薛亞永，王曉峰

（1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710054；2.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域國家生態(tài)重點實驗室，北京100085；3.陜西省災(zāi)害監(jiān)測與機理模擬重點實驗室，陜西寶雞721016）

黃土高原森林草原區(qū)退耕還林還草土壤保持效應(yīng)評估

薛亞永1，2，王曉峰1，3

（1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710054；2.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域國家生態(tài)重點實驗室，北京100085；3.陜西省災(zāi)害監(jiān)測與機理模擬重點實驗室，陜西寶雞721016）

黃土高原地處生態(tài)過渡帶和環(huán)境脆弱區(qū)，區(qū)內(nèi)大范圍的土壤侵蝕嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。以黃土高原森林草原區(qū)為研究對象，應(yīng)用修正通用土壤流失方程，根據(jù)2000、2005、2010年氣象數(shù)據(jù)及土地利用等數(shù)據(jù)，從不同坡度、植被覆蓋度、土地利用類型評估了黃土高原森林草原區(qū)退耕還林還草工程的土壤保持效應(yīng)。結(jié)果表明，（1）隨著退耕還林還草工程的實施，林地和草地面積明顯增加，分別增加2 219.41 km2、2 205.27 km2，研究區(qū)植被覆蓋度逐漸改善。（2）2000—2010年土壤保持量增加 2.41億 t，單位面積土壤保持量由 3 033.15 ·tkm－2·a－1增加至5 114.86 ·tkm－2·a－1，土壤保持效應(yīng)顯著提升。（3）研究區(qū)土壤保持效應(yīng)與植被覆蓋度呈正相關(guān)關(guān)系，在不同土地利用類型中，林地、草地和耕地具有較高的土壤保持效應(yīng)，單位面積土壤保持量分別為5 405.57、3 598.41、3 078.81 ·tkm－2·a－1。退耕還林還草工程的實施提升了區(qū)域的土壤保持效應(yīng)，但是，區(qū)內(nèi)東北部由于礦產(chǎn)資源開采導(dǎo)致的植被破壞、地表塌陷以及土壤侵蝕問題亟待解決。

退耕還林還草工程；土壤保持效應(yīng)；修正通用土壤流失方程；黃土高原

黃土高原地處半濕潤區(qū)和干旱半干旱區(qū)的過渡地帶，是我國乃至世界上水土流失最嚴(yán)重、土壤侵蝕規(guī)律最復(fù)雜的地區(qū)之一［1－3］。嚴(yán)重的土壤侵蝕不僅造成土地退化，同時還直接影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展［4－6］。該區(qū)域嚴(yán)重的土壤侵蝕是自然環(huán)境與人類活動共同作用的結(jié)果，其中人類不合理的土地利用方式是造成土壤侵蝕加劇的重要因素［7－8］。減輕和防治土壤侵蝕是世界性的課題，在控制土壤侵蝕的多種措施中，生物措施尤其植被種植受到人們的廣泛關(guān)注［9］。為有效控制土壤侵蝕，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，我國于1999年實施了最大規(guī)模的退耕還林還草工程。作為重要的生態(tài)過渡帶，黃土高原森林草原區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失嚴(yán)重，不僅是氣候變化的敏感區(qū)，更是黃土高原生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重點區(qū)域［10］。因而，科學(xué)評估退耕還林還草工程的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)與建設(shè)有著重要意義。近年來，國內(nèi)學(xué)者主要從植被恢復(fù)［11－13］、土壤改良［14－16］、糧食安全［17－18］等方面對黃土高原退耕還林還草的生態(tài)效益進行評估研究，然而對土壤保持效應(yīng)的生態(tài)評估工作相對較少。另外，在實際評估中，由于土壤侵蝕的空間異質(zhì)性造成水土流失率難以確定，使得較大規(guī)模尺度上的泥沙沉積量不易確定，而土壤流失模型（例如：USLE，RUSLE，LISEM，WEPP，PESERA和 EROSION－3D）的開發(fā)成為模擬土壤流失的有效方法。其中修正通用土壤流失方程（RUSLE）是目前應(yīng)用最廣泛、具有較好實用性的土壤流失遙感定量模型［19－21］。因此，本文選取黃土高原森林草原區(qū)為研究對象，利用修正通用土壤流失方程（RUSLE），定量評估黃土高原森林草原區(qū)退耕還林還草的土壤保持效應(yīng)，旨在為黃土高原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

