（自然地理学专业论文）大连市土壤侵蚀评价.pdf

学位论文版权的使用授权书 加以标注和 果对本人的 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权 辽宁帅范大学，可以将学位论文的全鄙或部分内答编入有关数据库并进仃检索，_ 口j 以米 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：指导教师签名： 签名日期：加jo 进行了测算，并根据国家水利部颁布的c - i ：壤侵蚀分类分级标准( s l l 9 0 2 0 0 7 ) 制定 的土壤侵蚀强度分级标准，将大连市土壤侵蚀划分为微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、 强度侵蚀四个等级，运用g i s 的空间分析功能，对大连市土壤侵蚀及空间差异性进行了 综合评价，得出了如下重要结论： ( 1 ) 大连市具有土壤侵蚀的公里网格数为1 0 ，2 0 6 个，土壤侵蚀区域总面积为 1 3 ，2 0 0 8 k m 2 ，占研究区总面积的9 1 9 。 ( 2 ) 大连市年均土壤侵蚀模数为8 9 2 8 2 t k m l a ，年均土壤侵蚀量为1 ，1 7 8 5 9 x 1 0 4 t ， 侵蚀强度属轻度。 ( 3 ) 大连市微度侵蚀区域面积为5 ，3 2 0 5 3 k m 2 ，面积比例为4 0 3 0 ，主要分布在庄 河市和瓦房店市的南部；轻度侵蚀区域面积为7 ，1 4 6 7 9k m 2 ，面积比例为5 4 1 4 ，主要 分布在庄河市、瓦房店市和普兰店市大部、金州区境内；中度侵蚀区域面积为7 2 5 7 0k m z ， 面积比例为5 5 0 ，主要分布在庄河市北部、瓦房店市北部和长海县中部；强度侵蚀区 域面积为7 7 6k m 2 ，面积比例为0 0 6 ，主要分布在庄河市北部。 大连市土壤侵蚀及空间差异性综合评价结果表明，大连市土壤侵蚀严重区主要分布 在中北部石质山地区域，而该区域正好是大连市的生态屏障，承载着土壤保持、水源涵 养、水源地保护等诸多重要的生态功能，应该严格限制一切破坏性生产活动，对该区域 实施生态保护措施。 关键词：土壤侵蚀；地理信息系统；通用土壤流失方程；大连市 大连市土壤侵蚀评价 e v a l u a t i o no fs o i le r o s i o ni nd a l i a nc i t y a b s t r a c t s o i le r o s i o nm o d u l u si sam e a s u r eo fs o i le r o s i o ni n t e n s i t ya n dai n d e xt oa s s e s st h e r e g i o n a ls o i le r o s i o n t h i sp a d e l t a k e sar e s e a r c ha b o u td a l i a na r e aw h i c hi sl o c a t e di nt h e s o u t ho fl i a o d o n gp e n i n s u l a i na c c o r d a n t ew i t ht h en a t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n d c o m p r e h e n s i v ee f f e c t so fh u m a na c t i v i t i e sa n du n i v e r s a ls o i ll o s se q u a t i o nu s l em o d e li ti s c a l c u l a t e dt ot h es o i le r o s i o ni n t e n s i t y f u r t h e r m o r e ，a c c o r d i n gt ot h es t a n d a r d so f c l a s s i f i c a t i o no fs o i le r o s i o n ( s l l 9 0 2 0 0 7 ) p u b l i s h e db ym i n i s t r yo fw a t e rr e s o u r c e s ，s o i l e r o s i o l ao fd a l i a nc i t yc a l lb ed i v i d e di n t of o u rd e g r e e s ：s l i g h te r o s i o n a v e r a g ee r o s i o n m e d i u md e g r e e s e r i o u sd e g r e e