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基于rusle的凉山土壤侵蚀空间分布特征研究 水土流失的成功管理取决于当地的实际情况，对于不同程度的土地，防治的重点是不同。金沙江下游地区是长江上游水土流失最严重区域,多年平均输沙模数2 060 t/(km2·a),为金沙江和长江上游流域平均输沙模数的4倍。四川省凉山彝族自治州(以下简称凉山州)90%以上的土地位于金沙江下游流域,也是我国水土流失极为严重的地区之一。据全国第二次土壤侵蚀遥感调查显示,凉山州水土流失面积达2.97×104km2,占幅员面积的49%,水土流失面积比例比全国平均值(37%)高出12个百分点,比四川省平均值(31%)高出18个百分点。凉山州幅员面积大,各小流域自然条件千差万别,加之经济欠发达,给水土流失治理带来了很大的困难。为此,定量地分析区域土壤侵蚀及其空间分布特征,对合理利用土地资源和采取相应措施开展退化土地治理具有重要意义。 修正通用土壤侵蚀方程(Revised Universal Soil Loss Equation,RUSLE)是目前应用最广泛的土壤侵蚀经验模型,此模型考察因素全面,能够很好的反映一个地区的土壤侵蚀状况;若与地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术相结合,更能反映土壤侵蚀的空间分布。RUSLE涉及降雨侵蚀力(R)、坡长因子(L)、坡度因子(S)、土壤可蚀性因子(K)、植被覆盖因子(C)和水土保持措施因子(P)等6个因子。 降雨侵蚀力因子被定义为总降雨动能E与最大30 min降雨量(I30)的乘积(R=E*I30)。R因子准确取值对RUSLE合理估算起着重要作用。因R值计算需要连续性降雨强度、降雨量、雨滴动能等数据难以获得,特别是山区,资料缺乏尤为严重,因此国内外学者一般尝试采用易获得的降雨数据来估算。目前,R值简易估算方法使用的降雨量数据主要为日雨量、逐年或多年平均的月雨量和年雨量等,数学形式主要有幂次函数、一次线性函数、二次线性函数、三次线性函数等。而不同计算方法得到的结果差异明显。近年来随着日雨量整编资料的日趋完善化,降雨侵蚀力简易算法的研究开始从年雨量和月雨量转向日雨量。 章文波等采用中国66个气象站点降雨数据,提出了根据日雨量计算月降雨侵蚀力的方法,此方法与P*I10(P为日降水量,I10为该日最大10 min降雨强度)进行回归分析得到,而P*I10本身也是一种简易计算方法,并没有和E*I30值进行比较,故此方法的准确性还有待检验。Yu和Rosewell通过对澳大利亚南部、新南威尔士州及热带地区的降雨侵蚀力的研究,得出了能够反映降雨侵蚀力时间和季节分布的日降雨计算模型,但此模型需要参数多,对参数的选择也是一个难题。Loureiro等和Shamshad等利用rain10和days10这两个参数分别对葡萄牙阿尔加维地区和马来西亚槟城岛进行了回归分析,也得到了很好的结果。 为了能够反映降雨侵蚀力的长期特征,需要对至少20 a的降雨系列数据进行分析,但这些模型建立时,使用资料年限往往少于20 a。另外,由于降雨侵蚀力的简易算法均属于经验模型,且每一个地区的气候都有它的唯一性,那么不同的地区需要对其进行不同的考虑。上述三种采用日雨量计算降雨侵蚀力的方法中,以 rain10和days10模型结构最为简单,且便于统计分析。 本文拟采用年均rain10和days10这两个参数建立我国西南地区年均降雨侵蚀力简易计算模型。进而利用GIS,根据RUSLE的计算结果,分析凉山州土壤侵蚀的空间分布特征,以期为凉山州以及类似地区的水土流失防治提供科学依据。 1 气候、地貌条件 凉山州位于四川省西南部、金沙江下游,介于100.1°~103.9° E、26.0°~29.3° N间,是我国西南云、贵、川三省接壤地带“金三角”的腹心区域。全州幅员面积60 115 km2,位于青藏高原向四川盆地的过渡地带,地势西北高,东南低,地质构造复杂,地表起伏大,高差悬殊,海拔最高为木里县恰朗多吉峰5 958 m,最低处雷波县大岩洞金沙江谷底仅305 m;境内以山地、高原为主,占全州幅员面积90%以上。凉山州属于亚热带季风气候区,年均气温10.1~19.3℃,日温差大,年温差小,立体气候明显。州内雨量充沛,但地区分布不均且干湿季分明,干热河谷地带年均降雨仅600~800 mm,随着海拔的升高,年均降雨量逐渐增大,州北部最大降水中心年降水量高达2 200 mm。冬半年少雨干暖,夏半年云雨较多,气候凉爽,雨季降水量占年降水量的90%以上。州内土壤类型繁多,据统计有黄壤、红壤、水稻土等共21种,大多土壤厚度不足100 cm,而旱地土壤厚度多在50 cm左右,土层浅薄。2010年全州常住人口453万,其中农村人口占72.48%,是一个以农业生产为主的地区。土地利用以林地、草地和耕