黃土高原森林草原區(qū)位于 105°01′～112°21′E，34°01′～38°13′N，包括山西、陜西、甘肅、寧夏四?。ㄗ灾螀^(qū)）60個區(qū)縣，面積約11.60萬 km2，占黃土高原總面積的19.5%（見圖1）。本區(qū)地處黃河中游丘陵溝壑地帶，有黃河、涇河、渭河等黃河支流穿流而過，是黃土高原和黃河流域重要的水源區(qū)。區(qū)內(nèi)地形破碎，溝壑縱橫，平均海拔高程1 200～1 600m；氣候?qū)侔霛駶檯^(qū)和半干旱區(qū)氣候過渡帶，年均氣溫4.3℃～14.3℃，年均降雨量400～776mm，年內(nèi)分布不均，60%～70%的降雨量集中在6—9月份，且以暴雨為主。該區(qū)既屬于黃土高原半濕潤－半干旱氣候森林草原生態(tài)類型區(qū)［10］，又是黃土高原人工喬灌林適生區(qū)［22］，植被分布具有海拔和坡度分異規(guī)律，主要喬木有柴松、油松和遼東櫟等；灌木有沙棘和虎榛子；草本植物則以艾蒿和鐵稈蒿等蒿屬為主。土壤類型為黑壚土和大面積坡溝殘積的黃綿土，土層深厚，土質(zhì)疏松，易受水力和重力侵蝕，水土流失嚴(yán)重。區(qū)內(nèi)藏有豐富的煤、石油、天然氣能源和金屬資源。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究的數(shù)據(jù)主要包括2000、2005、2010年氣象數(shù)據(jù)、土壤類型數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型（DEM）、MODIS數(shù)據(jù)、土地利用類型數(shù)據(jù)等。土壤類型數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)院南京土壤研究所土壤分中心的中國1∶100萬土壤數(shù)據(jù)集（http：／／www.soil.csdb.cn）。DEM數(shù)據(jù)來自我國30 m分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)產(chǎn)品（SRTM－DEM數(shù)據(jù)產(chǎn)品）。根據(jù)研究區(qū)地形坡度特征，將坡度分為 5級，分別是 0～3°、3～5°、5～8°、8～15°、＞15°。植被覆蓋度數(shù)據(jù)基于250 m分辨率的MOD13A2數(shù)據(jù)產(chǎn)品，通過MRT、ArcGIS和ENVI軟件對其進行合成、投影、剪裁后由像元二分模型計算得出。參照劉憲鋒等［23］研究結(jié)果，并結(jié)合研究區(qū)實際情況，將植被覆蓋度分為5個等級，分別是極低覆蓋度（＜10%），低覆蓋度（10%～30%），中等覆蓋度（30%～50%），高覆蓋度（50%～70%），極高覆蓋度（＞70%）。土地利用數(shù)據(jù)是30 m分辨率的柵格數(shù)據(jù)，土地利用類型分為林地、草地、耕地、濕地、人工表面（居民，工礦和交通用地）。其它用地，數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心全國生態(tài)環(huán)境10 a變化評估數(shù) 據(jù)庫 （http：／／wps1.gscloud.cn／index.shtml）。將土壤保持量與坡度、植被覆蓋度和土地利用類型在ArcGIS中進行疊加，分析土壤保持量的變化特征。

