黄土高原南部不同土地利用方式的土壤侵蚀经济 ... - 陕西师范大学学报

第 40 卷 第 6 期 陕 西 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol.40 No.6
2012 年 11 月 JournalofShaanxiNormalUniversity (NaturalScienceEdition) Nov.,2012
文 章 编 号 :16724291(2012)06008106
黄 土 高 原 南 部 不 同 土 地 利 用 方 式 的
土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 核 算
卞 鸿 雁 , 庞 奖 励
, 任 志 远
( 陕 西 师 范 大 学 旅 游 与 环 境 学 院 , 陕 西 西 安 710062)
摘 要 : 应 用 马 尔 科 夫 矩 阵 、 美 国 通 用 水 土 流 失 方 程 (USLE)、 市 场 价 值 法 、 影 子 工 程 法 、 机 会 成 本
法 , 探 究 1980—2005 年 黄 土 高 原 南 部 地 区 的 土 地 利 用 变 化 特 征 并 定 量 测 算 不 同 土 地 利 用 方 式 下 的
土 壤 侵 蚀 量 及 其 经 济 损 失 . 结 果 表 明 :(1) 研 究 区 耕 地 和 建 设 用 地 变 化 显 著 ,1123.80km 2 的 耕 地
转 为 建 设 用 地 .(2)1980 年 和 2005 年 黄 土 高 原 南 部 地 区 的 土 壤 潜 在 侵 蚀 总 量 分 别 为 22.99×10 8 、
23.03×10 8 t, 实 际 侵 蚀 总 量 分 别 为 2.56×10 8 、3.09×10 8 t. 以 2005 年 为 例 , 各 地 类 土 壤 实 际 侵 蚀
模 数 的 排 序 为 : 耕 地 < 建 设 用 地 < 未 利 用 地 < 林 地 < 草 地 .(3)1980 年 和 2005 年 研 究 区 域 土 壤 侵
蚀 的 经 济 损 失 分 别 为 137.66 亿 元 、162.17 亿 元 , 草 地 、 耕 地 、 林 地 是 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 的 主 要 源
头 , 受 各 土 地 利 用 类 型 面 积 及 地 形 因 素 的 影 响 .
关 键 词 : 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 ; 土 地 利 用 变 化 ; 地 形 ; 黄 土 高 原 南 部
中 图 分 类 号 :S157;F301.24 文 献 标 志 码 :A
犈 犮 狅 狀 狅 犿 犻 犮 犾 狅 狊 犮 犪 犾 犮 狌 犾 犪 狋 犻 狅 狀 狅 犳 狊 狅 犻 犾 犲 狉 狅 狊 犻 狅 狀 狌 狀 犱 犲 狉 犱 犻 犳 犲 狉 犲 狀 狋 犾 犪 狀 犱 狌 狊 犲
犻 狀 狊 狅 狌 狋 犺 犲 狉 狀 犔 狅 犲 狊 犘 犾 犪 狋 犲 犪 狌
BIAN Hongyan ,PANGJiangli ,RENZhiyuan
(ColegeofTourism andEnvironment,ShaanxiNormalUniversity,Xi′an710062,Shaanxi,China)
犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 :Themarkovmatrix,universalsoillossequation(USLE),shadowengineeringmethod,
opportunitycost methodas welasthe methodof marketpricing wereusedtoexplorethe
charactersoflanduse/coverchange (LUCC)andtocalculatethequantitiesandvalueofsoil
erosionfrom1980to2005insouthernLoessPlateau.Theresultsshowthat:(1)Cultivatedland
andconstructionlandchangedobviously,and1123.80km 2 cultivatedlandhasbeenconverted
intoconstructionlandinsouthernLoessPlateau.(2)Thetotalquantityofpotentialsoilerosion
hasincreasedfrom22.99×10 8 in1980to23.03×10 8 tin2005,theactualquantityofsoilerosion
