環(huán)境更加脆弱，同時也容易造成下游水庫泥沙的淤堵，給三峽水庫的的庫容和航道暢通造成嚴重的威脅。

1 區(qū)域概況

三峽庫區(qū)重慶段西起江津，東至巫山，坐標范圍為東經105°49′－110°12′，北緯28°31°－31°43°，轄重慶主城9區(qū)在內共21個區(qū)、縣、市，幅員面積達4.3萬km2。屬于亞熱帶季風氣候，具有冬暖、春旱、夏熱、伏旱，秋雨、光照少、云霧多等氣候特征，年均溫度為18℃，年均日照時數為1 300h，年均降水量在1 000～1 300mm。水熱及生物資源豐富，植被覆蓋以針葉林及灌叢為主。

區(qū)域整體位于揚子準地臺區(qū)，橫跨川鄂褶皺帶和川東弧形褶皺帶，主要出露巖房為中生代的三疊系和侏羅系。受地質構造的控制，研究區(qū)的地貌形態(tài)以奉節(jié)為界分為侵蝕溶蝕地中山峽谷段及川東侵蝕剝蝕低山丘陵平行嶺谷段。奉節(jié)以東為以震旦系至三疊系碳酸鹽巖組成的川鄂褶皺山地，屬于以侵蝕為主兼有溶蝕作用的中山峽谷間夾低山寬谷地貌景觀。奉節(jié)以西為侏羅系碎屑巖為主的低山丘陵寬谷地形，山脈受構造控制，形成獨特的平行嶺谷景觀。復雜的地質構造以及地貌條件使得研究區(qū)域的土壤類型多樣，在西部廣大范圍內紫色土、水稻土和黃壤間雜分布，東部則分布著黃壤，黃棕壤以及石灰?guī)r土等土壤類型［2］。

2 技術思路及方法

選取水蝕荒漠化影響因子，以GIS空間分析技術為支撐，采用AHP方法建立空間分析模型，對研究區(qū)的水蝕荒漠化危險程度進行評價，具體過程如下：

（1）根據主導性、科學性以及可操作性原則選取水蝕荒漠化影響因子。

（2）采用層次分析法，通過專家打分方法確定指標的重要程度，并計算各因子的貢獻率。

（3）利用ARCGIS軟件建立各因子的空間數據庫，并進行柵格化處理。

（4）根據各因子的貢獻率建立空間分析模型對選取的影響因子進行整合分析，形成研究區(qū)水蝕荒漠化危險程度評價結果。

3 影響因子選取

3.1 影響因子選取原則

水蝕荒漠化是水土持續(xù)流失的必然結果，也是一個潛在、長期漸進的過程。它不僅受地形地貌、土壤性狀、降雨等自然因素的影響，同時也受人類耕作方式，毀林毀草、開荒、采礦、修路等人為活動的影響。因此對水蝕荒漠化危險程度的評價必須要綜合考慮內在和外在的因素，同時還要根據研究區(qū)自身的特點，確定導致水蝕荒漠化的主導因素，才能使評價結果客觀、具有參考性。為對研究區(qū)的水蝕荒漠化進行科學的評價，在對影響因子的選取上遵循以下原則：

（1）自然因素和人為因素相結合；

（2）綜合分析與主導因素相結合；

（3）相似性與差異性相結合；

（4）科學性與可操作性相結合。

3.2 影響因子

3.2.1 地貌因子

地形地貌是影響水土流失的一個重要因素。重慶三峽庫區(qū)處于四川盆地邊緣向盆周山地過渡地帶，第四紀以來受長江及其支流的強烈沖刷和侵蝕形成了復雜的地貌類型，且以丘陵和山地為主，地勢起伏大，地面切割強烈，地表破碎，植被覆蓋率低下，且陡坡耕種嚴重，極易造成水土流失。地表破碎度可以綜合反映地形的起伏變化和侵蝕程度，選用地表破碎度作為地貌因子。地表破碎度一般定義為地表單元的曲面面積S曲面與其在水平面上的投影面積S平面之比。其數學表達式為：