1.3 研究方法

修正通用土壤流失方程（RUSLE）估算土壤保持量是通過無植被覆蓋的潛在土壤侵蝕量和實際土地覆蓋的土壤侵蝕量之差來獲取。計算公式為：Ac＝Ap－Ar＝R×K×LS×（1－CF×PF）（1）式中，Ac為單位面積土壤保持量（t·km－2·a－1）；Ap為單位面積土壤潛在侵蝕量（t·km－2·a－1）；Ar為單位面積實際土壤侵蝕量（t·km－2·a－1）；R為降雨侵蝕力因子（MJ·mm·km－2·h－1·a－1）；K為土壤可蝕性因子（t·km2·h·km－2·MJ－1·mm－1）；L、S為坡長、坡度因子（無量綱）；C為地表植被覆蓋因子（無量綱）；P為土壤保持措施因子（無量綱）［24］。

（1）降雨侵蝕力（R）

R因子采用Wischmeier等提出的利用各月降雨量推求的經(jīng)驗公式，計算公式為：

其中，R為降雨侵蝕力因子（MJ·mm·km－2·h－1·a－1）；p為年降雨量（mm）；pi為月降雨量（mm）；i為月份［25］。

（2）土壤可蝕性（K）

表征土壤性質(zhì)對侵蝕敏感程度的指標(biāo)，采用Williams模型估算方法。計算公式為：

式中，SAN、SIL和CLA分別是砂粒、粉粒和粘粒含量（%）；SNIC為土壤有機碳含量（%）［26］。

（3）坡度、坡長因子（L、S）

地形是導(dǎo)致土壤侵蝕發(fā)生的直接誘導(dǎo)因子，坡長、坡度因子（L、S）反映了地形坡度和坡長對土壤侵蝕的影響。采用通用水土流失方程中的坡長指數(shù)L的計算方法計算坡長因子。

計算公式為：

式中，λ為坡長（m）；m為坡長效應(yīng)指數(shù)，當(dāng)坡度＜1°時，m＝0.2；坡度1～3°，m＝0.3；坡度3～5°，m＝0.4；坡度 ＞5°，m ＝0.5［27］。

坡度因子計算公式為：

式中，S為坡度因子，θ為坡度值（°）［28］。

（4）植被因子（C）

C因子采用蔡崇法等的C值計算方法。計算公式為：

式中，C為植被因子；f為植被覆蓋度；NDVI為歸一化植被指數(shù)；NDVImax、NDVImin分別為最大值最小值［29］。

（5）水土保持措施因子（P）

P是指實施土壤保持措施后，土壤流失量相對于順坡種植時土壤流失量的比例，取值范圍為0～1，在不發(fā)生侵蝕的地區(qū) P值取0，而未采取任何保護措施的地區(qū)P值取1。研究區(qū)的主要土壤保持措施為淤地壩和梯田，但該數(shù)據(jù)由于遙感數(shù)據(jù)的尺度很難反映，故在本文中 P值定為1［28］。

2 結(jié)果分析

2.1 研究區(qū)土地利用類型變化分析

研究區(qū)土地利用類型以林地、草地和耕地為主，三者占區(qū)域土地面積的90%以上（表1）。2000—2010年，因退耕還林還草工程的實施，土地利用類型發(fā)生顯著變化，大量耕地退耕為林地和草地，退耕面積達 4 424.68 km2，占研究區(qū)面積的 3.8%。2000—2005年退耕還林還草工程初期，退耕區(qū)域廣泛，退耕強度較大，退耕面積占總退耕面積的80.97%，其中退耕林地和草地分別為 1 415.84、2 360.01 km2。2005—2010年，隨著退耕還林還草工程的不斷深入，區(qū)域內(nèi)適宜退耕還林還草的坡耕地、未利用土地的面積不斷減少，退耕強度逐漸減緩。在退耕還林還草的同時，人工表面的增加也較為顯著，2000—2010年人工表面增加 227.95 km2，其主要原因是隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進，居民用地與工礦用地的擴張，成為人工表面增加的主要方式，其中工礦用地的開發(fā)主要集中分布于研究區(qū)東北部的山西省孝義市和汾西縣。