t h i sp a p e re v a l u a t e dt h es o i le r o s i o na n ds p a c ed i v e r s i t y o b j e c t i v e l yb yu s i n gt h es p a t i a la n a l y s i so fg l sf u n c t i o na n dh a si n c l u s i o n sa nf o l l o w i n g ： ( 1 ) d a l i a nh a san u m b e ro fs o i le r o s i o nk i l o m e t e r so fg r i do ft e nt h o u s a n d a n dt h es o i l e r o s i o nh a saa r e ao f1 3 2 0 0 8 k m zw h i c hc o v e r s9 1 9 o f t h et o t a la r e a ( 2 ) t h ea v e r a g es o i le r o s i o nm o d u l u so fd a l i a ni s8 9 2 8 2t k i n 2 aa n dt h ea v e r a g es o i l e r o s i o na m o u n ti s1 17 8 5 9 x10 t s ot h es o i le r o s i o ni n t e n s i t yi s1 i g h t ( 3 ) t h e t i n ye r o d e da r e aw a s5 ，3 2 0 5 3 k i n za n dt h er a t ew a s4 0 3 0 i nd a l i a n m a i n l yi n t h es o u t ho fz h u a n g h ea n dw a f a n g d i a n ；t h el i g h te r o d e da r e aw a s 7 ，1 4 6 7 9k m 2a n dt h er a t e w a s5 4 14 ，m a i n l yi nt h em o s to fz h u a n g h e ，w a f a n g d i a n ，p u l a n d i a na n dj i n z h o u ；t h er a t eo f l u u d “a t ec r o d r , d 龇嘣w 曲7 2 5 7 0k n 2 m 1 l 出cf a l c w 铀5 5 6 1 1 1 “正yi nm cn o r mo f z h u a n g h ea n dw a f a n g d i a n ，a n dt h em i d d l eo fc h a n g h a ic o u n t y , t h es e r i o u se r o d e da r e a w a s 7 7 6k m a n dt h er a t ew a s0 0 6 w h i c hw a sm a i n l yi nt h en o r t ho fz h u a n g h e i naw o r d ，t h ea s s e s s m e n tr e s u l t so fs o i le r o s i o na n dt h es p a t i a ld i f f e r e n c es h o wt h a tt h e s e r i o u ss o i le r o s i o na r e ai nd a l i a ni sm a i n l yl o c a t e di nn o r t h e r na n dc e n 仃a lr o c k ym o u n t a i n r e g i o n a n dt h i sa r e ai st h ee c o l o l g l 。c a lb a r r i e ro fd a l i a nc i t yw h i c hh a sm a n yi m p o r t a n t e c o l o g i c a lf u n c t i o n s s u c h 2 l s h o l d i n gs o i l c o n s e r v i n gw a t e r w a t e rs o u r c ep r o t e c t i o n m e a s u r e ss h o u l db et a k e nt ol i m i tt h ed e s t r u c t i v ea c t i v i t i e sa n dp r o t e c tt h er e g i o ne