利用研究區(qū)1：10萬DEM數據進行柵格計算得到研究區(qū)的地形破碎度。并根據自然斷點分級方法把地形破碎度分為4級，分別為：≤1.02，1.02～1.07，1.07～1.16，≥1.16。

3.2.2 土壤

研究區(qū)內土壤以紫色土、黃壤、水稻土、石灰（巖）土以及黃棕壤為主。其中紫色土和水稻土多分布在西南平行嶺谷區(qū)，間雜部分黃壤以及石灰?guī)r土。紫色土為侏羅系紫色砂泥巖風化發(fā)育而成，多分布在平行嶺谷丘陵的中下部。這些土壤中除水稻土、紫色土以外，其他土壤類型均存在粗骨性土，其中又以石灰?guī)r土、黃棕壤等最為明顯，具有粗骨性土的土壤類型中礫石含量高，土層薄，保肥抗旱力弱，受雨水沖刷侵蝕嚴重。研究區(qū)的土壤分布圖采用重慶市土地調查結果中的土壤類型圖進行掃描矢量化生成，為便于確定各類土壤的貢獻大小，對面積比例比較少的土壤類型進行合并，最終保留水稻土、紫色土、黃壤、石灰?guī)r土以及黃棕壤五種土壤類型。

3.2.3 降雨

重慶三峽庫區(qū)降雨集中在5－9月份，該時期內的降雨量占了全年降雨量的60%～80%，且歷時短，強度大，強烈的沖刷形成地表徑流，成為水土流失的一個重要因素。利用收集到的各氣象站點的多年平均降雨數據進行內插，得到研究區(qū)的年降雨分布圖。

3.2.4 耕作方式

三峽庫區(qū)地少人多，土薄地瘠，成土速度又慢。人地矛盾造成該地陡坡耕種愈演愈烈，結果是墾殖坡度越來越陡，墾殖率越來越高，土壤侵蝕量成倍增加。重慶三峽庫區(qū)現有坡耕地約占耕地面積的74%，其中大于25度的坡耕地占總數的18.5%，有的竟達60%［3］。從2003年到2009年重慶東北翼的農業(yè)人口增加了20多萬［4－5］，該區(qū)域除墊江、梁平外都在三峽庫區(qū)范圍內，另據典型調查，山區(qū)每增加1人，相應增加坡耕地0.1～0.2hm2，即在這幾年里又有2～4萬hm2耕地存在水蝕荒漠化的危險。利用土地利用現狀圖提取研究區(qū)內的耕地分布，然后把耕地分布圖與坡度圖進行疊加，并進行分級得到≤2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°，≥25°共5個級別的耕地分布作為耕作方式評價因子。

3.2.5 植被覆蓋度

植被覆蓋一方面能夠能夠涵養(yǎng)水分，防止水分直接流走，另一方面可以避免雨水直接沖擊地面，導致泥土松動而被雨水沖走。利用研究區(qū)的TM影像數據計算植被指數作為植被覆蓋度評價因子。

4 水蝕荒漠化危險程度評價

4.1 水蝕荒漠化危險程度評價

采用層次分析法，通過專家打分確定各指標的貢獻大小，構成矩陣計算各因子的權重值，在利用層次分析法獲得了各個層次的權重系數后，需要對圖形進行代碼替換。即計算各個像元的組合權重值，并替代各個像元的像元值。組合權重值的計算公式如下：

其中Xj為像元對應的組合權重值，Wi為影響因子的權重系數，Wij為各指標的權重系數。在ARCGIS軟件中對各影響因子的指標賦相應的權重值，然后對影響因子圖件進行復核疊加運算，得到對研究區(qū)水蝕荒漠化的評價結果。

為更能直觀的反應研究區(qū)水蝕荒漠化的危險程度，通過直方圖分類方法對評價結果進行分級，把結果分為無危險、輕度危險、中度危險以及重度危險四級，并采用鄰近相似原理對分級結果進行處理，合并相鄰相似類別，得到研究區(qū)的水蝕荒漠化危險程度評價圖（如圖1）及水蝕荒漠化危險程度分布，見表1。