2.2 研究區(qū)植被覆蓋度變化分析

研究區(qū)2000—2010年植被覆蓋度明顯增加（圖2），平均植被覆蓋度由 36.41%增加至 40.08%，大部分區(qū)域為低覆蓋度和中等覆蓋度程度，極高和極低植被覆蓋度面積較少，其中低植被覆蓋度面積由51 643 km2減少到30 895 km2，減少40.17%。減少區(qū)域主要集中在陜西省志丹縣、安塞縣、延川縣以及甘肅省鎮(zhèn)原縣等地；中等植被覆蓋度面積由37 089 km2增加到57 054 km2，增加區(qū)域主要分布在陜西省榆林市的志丹縣、延川縣和延長縣等；高植被覆蓋度面積增加相對較少，主要增加區(qū)域分布于山西呂梁山一帶、陜西黃陵縣子午嶺國家級自然保護區(qū)和黃龍縣的褐馬雞自然保護區(qū)、隴縣秦嶺細(xì)鱗鮭國家級自然保護區(qū)，以及甘肅麥積區(qū)；極高植被覆蓋度則零星分布于子午嶺和黃龍山保護區(qū)內(nèi)。截至2010年，除陜西清澗縣、子洲縣和綏德縣以及甘肅鎮(zhèn)原縣和彭德縣外，大部分地區(qū)的植被覆蓋度均有明顯提高，植被恢復(fù)效果顯著。

表1 2000—2010年研究區(qū)土地利用類型概況Table 1 Variation of land-use types at the forest-steppe zone of Loess Plateau in 2000—2010

2.3 研究區(qū)土壤保持效應(yīng)評估

2000—2010年土壤保持效應(yīng)顯著增加（圖3），土壤保持量共增加2.41億t，其中2000—2005年，單位面積土壤保持量由 3 033.15 t·km－2·a－1增加至 3 902.11 t·km－2·a－1，2010年增加至 5 114.86 t·km－2·a－1，與 2000相比增加了 2 081.71 t·km－2·a－1。研究區(qū)東南部土壤保持效應(yīng)較高，主要包括陜西黃陵縣、黃龍縣、宜川縣，2010年單位面積土壤保持量均為 6 000 t·km－2·a－1；研究區(qū)北部及東北部土壤保持量較低，主要包括陜西綏德縣、子洲縣以及山西孝義市、汾西縣等地，單位面積土壤保持量不足2 000 t·km－2·a－1。隨著退耕還林還草工程的實施，綏德縣、子洲縣土壤保持能力顯著提升，單位面積土壤保持量分別由1 170.64、907 t·km－2·a－1增加到 2 555.60、2 370.62 t·km－2·a－1，而孝義市、汾西縣單位面積土壤保持量未有明顯變化，分別為25 589.14、1 997.22 t·km－2·a－1。其主要原因可能是山西孝義市和汾西縣含有大量的煤礦，在退耕還林還草工程建設(shè)的過程中，當(dāng)?shù)孛禾抠Y源的開采破壞了地表植被，造成地表破碎化，加劇了區(qū)域土壤侵蝕。

2.3.1 不同坡度梯度的土壤保持效應(yīng) 土壤保持效應(yīng)隨坡度的增加而提高（圖4）。在0～3°區(qū)域內(nèi)單位面積土壤保持量最小，在坡度＞15°區(qū)域，單位面積土壤保持量較大，并且在2010年高達12 588.85 t·km－2·a－1。因此，合理治理坡度較大的區(qū)域，可以有效提高區(qū)域的土壤保持能力。2000—2005年各坡度梯度上的單位面積土壤保持量未有明顯變化，主要原因是退耕還林還草工程初期，人工植被分布稀疏未能在地表形成良好覆蓋，因此在不同坡度梯度上土壤保持效應(yīng)差異較小。在2005—2010年，單位面積土壤保持量明顯增大，平均增量為2 000 t·km－2·a－1。因為，在 2005—2010年，退耕還林還草力度明顯降低，土地利用變化趨于穩(wěn)定。前期退耕還林還草的人工植被逐年生長，在地表上層起到很好的郁閉作用，穩(wěn)固土壤表層，使得此時期內(nèi)土壤保持效應(yīng)顯著提高。