c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t k e yw o r d s ：s o i le r o s i o n ；g i s ；u s l e ；d a l i a nc i t y i i 2 2 3 南部低山丘陵区6 2 2 4 东部黄海沿岸丘陵及平原区6 2 2 5 岛屿丘陵区6 2 3 气候及降水特征6 2 4 土壤特征8 2 5 植被特征1 0 2 5 1 植物区系特征及主要植物群落1 0 2 5 2 植被分区1 0 3 研究方法1l 3 1 降雨侵蚀力( r ) 1 1 3 2 地形起伏度( l s ) 13 3 3 土壤可蚀性因子( k ) 1 4 3 4 作物覆盖与管理因子( c ) 一1 6 3 5 水土保持工程措施因子( p ) 17 4 结果与分析2 0 4 1 大连市土壤侵蚀强度等级分析2 0 4 2 大连市土壤侵蚀空间差异性分析2 0 5 结语一2 3 5 1 结j 沧2 3 5 2 讨论2 3 i i i i i 11 1 3 4 4 4 6 6 ，j 大连市土壤侵蚀评价 参考文献2 4 攻读硕士学位期间发表学术论文情况2 6 致谢2 7 辽宁师范大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 研究背景与意义 土壤侵蚀是指地球表面的土壤及其母质受水力、风力、冻融、重力等外力的作用， 在各种自然因素和人为因素的影响下发生的各种破坏分离、搬运和沉积的现象【l 】。土壤 侵蚀强度常用土壤侵蚀模数指标来量化测度。多年平均侵蚀模数是一个相对恒定的常 数，可作为侵蚀区土壤侵蚀状况的背景值，用于反映区域水土流失的严重程度。因此， 区域多年平均侵蚀模数的评估与预测是土壤侵蚀评价研究的一个重要内容，而土壤侵蚀 评价不仅对于土壤侵蚀脆弱地区土地的经营、土地资源的合理利用和保护具有重要的科 学意义，同时对于国家制定区域土地资源发展战略决策，中央和地方政府建立土地资源 利用机制，因地制宜的制定土壤侵蚀较严重地区的有效整治措施起着重要的指导作用。 我国对土壤侵蚀强度的评价研究多集中在西北黄土高原、东北黑土区、云贵高原和 南方红壤区【2 巧】，而山东半岛、辽东半岛丘陵区的土壤侵蚀研究相对比较薄弱 6 】。大连市 位于辽东半岛南部，由于区内气候状况( 主要是降雨状况) 、地表组成物质( 主要是土 壤质地) 、地貌特征( 主要是地形起伏度) 生物群体类特征( 主要是植被覆盖) 等自然 因子和人类开发活动( 主要是水土保持工程措施) 的综合作用，全市境内存在着程度不 等的土壤侵蚀现象。基于此，本研究以地处辽东半岛南端的大连市为研究区域，依据大 连市自然环境特征和人类活动的综合影响，以美国通用水上流失方程u s l e 为模型，基 于公里网格对大连市土壤侵蚀强度进行测算，并根据国家水利部颁布的土壤侵蚀分类 分级标准( s l l 9 0 2 0 0 7 ) 制定的土壤侵蚀强度分级标准，将大连市土壤侵蚀划分为微 度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀四个等级，运用g i s 的空间分析功能，对大连 市土壤侵蚀及空间差异性进行综合评价，然后就土壤侵蚀严重地区的调控与整治措施进 行探讨与研究，旨在为保护大连市自然生态环境、促进全市区域协调发展提供翔实的依 据和支撑。 1 2 国外研究历史与现状 国际上对土壤侵蚀的研究已经有一百多年的历史，主要分为四个阶段：第一个阶段 是定性描述阶段，主要以实地考察为基础；第二个阶段是统计描述阶段，主要以统计描 述为基础；第三个阶段是过程模拟阶段，主要以土壤侵蚀机理为基础；第四个阶段是分 布式土壤侵蚀模型阶段，主要以地理信息系统和遥感技术为技术支撑。 1 9 世纪7 0 年代左右到2 0 世纪2 0 3 0 年代，国际上对土壤侵蚀的研究主要以定性描 述为主。在欧洲阿尔卑斯山脉地区，由于山地坡度较大，降水比较多，加之人类活动的 大连市土壤侵蚀评价 影响日益加剧，出现了滑坡、山洪、泥石流等自然灾害，引起了欧洲一些学者、政府以 及一些相关组织的重视，既而展开了一系列的土壤侵蚀研究。德国土壤学家w o l l n y 于 1 8 7 7 年建立了第一个试验小区，专门观察和研究土壤侵蚀与坡度、坡向、土壤类型、植 被覆盖之间的关系，这个阶段主要是对土壤侵蚀进行观察记录和定性描述【7 j 。从2 0 世纪 2 0 年代开始，苏联和美国也展开了一系列的对土壤侵蚀的研究。 土壤流失方程的提出、修正到最终成型，形象地体现了国际对土壤侵蚀研究的统计 描述阶段。2 0 世纪4 0 年代开始，一些学者如z i n g ga w 悼j 、s m i t hdd p 】、m u s g r a v eg w 【1 0 】通过研究与土壤侵蚀密切相关的植被、降水、土壤、地形等因子，积累了大量的基 础数据，为通用土壤流失方程u s l e ( u n i v e r s a ls o i ll o s se q u a t i o n ) 奠定了基础，这标 志着土壤侵蚀研究已进入到统计描述阶段。