圖1 重慶三峽庫區(qū)水蝕荒漠化危險程度評價

表1 重慶三峽庫區(qū)水蝕荒漠化危險程度評價分布

4.2 評價結果分析

通過對三峽庫區(qū)水蝕荒漠化的評價可以發(fā)現，三峽庫區(qū)水蝕荒漠化的危險程度受地質構造的影響比較明顯，且存在比較明顯的區(qū)域差異性，從東北往西南方向逐漸減輕。從各危險程度所占的面積比例來看，研究區(qū)水蝕荒漠化的潛在危險比較大，其中以輕度和中度危險為主，比例近60%，重度危險區(qū)域的面積比率達15%。

（1）無危險 從整個研究區(qū)來看，無水蝕荒漠化危險區(qū)域僅占25%的比例，且主要分布在西南部的平行嶺谷區(qū)。從江津到忠縣有大量分布，再往東北逐漸減少。該區(qū)域地貌形態(tài)上以低山丘陵為主，海拔在200～500m，年均降雨量1 200mm，地勢相對平坦，紫色土及水稻土分布廣泛，由于土層深厚，土質肥沃，是重慶的主要水稻種植區(qū)。在巫山、巫溪等行政區(qū)內也有少量無危險區(qū)域，多分布在溝谷、河谷邊緣以及山脈的緩坡地帶等相對平坦的地方。

（2）輕危險度 輕度危險區(qū)主要分布于平行嶺谷區(qū)，且在重慶三峽庫區(qū)范圍內占據比較大的比重，在各個行政區(qū)內也都占有一定的比重，呈現兩頭輕中間重的局勢，以開縣、云陽、萬州、忠縣為主要分布區(qū)。該區(qū)域位于四川盆地邊緣，為重慶的主要農作物種植區(qū)，多丘陵山地，海拔多在500～1 500米，地勢起伏相對較大，人口密度大，人類活動劇烈，主要出露砂泥巖互層巖組以及灰?guī)r、白云巖、砂巖巖組，土壤具有一定的粗骨性，因此極易發(fā)生水土流失，且由于地層巖性軟硬相間，滑坡、泥石流等地質災害也頻繁發(fā)生。

（3）中危險度 中度危險區(qū)位于巫山－齊岳山強巖溶化峽谷中山區(qū)，以巫山、奉節(jié)、石柱等區(qū)縣內分布最多。地質構造上為上揚子臺褶皺。地殼上升較強烈，海拔在1 000～1 500m，地勢向盆地呈梯狀降低，黃壤、黃棕壤，石化巖土、紫色土在該區(qū)域都有一定比例的分布，年均降雨量在1 200mm以下。

（4）重危險度 主要分布于區(qū)域東北部大巴山弧形褶皺區(qū)，區(qū)內地貌主要為層狀中山，海拔在1 500～2 500m，由于二疊系和三疊系的碳酸鹽巖分布廣泛，巖溶強烈發(fā)育，流水對地表的侵蝕剝蝕比較嚴重，泥石流、滑坡等自然災害集中且頻繁發(fā)生。土壤分布以黃壤和黃棕壤為主，不合理的種植結構以及對耕地的過度墾殖，也成為該區(qū)域水土流失的另一個重要因素。

［1］ 白文起.重慶庫區(qū)石漠化治理［J］.重慶國土房產，2009，1：50.

［2］ 《重慶市地圖集》編撰委員會.重慶市地圖集［M］.陜西：西安地圖出版社，2007.

［3］ 胡 勇，張 晟，鄭 堅，等.三峽庫區(qū)水土流失狀況及防治對策［J］.安徽農業(yè)科學，2008，36（3）：1 147－1 149.

［4］ 重慶市統計局.重慶統計年鑒2010［M］.北京：中國統計出版社，2010.

［5］ 重慶市統計局.重慶統計年鑒2004［M］.北京：中國統計出版社，2004.