2.3.2 不同植被覆蓋度的土壤保持效應(yīng) 區(qū)域內(nèi)植被覆蓋度的改善對土壤保持效應(yīng)起到重要作用。隨著植被覆蓋度的增大，單位面積土壤保持量呈增加趨勢（表2）。在極低植被覆蓋區(qū)，單位面積土壤保持量顯著低于其它覆蓋區(qū)。植被覆蓋度由低增加至中等時，單位面積土壤保持量有所增加，當(dāng)增加至高覆蓋度時，單位面積土壤保持量明顯增多。2000—2010年，隨著植被覆蓋度的增大，單位面積土壤保持量均呈增加趨勢，并且隨著年限的增長趨勢越明顯。在極低覆蓋度和低覆蓋度區(qū)域內(nèi)單位面積土壤保持量增量較少，分別增加了 414.1 t·km－2·a－1、993.42 t·km－2·a－1，在高覆蓋度區(qū)單位面積土壤保持量增量最多，增加 2 356.69 t·km－2·a－1。因此植被覆蓋度的增加，對于土壤保持效應(yīng)的提高至關(guān)重要。

2.3.3 不同土地利用類型的土壤保持效應(yīng) 在各土地利用類型中林地（5 405.57 t·km－2·a－1）、草地（3 598.41 t·km－2·a－1）和耕地（3 078.81 t·km－2·a－1）單位面積的土壤保持量明顯高于其它土地利用類型。其中林地顯著高于草地和耕地，其它用地（3 027.97 t·km－2·a－1）和人工表面（2 938.21 t·km－2·a－1）差異較小，濕地（2 626.91 t·km－2·a－1）最低（圖5）。森林的冠層對降水有阻截作用，枯枝落葉層具有節(jié)流作用。此外，研究區(qū)屬于黃土高原半濕潤和半干旱的過渡帶，生物氣候及土壤水分條件適宜喬冠木的生長，并且分布著陜西省子午嶺國家自然保護區(qū)、山西省龐泉溝國家級自然保護區(qū)以及多處省市縣級自然保護區(qū)，能夠有效保護區(qū)域內(nèi)的森林及自然植被。因此，在研究區(qū)內(nèi)森林具有較高的土壤保持效應(yīng)。相比之下，草地和耕地對降水不具有阻截作用，不能很好地阻抗降水對地表的沖刷，僅對地表土壤有一定的穩(wěn)固作用，因此草地和耕地的保持效應(yīng)略低于林地。

圖1 黃土高原森林草原區(qū)范圍Fig.1 The scope of the forest-steppe area of Loess Plateau

圖2 2000—2010年研究區(qū)植被覆蓋度變化Fig.2 Variation of vegetation coverage at the forest-steppe zone of Loess Plateau in 2000—2010

圖3 2000—2010年研究區(qū)單位面積土壤保持量變化Fig.3 Variation of soil conservation quantity at the forest-steppe zone of Loess Plateau in 2000—2010

圖4 基于不同坡度梯度的土壤保持效應(yīng)Fig.4 Soil conservation benefits under different slope gradients

表2 基于不同植被覆蓋度的土壤保持效應(yīng)Table 2 Soil conservation benefits under different vegetation coverages

圖5 基于不同土地利用類型的土壤保持效應(yīng)Fig.5 Soil conservation benefits under different land-use types