随后，w i s c h m e i e rw h 和s m i t hdd 通过统 计分析所得的大量土壤侵蚀资料，重新评定了影响土壤侵蚀的因子，并于1 9 5 9 年第一 次提出了通用土壤流失方程u s l e ( u n i v e r s a ls o i ll o s se q u a t i o n ) i u 。 e = 0 2 2 4 x r x k x l s x c x p 式中e _ 一单位面积土壤侵蚀量( t k m 2 a ) ；i o 降雨侵蚀力( j c m m 2 h ) ；k 一土 壤可蚀性因子；l s 一地形因子；c 一作物覆盖与管理因子；p 一水土保持工程措施因子。 通用土壤流失方程u s l e 提出之后的2 0 多年里，经过不断研究，美国农业部于1 9 8 7 年 对通用土壤流失方程u s l e 进行了修正，并于1 9 9 7 年最终完成了修正【1 2 j 。 2 0 世纪6 0 年代末，出现了过程模拟阶段的端倪。1 9 6 9 年s h e 模型的提出，第一 次触及过程模拟，在这一模型中，流域在平面上被划分为一些矩形网格，在垂直面，划 分成几个水平层，让过程的模拟更加形象。2 0 世纪8 0 年代，随着科技的进步，尤其是 随着u s l e 的提出和完善，美国农业部成功开发出了第一个物理侵蚀模型w e p p ( w a t e r e r o s i o np r e d i c t i o np r o j e c t ) 。该模型是目前为止涉及到相关参数最多的模型，包括降水 入渗、灌溉、截留、蒸发、土壤剥离、地表径流、地下径流、泥沙沉积、泥沙搬运、植 物的生长、植物根系的发育、植物残茬分解等过程。w e p p 模型参数众多，在理论上比 经验模型更具精确性，但由于参数众多，在大流域尺度上众多的基础数据难以获得，从 而限制了它的使用范围。于是美国农业部又开发一些对基础数据要求较低的物理过程侵 蚀模型，如a g n p s 、a n s w e r s 、e p i c 、s w a t 等。此时，许多国家的一些物理模 型也纷纷出现，如美国的c r e a m s 、欧洲的e u r o s e m 、荷兰的l i s e m 等。 2 0 世纪9 0 年代后，人们的研究引入了遥感和g i s 技术，这也标志着对土壤侵蚀的 研究进入了分布式土壤侵蚀模型阶段。由于采用g i s 技术，该阶段进一步实现了空间分 析和模拟结果的可视化输出，让研究更加直观形象。为此，许多国家和机构在此阶段投 入了大量的财力、物力，甚至实施了多个国际合作项目，例如，为提高全球变化背景下 2 、核心项目“全球变化与陆地 1 3 国内研究历史与现状 我国从2 0 世纪3 0 年代就开始有关于土壤侵蚀研究的记录了。我国对土壤侵蚀的研 究历史较国际上的研究要长。综观我国的研究过程，大致可以分为三个阶段，分别是： 第一阶段，土壤侵蚀评价研究阶段；第二阶段，统计方法研究土壤侵蚀阶段；第三阶段， 土壤侵蚀物理预报模型阶段。 从2 0 世纪3 0 8 0 年代初是第一阶段，这一阶段的研究不是太深刻，主要停留在对 现象的评价分析上。3 0 年代，国内的一些研究者通过对黄土高原、黄河中游等地区的研 究，首次提出并明确了片蚀、沟蚀、水力、风力和重力侵蚀营力的概念，明确了诸多概 念。1 9 4 9 年后，我国在黄土高原开展了大规模的土壤侵蚀野外考察，积累了丰富的经验， 推动我国从上到下，刮起了一股“成立水土保持站或研究所”风，这为以后的土壤侵蚀 研究工作打下了坚实的基础。 8 0 年代以后，进入第二个研究阶段。由于我国有了诸多的水土保持站和研究所，在 这里有大量的径流泥沙实测资料，室内模拟实验具备了条件。我国逐步通过实验辅以分 析资料开展对影响土壤侵蚀的因素，如降水因子 1 3 , 1 4 】、坡度与破长因子【1 5 , 1 6 】、植被因子 1 7 , 1 8 】、水土保持因子【1 9 ，2 0 1 进行了深入研究。在此阶段，因遥感技术的进步，土壤侵蚀的 研究从室外考察步入到与运感敛据相结合的阶段，逐步荻得丫全国土壤侵蚀研究的相关 资料。8 0 年代中后期，我国通过统计分析，建立了多个流域侵蚀产沙的模拟模型。 9 0 年代后，我国进入研究的第三个阶段。此阶段随着g i s 、r s 等高端技术的应用， 我国在土壤侵蚀的研究中也逐步增加了遥感侵蚀动态调查和分布式土壤侵蚀模型预测。 9 0 年代中后期，有研究者就做出了对长江上游未来半个世纪水土流失趋势的预测。综观 这一阶段的研究，短时段的研究报道多于长时段，地域性较强，外延效果较差。 