云南土壤侵蚀因子特点分析

方 斌，黄俊文，杨学智，周 鹏

(1.云南秀川环境工程技术有限公司，云南 昆明 650021;2.云南省水利水电勘测设计研究院，云南 昆明 650021)

水土流失是指在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀和水土损失[1]。水土流失会造成区域土地生产力的破坏和衰减，严重的水土流失导致耕地毁坏、土地退化、生态系统恶化，加剧山区丘陵区贫困、江河湖库淤积和洪涝灾害，削弱生态系统的调节功能，加重旱灾损失和面源污染，严重影响国家粮食安全、防洪安全、生态安全和引水安全以及区域经济社会的可持续发展[2]。水土流失通常是水资源的流失伴随土壤资源剥蚀、搬运和沉积的过程，研究云南土壤侵蚀各因子特点，对修订和完善区域土壤侵蚀模型及从宏观上把握云南省水土流失分布、发生和发展状况，科学制定水土流失防治方略和措施布局，预防和减免水土流失危害具有重要意义。

1 国内外研究现状

自20世纪20年代我国形成水土保持学科以来，对水土流失原理、水土流失类型及强度、水土流失防治等均进行了大量的研究和实践，取得了丰富的研究成果。在土壤侵蚀因子方面的研究，主要分为两类：一是研究土壤抗侵性和水力、风力、冻融、重力等外营力作用，二是研究区域自然环境和经营管理等因子对水土流失的影响。

国外对土壤侵蚀因子的一项重要研究成果是美国农业部研制的用于定量预报农地或草地坡面多年平均年土壤流失量的土壤侵蚀预报模型[3- 4]，即通用土壤流失方程USLE(Universal Soil Loss Equation)，其基本形式为A=R·K·L·S·C·P。我国自20世纪80年代引进通用土壤流失方程以来，它对于我国土壤侵蚀预报模型的研制起到了积极的作用[5]，并在此基础上结合我国各区域土壤侵蚀特点，进行了一系列的因子订正研究[6]，建立了中国土壤流失方程CSLE(Chinese Soil Loss Equation)[7]，方程式为：

A=R·K·L·S·B·E·T

(1)

式中，A—土壤水蚀模数；R—降雨侵蚀力因子；K—土壤可蚀性因子；L—坡长因子；S—坡度因子；B—生物措施因子；E—工程措施因子；T—耕作措施因子。中国土壤流失方程已多次被应用于区域及全国范围内的定量土壤侵蚀研究与调查工作实践[8]。

2 云南水土流失现状

云南地处祖国西南边陲，地形地貌、气候类型和自然环境多样，是国家物种和能源宝库、西南生态安全屏障。当前，云南省正紧紧围绕建成我国民族团结进步示范区、生态文明建设排头兵、面向南亚东南亚辐射中心“三个定位”，着力推进经济社会高质量跨越式发展和生态文明建设，努力将云南建设成为中国最美丽省份。水土流失防治是生态文明建设的重要组分，50多年来，云南水土保持工作以保护和改善生态环境，服务经济社会可持续发展为目标，开展了长江上游水土保持重点防治工程、珠江上游水土保持重点防治工程、国家及省级水土保持重点治理工程、坡耕地水土流失综合治理和生态修复试点示范工程等一系列生态工程建设，有效地改善了云南省生态环境和促进了区域经济社会发展[9]。

受限于自然环境和经济社会发展历史原因，水土流失仍然是云南重大的环境问题。2015年云南土壤侵蚀面积为10.47万km2，占全省土地面积的27.33%[10]，土壤侵蚀强度以轻度和中度为主，水土流失面积广泛分布在河谷两岸坡地、石漠化区以及旱地、低盖度园地和林草地等区域。全省范围内的坡耕地、石漠化区、江河源头、“九大高原湖泊”及重要水源地等区域是水土流失防治重点区，防治任务依然紧迫。