3 討 論

大量研究表明，植被恢復(fù)對土壤保持力有正效應(yīng)，植被的形態(tài)結(jié)構(gòu)對生態(tài)水文過程的調(diào)節(jié)能夠抑制土壤侵蝕的發(fā)生［30－31］。主要通過森林冠層對雨水的截留和再分配，以及枯枝落葉層的吸附作用，使地表土層應(yīng)對暴雨沖刷的能力增強。此外，草灌類植被的繁生增加了坡面徑流阻力，削弱了徑流侵蝕，地下根系的延伸還能有效穩(wěn)固了土壤結(jié)構(gòu)，從而起到土壤保持的作用。本研究區(qū)處于半濕潤和半干旱氣候的過渡地帶，夏季降水集中且多暴雨，雨強較大。同時，研究區(qū)土質(zhì)以黃棉土為主，黃棉土質(zhì)地疏松軟綿、易受雨水侵蝕，加之自然環(huán)境的變遷以及不合理的人類活動導(dǎo)致區(qū)內(nèi)植被覆蓋低，導(dǎo)致土壤侵蝕嚴(yán)重。因此，植被恢復(fù)對研究區(qū)的土壤保持效應(yīng)明顯。退耕還林還草工程通過人為因地制宜、造林種草、恢復(fù)林草植被，改善了生態(tài)環(huán)境，從而在一定程度上增強了區(qū)域的土壤保持效應(yīng)。

另一方面，人類活動對土壤保持的負(fù)效應(yīng)在研究區(qū)也較為突出。雖然黃土高原開展了大范圍的退耕還林還草工程，但該區(qū)是我國煤炭、石油、天然氣、等礦產(chǎn)資源的富集區(qū)，特別是東北部的山西省和陜西省榆林市是我國的重工業(yè)能源基地，礦產(chǎn)資源開采導(dǎo)致的植被破壞、土壤侵蝕以及水資源污染等環(huán)境問題，在一定程度上削弱了退耕還林還草工程所帶來的生態(tài)效應(yīng)。同時，耕地作為人類賴以生存的基本資源，也承受著來自城鎮(zhèn)擴張和生態(tài)環(huán)境保護的雙重壓力。在社會經(jīng)濟發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境保護的同時，因地制宜，提高耕地利用效率，實現(xiàn)糧食生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，對于區(qū)域糧食安全，社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

本研究利用遙感數(shù)據(jù)，宏觀評價了黃土高原森林草原區(qū)退耕還林還草的土壤保持效應(yīng)，為黃土高原土壤侵蝕的生態(tài)決策提供參考依據(jù)。然而，本文在研究方法上也存在一定的局限性。在RUSLE模型中，P因子是水土保持措施因子，用于反映人為的水土保持措施。研究區(qū)主要的水土保持措施淤地壩和梯田，由于本研究所使用的遙感數(shù)據(jù)分辨率較低無法反映，故將其定為1。在今后的研究中，采用高分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（例如高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)），能夠進一步確定水土保持措施因子，將有助于更準(zhǔn)確的評估研究區(qū)退耕還林還草工程的土壤保持效應(yīng)。

4 結(jié) 論

本文利用修正通用土壤流失方程，以黃土高原森林草原區(qū)為研究區(qū)，基于不同坡度、植被覆蓋度和土地利用類型，定量評測了2000、2005和2010年研究區(qū)的土壤保持效應(yīng)。得出以下結(jié)論：

（1）2000—2010年，由于退耕還林還草生態(tài)工程的實施，研究區(qū)土地利用類型發(fā)生顯著變化，大量坡耕地退耕為林地和草地，退耕面積為4 606.13 km2，林地和草地面積分別增加 2 219.41、2 205.27 km2。并且，區(qū)內(nèi)植被覆蓋度明顯改善，低植被覆蓋面積由51 643 km2減少到30 895 km2，中等植被覆蓋面積由37 089 km2增加到57 054 km2，平均植被覆蓋度由36.41%增加至40.08%。