大连市土壤侵蚀评价 2 研究区概况 2 1 地理位置及行政区划 大连市位于中国东北地区最南端，占辽东半岛南部约一半地域，地理坐标为东经 1 2 0 0 5 8 2 0 ”1 2 3 0 3 1 0 0 ”，北纬3 8 0 4 37 3 4 ” - 一4 0 0 1 27 3 0 ”。大连半岛轮廓北宽南窄，自东北向 西南斜亘于东部黄海与西部渤海之间，境内具有山、海、田、林相对完整的立体自然景 观体系。 大连市海岸线长1 ，9 0 6k m ，占辽宁省海岸线总长度的7 3 ，其中陆地岸线1 , 2 8 8k m ， 海岛岸线6 1 8k m ；全市总土地面积1 2 ，5 7 3 8 5k m 2 ，总人口5 6 5 3 3 万人( 2 0 0 6 年统计年鉴 数据) 2 1 】。大连市现辖中山区、西岗区、沙河口区、甘井子区、旅顺口区、金州区、普 兰店市、瓦房店市、庄河市及长海县共6 区、3 市、1 县。各行政区基本情况及各辖区土 地面积、人口密度等情况详见表2 1 。 表2 1 大连市行政区划基本情况 t a b 2 1t h eb a s i cs i t u a t i o no f d a l i a n ，sa d m i n i s t r a t i v ed i v i s i o n s 2 2 地貌类型及地貌分区 大连地区为低山区丘陵半岛地貌，属辽东丘陵山地的一部分。区内长白山余脉 千山山脉及其余脉沿半岛走向，纵贯全区，构成中央高、东西两侧低、北高南低尾端翘 起的脊状地貌轮廓。 4 辽宁师范大学硕士学位论文 从地形坡度看( 图2 1 ) ，大连市坡度 2 5 。的斜。坡地面积很小，占0 6 ，主要集中在庄河 市北部山地，水土流失剧烈。 墨i 塞塞霎薹塞塞爹梁瑟鬻饔辫 鼍萋蠢薰至爹罐拄 旺 。垂兰墨薹三蚤霉一 嗥田 瞄。_ 丰4 二一二_ 一二o ；：o ：挚【2 丰兰， 建曼蠹耋薹薹薹营蓦，+ 平地 8 0 0 m m 一。a f 謇f 唪 图2 2 大连市年降水量分布图 f i g 2 2t h e d i s t r i b u t i o no f d a l i a n sa n n u a lp r e c i p i a t i o n 大连市土壤侵蚀评价 表2 2 大连地区降水分布状况 t a b 2 2n ed i s t r i b u t i o no f d a l i a n sp r e c i p i a t i o n 地区旅顺口区 大连市区金州区普兰店市瓦房店市庄河市长海县 年均降水量( r a m ) 5 8 5 46 5 5 76 11 96 4 2 86 3 3 2 7 9 8 46 1 8 0 年降水日数( 天) 1 月降水量( m m ) 4 月降水量( n u n ) 7 月降水量( m m ) 7 5 7 5 2 9 7 1 5 5 6 7 9 1 0 0 3 2 8 1 7 7 6 6 9 6 5 2 6 2 1 6 1 0 7 4 7 2 3 1 2 1 9 0 7 7 9 6 6 3 2 4 1 7 4 6 8 9 9 1 4 2 6 2 3 0 0 7 9 8 7 3 4 4 1 8 1 6 1 0 月降水量( m m )2 9 9 3 3 02 7 03 3 43 5 14 0 83 0 6 2 4 土壤特征 根据辽宁省土肥站提供的全省土壤类型分布资料，大连市主要土壤类型有棕壤、褐 土、草甸土、滨海盐土、水稻土、粗骨土、石质土、红粘土等，其空间分布如图2 3 所 示。 辽宁师范大学硕士学位论文 棕壤是大连市分布最广、面积最大的地带性土壤，主要分布在山地、丘陵以及台地、 高阶地的项部和斜坡上，成土母质多为各类岩石的风化残积物，有机质含量变化幅度较 大，多在4 5 0 6 之间变动；草甸土是大连市仅次于棕壤的第二大土类，多分布在冲 积平原、阶地、河漫滩及丘间谷、滨海平原上，成土母质为冲洪积物、冲海积物，主要 成土过程为土壤腐殖质化和潴育化；滨海盐土主要分布于沿海地带，母质为含盐海积物， 土壤质地粘重，层次分化不明显，含盐量高；水稻土为潮棕壤、草甸土、沼泽土和海滨 盐土经水耕熟化而形成，主要分布在庄河市、普兰店市南部沿海地区；其它土类面积较 小，呈零星分布。 大连市有效土层厚度分布以厚层土( 有效土层 6 0 c m ) 为主，约占5 7 ，其次为 薄层土( 有效土层 3 0 c m ) ，约占3 1 ，中层土( 有效土层3 0 - 6 0 c r n ) ，约占1 2 其 中厚层土主要分布于平原，中、薄层土则多分布于丘陵、低山( 图2 4 ) 。 穆。 、 守 图2 4 大连市有效土层厚度分布图 f i g 2 4t h ed i s t r i b u t i o no f d a l i a n se f f e c t i v el a y e rt h i c k n e s s 9 大连市土壤侵蚀评价 2 5 植被特征 2 5 1 植物区系特征及主要植物群落 根据大连史志自然环境志，大连市野生及常见栽培的维管束植物共计1 ，8 1 1 种( 包括亚种、变种、变型) ，分属于1 5 4 科、6 7 8 属。