3 云南土壤侵蚀因子特点

3.1 土壤因子

云南省自然环境和成土条件复杂，土壤类型较多。全省土壤分属9个土纲、25个土类，各土纲土类所占土地面积大小不等，以铁铝土纲的土类面积最大，约占全省土壤面积的55%；其次为淋溶土纲约占20%，初育土纲占17%。详见表1，如图1所示。

图1 云南土壤类型分布图

土壤侵蚀是外营力大于土体抗蚀能力的结果，因而土壤的抗蚀能力是决定土壤侵蚀强度的一个重要因素[11]。云南广泛分布红壤、赤红壤、紫色土、黄棕壤等土类，土壤质地以轻壤和中壤居多，土壤分散系数较大。另外在土壤侵蚀发生较集中的坡耕地、河谷两岸坡地及人类干扰较大的地类上，植被覆盖率和土壤腐殖质含量较低，水稳性团聚体不易形成，土体易崩解，土壤抗蚀能力低。

3.2 地形因子

地形是影响土壤侵蚀的重要因素，海拔、坡长、坡度和坡型对土壤侵蚀产生极大影响[12]。云南省土壤侵蚀地形因子具有相对坡度长、坡度大、高差大的特点。陡峭的地形因子，加剧了土壤侵蚀的发生。

(1)坡度长。云南地势自西北向东南倾斜，总体呈一面坡阶梯状递降，坡面较长。云南总体地势可概括为三级阶梯。一级阶梯：滇西北“三江并流”区，平均海拔为3000～4500m，是云南地势最高的部分；二级阶梯：以滇中高原为主体，含滇中残存的古夷平面，平均海拔为1700～2700m，其中山间盆地海拔多为1700～2000m；三级阶梯：滇南和滇东北分散分布的海拔在500～1500m之间的低中山和低山、海拔为300～700m的盆地、河谷和丘陵。如图2所示。

图2 云南地势阶梯图

(2)坡度大。云南是一个多山省份，坡地多，平坝地少。全省129个县、市、区中，有93个县的坝区面积不足10%，其中有53个县的坝区面积在3%以下。全省地形坡度>8°的面积达81%，其中坡度>15°的面积近60%。图3所示。

图3 云南坡度分级图

(3)高差大。云南海拔最高点为滇藏交界梅里雪山主峰卡瓦格博6740m，最低点为红河出国境处76.4m，两地直线距离仅840km，而高差达6663.6m，平均每千米下降7.9m；滇西太子雪山和梅里雪山与其东侧的澜沧江峡谷，平距为12.8km，相对高差在3000m以上；滇东乌蒙山主峰轿子雪山至禄劝县境内金沙江河谷仅21km，相对高差近3500m；滇南哀牢山至红河河谷，平距为12km，相对高差在2500m以上。

3.3 降雨因子

降雨是水力侵蚀的原动力。降雨过程中雨滴溅蚀地表，引起地表土层剥离，剥离物在水流作用下发生搬运及迁移，引发水土流失。降雨造成土壤水蚀的程度，取决于降雨强度、雨型、能量和分布情况等[13]。

云南地形较高且纬度较低，属明显的低纬度高原气候。北回归线穿过云南南部，使得云南气候类型较为丰富，全省由南至北地跨北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带和高原气候区共7个气候类型区。高差悬殊的地形，在云南境内形成明显的立体气候，多出现“一山分四季，十里不同天”的天气现象。如图4所示。

图4 云南气候类型区图

云南不同的气候类型区具有各自的降雨特点，受印度洋暖湿气流的影响，云南大部分地区多年平均年降水量在1000mm以上，但具有时空分配极不均匀的特点。在空间上，云南各地区年均降雨量为600～4000mm，多雨区分散分布在滇西北的贡山、滇西南的西盟和滇东南的绿春地区，少雨区为金沙江干热河谷区的宾川和元谋段；在时间上，雨季(5—10月)降水量占全年总量的80%左右，旱季降水量(11月—次年4月)仅占20%左右。云南降雨的另一特点是降雨日数多、强度大且集中、多单点暴雨，山区降雨量多且随海拔增高而增大，易发水土流失危害。如图5所示。