（2）研究區(qū)2000—2010年土壤保持量顯著增加，增加土壤保持量2.41億t。同時，單位面積土壤保持量也逐漸增大，由 3 033.15 t·km－2·a－1增加至5 114.86 ·tkm－2·a－1，土壤保持效應(yīng)顯著提升。

（3）土壤保持效應(yīng)隨植被覆蓋度的增加而增加，隨坡度梯度增加而降低；不同土地利用類型中，林地（5 405.57 ·tkm－2·a－1）、草地（3 598.41 ·tkm－2·a－1）和耕地（3 078.81 t·km－2·a－1）均具有較高的土壤保持效應(yīng)，且林地的土壤保持效應(yīng)明顯高于草地和耕地。

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Evaluation on soil conservation effect of returning cropland to forest and grassland in forest-steppe zone of loess plateau

XUE Ya-yong1，2，WANG Xiao-feng1，3
（1.School of Eɑrth Scienceɑnd Resources，Chɑng’ɑn University，Xi’ɑn，Shɑɑnxi 710054，Chinɑ；2.Stɑte Key Lɑborɑtory of Urbɑnɑnd Regionɑl Ecology，Reseɑrch Centre for Eco－Environmentɑl Sciences，Chinese Acɑdemy of Sciences，Beijing 100085，Chinɑ；3.Shɑɑnxi Key Lɑborɑtory of DisɑstersMonitoring＆Mechɑnism Simulɑtion，Bɑoji，Shɑɑnxi 721016，Chinɑ）

As an ecological transition zone and fragile eco-environmental region，Loess Plateau has suffered severe and large-scale soil erosion，and which has in turn greatly affected regional environment.In our study，on the basis of 2000，2005 and 2010meteorological data，soil conservation benefits under different slope gradients，vegetation coverage and land-use typeswere separately assessed with themethod of Revised Universal Soil Loss Equation（RUSLE）at the forest-steppe zone of Loess Plateau.By analyzing，themain conclusions（results）were as follows：（1）Since the implementation of Grain for Green Project in 1999，the total vegetation coverage of the study area has gradually increased，and the area ofwoodland and grassland have also significantly increased，with increment of2 219.41 km2and 2 205.27 km2respectively.（2）From 2000 to 2010，soil conservation quantity increased by 241million ton，and soil conservation quantity per unit area increased from 3 033.15 t·km－2·a－1to 5 114.86 t·km－2·a－1，indicating a remarkable improvement of regional soil conservation benefits.（3）Soil conservation benefitswere positively correlated to vegetation coverage.In different land use types，woodland，grassland and cultivated land hadmuch higher soil conservation benefits than others，whose soil conservation quantity per unit area of 5 405.57，3 598.41 t·km－2·a－1and 3 078.81 t·km－2·a－1respectively.Soil conservation benefits of the study area have notably improved in the help of Grain for Green Project，howeverthere is a series of serious problems of vegetation deterioration，surface subsidence and soil erosion caused by exploitation ofmineral resources in northeastern partof this area.Moremeasures should be taken to harmonize the exploitation activitieswith ecological restoration.

grain for green project；soil conservation benefits；RUSLE；Loess Plateau

S157.2

A

1000-7601（2017）05-0122-07

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.05.18

2016-05-13

2016-06-14

國防科工委重大專項（30－Y30B13－9003－14／16）；陜西省自然科學(xué)基金（2014JM5211）；陜西省教育廳重點實驗室科研計劃項目（14JS010）

薛亞永（1990—），男，甘肅平?jīng)鋈?，碩士，研究方向為生態(tài)遙感及氣候變化。E-mail：xueyayong123＠163.com。

王曉峰，男，陜西西安人，博士，副教授，主要從事生態(tài)遙感及建模方面的研究。E-mail：wangxf＠chd.edu.cn。