大连市植物区系属于华北植物 区系，处于暖温带夏绿阔叶林地带北部的落叶栎林亚地带、辽东半岛亚区。植物区系受 自然历史、地理和人为因素等方面的综合影响，植物组成成分复杂多样。主要特征表现 为：一是华北植物区系成分占优势，二是长白植物区系成份渗入较多，三是亚热带植物 有部分遗留，四是特有植物少，引进植物占一定比重。大连市主要植物群落有针叶林、 针阔混交林、落叶阔叶林、人工阔叶林、落叶阔叶灌丛、灌草丛、非地带性植被和农业 植被等多种类型。 2 5 2 植被分区 根据植被的区域差异和生态特征，大连地区的植被可分为2 个大的植被区。 ( 1 ) 南部湿润一半湿润栎林、人工林及酸枣灌丛区 该区北起瓦房店市许屯、万家岭，向东经同益、乐甲、双塔，然后向南包括以碧流 河为界的西部地区，包括瓦房店市、普兰店市的大部和金州区、甘井子区、旅顺口区以 及长海县的全部。植被主要为天然次生林，包括蒙古栎林、栓皮栎林、麻栎林和槲树林。 人工林面积较大，主要为日本黑松林、刺槐林及杨树林。灌丛和灌草丛主要为酸枣灌丛、 黄背草灌丛和野古草灌丛等。该区苹果栽植面积较大，是辽宁省暖温带水果的主要产区。 ( 2 ) 东北部湿润赤松栎林、栎树人工矮林及崖椒灌丛区 该区位于大连市东北部，包括庄河市全部、普兰店市东北部地区。地带性植被落叶阔叶 林发育良好，植被类型有赤松栎林、槲栎林、蒙古栎林、栓皮栎林和麻栎林，仙人洞一 带尚残存百年以上的赤松栎林；其次为非地带性植被，其主要类型是沿河呈带状分布的 赤杨林。麻栎人工矮林面积较大，构成辽宁省柞蚕场的集中分布区。其灌丛和灌草丛以 崖椒灌丛、榛子灌丛和黄背草灌草丛为主。在丘陵坡地上有结缕草草甸，沿海地区有獐 茅盐生草甸。 l o 辽宁师范大学硕士学位论文 3 研究方法 大连市属丘陵区，土壤侵蚀以水力侵蚀为主。本研究采用美国通用水土流失方程 ( u n i v e r s a ls o i ll o s se q u a t i o n ，u s l e ) 2 2 , 2 3 1 ，进行大连市土壤侵蚀强度评价。 a - - - f x r x k x l s x c x p( 3 1 ) 式中卜单位面积土壤侵蚀量( t k i n 2 a ) ；f = - 2 2 4 2 ( 根据多年经验值得出的常数) ；r - 一 降雨侵蚀力( j c m m 2 h ) ；k 一土壤可蚀性因子：l s 一地形因子；c 一作物覆盖与管理 因子；p 一水土保持工程措施因子。 3 1 降雨侵蚀力( r ) 降雨雨滴所携带的动能对土粒产生冲击而引发土壤冲蚀怛剞。降雨侵蚀力是土壤侵蚀 评价中的重要因子，与降雨量、降雨历时、降雨强度和降雨动能相关，反映了降雨特性 对土壤侵蚀的影响【25 | 。大连地处暖温带半湿润季风气候区，年降水量的7 0 一8 0 集中 在6 9 月份，是加剧土壤侵蚀的客观条件。本研究利用1 ：2 0 0 万大连市月、年降水量图， 矢量化后在g i s 软件辅助下作插值运算，形成各公里网格的月降水量及年降水量基础数 据，然后采用f o u m i e r $ 旨数法【2 6 】对大连市降水侵蚀因子r 值进行估算。其计算公式为： m f i = z p ；e i p ( a x m f i ) + b 上式中m f i 修正的f o u r n i e r 指数；r 降雨侵蚀力( j c m m 2 h ) ；p i 月降 雨量( m m ) ，p 为年降水量( m m ) 。式中的a 、b 值取决于气候条件。依据本研究 区的气候条件与其他地区的对比分析，a 值取4 7 1 ，b 值取一1 5 2 。 对大连市各市区的降雨侵蚀力r 值进行计算得到表3 1 ，并生成图3 1 大连市r 值分布 图。 统计数据表明，庄河市降雨侵蚀力r 值为3 0 1 7 4j c m m 2 h ，是大连市降雨侵蚀力最 大的地区，土壤侵蚀比较严重；其次，长海县的降雨侵蚀力r 值为2 6 3 8 3j c m m 2 h ，是 大连市降雨侵蚀力第二大的地区；其次，瓦房店市和大连市区的降雨侵蚀力r 值分别为 1 8 1 5 9j c m m 2 h 和1 7 4 7 4j c m m 2 h ；普兰店市、旅顺口区和金州市的r 值较小。 大连市土壤侵蚀评价 表3 1大连市r 值分布状况 t a b 3 1t h ed i s t r i b u t i o no f d a l i a n srv a l u e s 行政区域 月平均的平方全年平均之和 r 值( j c r n m z h ) 大连市 7 8 3 5 17 4 7 4 瓦房店市 金州区 普兰店市 旅顺口区 庄河市 长海县 8 0 o o 6 8 5 8 7 3 1 3 7 0 0 8 1 0 8 8 1 9 9 7 2 1 8 1 5 9 1 3 4 0 0 1 5 2 9 3 1 4 0 2 2 3 0 1 7 4 2 6 3 8 3 辽宁师范大学硕士学位论文 3 2 地形起伏度( l s ) 地形的起伏是导致土壤侵蚀的最直接因素，在区域研究中，由于坡度、坡长因子很 难计算，通常选用地形起伏度作为区域土壤侵蚀评价的地形指标。