图5 云南多年平均降雨等值线图(单位:mm)

3.4 土地利用与植被覆盖因子

影响土壤侵蚀的生物措施因子、工程措施因子和耕作措施因子，主要由植被类型、土地利用和地表覆盖[14- 15]情况等决定。

云南地形地貌和气候条件多样的特点，形成了云南境内多样的植被类型，各指标类型区因地表覆盖不同而造成生物措施因子的不同。云南植被类型分属亚热带东部湿润常绿阔叶林区域(Ⅳ)，亚热带西部半湿润常绿阔叶林区域(Ⅴ)，高原山地寒温性、温性针叶林常绿阔叶林区域(Ⅵ)，热带西部偏干性季雨林、雨林区域(Ⅷ)4个植被区域，中亚热带常绿阔叶林地带和南亚热带常绿阔叶林地带等4个植被地带和川南、黔、桂北山地栲类、木荷林、石灰岩植被区等9个面积不等的植被类型区，其中以滇中高原、盆地滇青冈、栲类、云南松林区面积最大，为9.35万km2，占全省面积的24%；其次为滇、黔、桂石灰岩区润楠、青冈、细叶云南松林区，面积为6.33万km2，占全省面积的17%。详见表2，如图6所示。

表2 云南省植被类型表

图6 云南植被类型区划图

土地利用方式是土壤侵蚀重要的影响因素。不同的土地利用方式，其地面扰动情况、地表覆盖、耕作方式和管理措施均不相同，这些措施影响着地表的水土流失强度。陡坡耕地、大江大河两岸陡峻的林草地、红河及金沙江中下游干热河谷区稀疏的灌草地，都是水土流失分布较为集中的区域。

云南省地表覆盖按土地利用方式分为耕地(水田和旱地)、林地、草地等8个类型，其中耕地面积6.07万km2，占总面积的15.84%；林地22.10万km2，占总面积的57.67%；园地0.84万km2，占总面积的2.19%；草地0.78万km2，占总面积的2.04%；水域0.53万km2，占总面积的1.38%；建设工矿用地0.70万km2，占总面积的1.83%；未利用地(主要为荒草地)5.30万km2，占总面积的13.83%；其他土地面积为2.00万km2，占总面积的5.22%。如图7所示。

图7 云南土地利用图

在各土地利用类型中，坡耕地是水土流失面积最大的地类。云南省坡耕地水土流失面积占全省水土流失面积的33%[16]。受地形地貌条件的限制，云南省的耕地中梯坪地少、坡耕地多，梯坪地主要分布在昆明、曲靖、玉溪、大理、楚雄、保山和德宏等7个州市，坡耕地则广泛分布于全省范围，且大部分坡耕地坡度均较大。云南省现有坡耕地3.48万km2，其中15°以上的坡耕地达2.33万km2，占坡耕地总面积的67%。如图8所示。

图8 云南坡耕地分布图

4 讨论

(1)云南省面积较大且自然环境条件多样，利用模型模拟水土流失时，很难兼顾解决各流域和区域间水土流失情况差异较大的问题，模拟结果容易出现误差，影响其决策支撑。只有研究和掌握各区域地形、气候、降雨、土壤、土地利用和植被覆盖等相关水土流失要素的现状和特点，才能科学合理制定符合云南实际的水土流失防治方略和措施布局。

(2)土壤侵蚀因子是对相关水土流失环境要素信息的提取结果，而土壤侵蚀模型是对水土流失现实的模拟仿真。探清现状各水土流失环境要素的特点，对土壤侵蚀模型计算参数的拟定和修正、模型的验证和完善具有现实意义。

(3)针对云南省石漠化区域分布广泛，且区域土层瘠薄、水土资源垂直渗漏等特点，在土壤侵蚀因子拟定过程中需进一步研究和完善。