地形起伏度是指地面 一定距离范围内的最大的高程差。它能够综合反映坡度、坡长等地形因子对土壤侵蚀的 影响。本研究利用大连市1 ：1 8 万地形图生成的d e m 数据作为全市区地形起伏度的数据 源，在g i s 支持下，以公里网格为窗口进行地形起伏信息的提取，生成各公里网格的地 形起伏度，并生成大连市地形起伏度分布图( 如图3 2 ) 。 大连市地形起伏度图3 2 所示。地形起伏度最大的地区主要分布在庄河市和普兰店市 的中北部；其次，分布在瓦房店市的东北部、大连市甘井子区的西南部以及旅顺口区的 东北部和长海县境内；最后，在金州市的东南沿海有零星分布。 图3 2 大连市不同等级l s 分布图 f i g 3 2t h e d i s t r i b u t i o no f d a l i a n sl sv a l u e s 统计数据表明( 表3 2 ) ，庄河市地形起伏度在0 5 1 1 8 1 m 之间的面积为1 , 3 2 8 5k m 2 ， 占庄河市总面积的3 1 4 ，地形起伏度比较大，土壤受侵蚀程度比较严重。长海县地形 起伏度在0 - 0 0 7 m 之间的面积为1 5 9 1k m 2 ，占长海县总面积的4 2 9 ，地形起伏度较 大连市土壤侵蚀评价 小，地形平坦。金州区和普兰店市地形起伏度在o 0 7 0 1 5 m 和0 1 5 0 2 9 m 之间的总面积 分别为8 6 2 8 k m 2 、1 , 5 1 8 6 k m 2 ，占金州区总面积的5 3 3 ，占普兰店市总面积的5 2 4 ， 地形比较平坦。瓦房店市地形起伏度在0 0 7 0 2 9 m 和0 2 9 1 8 1 m 之间的总面积分别为 1 , 8 2 9 1 k m 2 、1 , 7 0 6 2 k m 2 ，分别占瓦房店市总面积的4 6 1 和4 3 0 。旅顺口区地形起 伏度在o 2 9 1 8 1 m 之间的总面积为3 7 3 8k m 2 ，占旅顺口区总面积的6 3 4 。沙河口区 和甘井子区地形起伏度在0 2 9 1 8 l m 之间的总面积分别为2 9 8 k m 2 、2 7 5 5 k m 2 ，占沙河 口区总面积的5 0 o ，甘井子区总面积的5 0 1 ，地形起伏度比较大。西岗区和中山区 地形起伏度在0 5 1 1 8 1 m 之间的总面积分别为1 5 5 k m 2 、3 6 2 m 2 ，占西岗区总面积的 3 6 4 ，中山区总面积的5 2 8 。 表3 2 大连市不同等级的l s 分布面积及占同区域的面积百分比 t a b 3 2t h ed i s t r i b u t i o na r e ao fd a l i a n sd i f f e r e n tl e v e l so fl sv a l u ea n d t h ep e r c e n t a g eo ft h es a m er e # o na r e a 3 3 土壤可蚀性因子( k ) 土壤是水土流失发生的主体，是被侵蚀的对象。土壤可蚀性是衡量土壤遭受侵蚀难 易的指标。土壤的抗侵蚀能力即k 值的大小与土壤类型、土壤质地和土壤有机质含量等 因素有着密切的关系。由于直接测定k 值较难，本研究首先将辽宁省1 ：1 5 0 万土壤类型 图数字化，结合大连市土地利用类型及农事活动情况确定各土壤类型的k 值( 表3 3 ) ， 并生成各公里网格的土壤可蚀性k 值。 1 4 辽宁师范大学硕士学位论文 表3 3 不同土壤类型的k 值 t a b 3 3t h ekv a l u eo fd i f f e r e n ts o i lt y p e s 土壤类型k 值土壤类型k 值 棕壤 0 2 6 草甸土 0 3 0 褐土 0 2 1 盐土 0 2 6 草甸风沙土 0 3 0 水稻土0 2 6 粗骨土、石质土 0 1 0 红粘土 0 2 6 3 4 大连市不同等级k 值分布面积及占同区域的面积百分比 t a b 3 4t h ed i s t r i b u t i o na r e ao f d a l i a n sd i f f e r e n tl e v e l so f kv a l u ea n dt h ep e r c e n t a g eo f t h es a m er e g i o na r e a 统计数据表明( 表3 4 ) ，长海县k 值在o 2 1 0 2 6 范围内的面积为1 9 4 0 k m 2 ，占长 海县总面积的5 2 3 ，土壤类型主要为褐土和棕壤性土。甘井子区、旅顺口区、沙河口 区、西岗区、中山区k 值在0 2 1 0 2 6 范围内的面积分别为4 5 1 5m z 、4 6 9 5k m 2 、5 3 1l 2 、 3 7 5k m 2 、5 0 4k m 2 ，分别占本区总面积的8 2 1 、7 9 6 、8 9 1 、8 7 9 、7 5 o ，土 壤类型主要为褐土和棕壤性土。金州区、瓦房店市、普兰店市和庄河市k 值在0 2 1 0 2 6 范围内的面积分别为9 5 3 3k m 2 、2 , 4 6 2 9k i n 2 、1 ，9 1 8 4k m 2 、2 ，3 1 2 9k m 2 ，分别占金州区、 瓦房店市、普兰店市和庄河市总面积的5 8 9 、6 2 0 、6 6 2 、5 4 7 ；k 值为0 3 的 占地面积分别为4 0 6 2k m 2 、9 4 9 5k m 2 、6 4 0 3k m 2 、7 3 7 3k m 2 ，土壤主要类型为褐土、 棕壤性土和草甸土。 大连市土壤侵蚀评价 3 4 作物覆盖与管理因子( c ) 作物覆盖与管理因子主要由地表植被所决定，具体可通过土地利用状况来表征，是 防止土壤侵蚀的一个重要因子，其防止侵蚀的作用主要包括对降雨能量的削减作用、保 水作用和抗侵蚀作用。不同的地表植被类型，防止侵蚀的作用差别较大。大连植被资源 较为丰富，类型多样，主要由森林、灌丛、草地和农业植被构成。本文采用大连市土地 利用现状图，参照已有的研究成果【2 7 】确定不同植被类型的c 值( 表3 5 ) ，并采用地类面 积权重计算每个公里网格的c 值。 表3 5 不同植被类型的c 值 t a b 3 5t h ecv a l u eo fd i f f e r e n tv e g e t a t i o nt y p e s 表3 6 大连市不同等级c 值分布面积及占同区域的面积百分比 t a b 3 6t h ed i s t r i b u t i o na r e ao f d a l i a n sd i f f e r e n tl e v e l so fcv a l u ea n dt h e p e r c e n t a g eo f t h es a m er e g m na r e a 统计数据表明( 表3 6 ) ，长海县c 值在o 2 0 4 、0 4 0 6 、0 6 0 8 范围内的面积分 别是1 5 7 8 k m 2 、1 6 5 6 k m 2 、4 7 9 k m 2 ，分别占该区植被覆盖总面积的4 2 5 、4 4 6 、1 2 9 。 甘井子区、金州区、旅顺口区、普兰店市、瓦房店市、庄河市c 值在0 2 0 4 范围内的 面积分别是1 5 3 9 k m 2 、3 3 1 1 k m 2 、1 9 7 9 k m 2 、8 4 4 7 k i n 2 、8 0 7 2 k m 2 、1 , 6 0 4 0 k m 2 ，分别占 1 6 辽宁师范大学硕士学位论文 各自区市植被覆盖总面积的2 8 1 、2 0 6 、3 3 5 、2 9 1 、2 0 3 、3 7 9 ：c 值在o 4 0 6 范围内的面积分别是1 6 1 7 k i n 2 , , 4 4 3 7 k i n 2 、1 7 5 9 k m z 、1 ，11 8 9 k m 2 、1 , 3 0 3 9 k m z 、1 , 5 1 4 8 k m z ， 分别占各自区市植被覆盖总面积的2 9 6 、2 7 6 、2 9 8 、3 8 6 、3 2 8 、3 5 8 ；c 值在0 6 0 8 范围内的面积分别是2 2 8 9 k m 2 、7 8 9 1 k m z 、2 0 3 1 k m z 、7 9 4 3 k m z 、1 , 6 8 2 9 k m z 、 9 1 7 1 k m 2 ，分别占各自区市植被覆盖总面积的4 1 8 、4 9 2 、3 4 4 、2 7 4 、4 2 4 、 2 1 7 。沙河口区c 值在0 6 0 8 范围内的面积为4 1 4 k m 2 ，占该区植被覆盖总面积的 6 9 6 。西岗区c 值在0 2 0 4 、0 6 0 8 范围内的面积分别是1 5 5 k m 2 、1 5 5 k m 2 ，分别占 该区植被覆盖总面积的4 1 4 、4 1 4 。中山区c 值在o 2 0 4 范围内的面积是2 5 9 k m 2 ， 占该区植被覆盖总面积的5 5 6 。 3 5 水土保持工程措施因子( p ) 水土保持工程措施因子p 是指采用专门措施后的土壤流失量与顺坡种植时土壤流 失量的比值。p 的取值范围为o 1 ，0 值代表采取水土保持措施后没有受到土壤侵蚀的地 区，1 值表示没有采取任何水土保持措施的地区，一般情况下自然植被p 值为1 。 由于大连市土壤流失基础研究数据的缺乏，本研究参照已有的研究成剿2 昏3 0 】，并结 合大连市土地利用类型及农事活动情况确定不同水土保持工程措施的p 值( 表3 7 ) ，并 采用地类面积权重计算每个公里网格的p 值( 图3 2