hasincreasedfrom2.56×10 8 to3.09×10 8 tin2005.Takingtheyearof2005asanexample,the
soilerosionrankingofdiferentlandcoverwas:cultivatedland

82 陕 西 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 40 卷
气 候 、 土 壤 、 地 形 、 植 被 以 及 人 为 因 素 复 合 影 响
着 土 壤 侵 蚀 动 力 、 抗 阻 力 以 及 输 沙 过 程 , 而 土 地 利 用
方 式 转 变 是 改 变 地 表 植 被 覆 盖 度 、 微 地 形 、 土 壤 理 化
性 质 、 气 候 变 化 的 重 要 驱 动 因 素 , 因 此 土 地 利 用 变 化
与 土 壤 侵 蚀 力 之 间 存 在 极 其 复 杂 的 交 互 耦 合 和 胁 迫
关 系 [14] . 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 核 算 作 为 生 态 环 境 负 效
应 估 算 的 重 要 组 分 , 生 态 经 济 学 领 域 对 其 研 究 的 迫
切 要 求 与 日 俱 增 , 且 日 益 完 善 的 土 壤 侵 蚀 量 估 算 体
系 为 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 核 算 提 供 了 方 法 基 础 . 欧 阳
志 云 、 肖 寒 、 谢 高 地 、 许 月 卿 等 学 者 分 别 对 中 国 、 青 藏
高 原 、 海 南 岛 、 西 南 喀 斯 特 地 区 等 国 家 或 典 型 区 生 态
系 统 的 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 及 保 持 效 益 进 行 了 核
[58]
算 , 但 多 为 基 于 植 被 类 型 的 某 个 时 间 截 面 的 静 态
研 究 , 并 未 考 虑 地 形 因 素 和 土 地 利 用 动 态 变 化 的 影
响 . 而 土 壤 属 性 空 间 变 异 程 度 大 , 受 土 地 利 用 和 地 形
[9]
因 素 影 响 显 著 , 故 基 于 土 地 利 用 变 化 和 地 形 的 土
壤 侵 蚀 物 质 量 和 价 值 量 研 究 更 能 反 映 区 域 土 壤 侵 蚀
现 状 及 机 理 .
黄 土 高 原 地 区 生 态 环 境 极 为 脆 弱 , 水 土 流 失 面
积 达 45.4×10 4 km 2 , 是 世 界 上 水 土 流 失 最 严 重 的 地
[1012]
区 之 一 . 近 年 来 , 有 学 者 对 黄 土 高 原 典 型 流 域 、
[13] [1415]
典 型 地 貌 区 、 典 型 县 的 土 壤 侵 蚀 产 流 产 沙 及
土 地 利 用 变 化 特 征 进 行 了 研 究 , 但 表 现 为 尺 度 小 、 区
域 零 散 、 视 角 单 一 , 难 以 系 统 地 反 映 区 域 土 地 利 用 变
化 与 土 壤 侵 蚀 效 应 的 耦 合 关 系 及 格 局 特 征 . 本 文 以
学 科 交 叉 、 耦 合 、 渗 透 的 视 角 探 究 黄 土 高 原 南 部 地 区
土 地 利 用 类 型 转 变 条 件 下 土 壤 侵 蚀 力 及 经 济 损 失 的
变 化 特 征 及 分 异 规 律 , 对 调 整 土 地 利 用 格 局 、 提 高 区
域 保 土 保 沙 能 力 、 减 轻 水 库 泥 沙 淤 积 具 有 重 大 的 理
论 和 实 际 意 义 .
1 研 究 区 概 况
黄 土 高 原 南 部 地 区 介 于 东 经 103°42′~113°
55′、 北 纬 33°39′~38°58′ 之 间 , 地 跨 晋 、 秦 、 豫 、 陇 、 宁
5 省 , 包 括 关 中 城 市 群 、 太 原 城 市 群 及 部 分 中 原 城 市
群 , 共 167 个 县 级 行 政 单 位 , 总 面 积 为 223758.24
km 2 . 地 处 东 部 季 风 气 候 向 西 北 大 陆 性 气 候 过 渡 地
带 , 年 日 照 总 辐 射 量 为 503.52~630.58 MJ/m 2 , 年
均 气 温 为 7.72~14.31 ℃, 年 均 降 水 量 为 390~710
mm. 黄 土 高 原 南 部 有 23 种 土 壤 类 型 ,65 个 土 壤 亚
类 , 地 貌 以 黄 土 塬 、 黄 土 台 塬 、 河 谷 平 原 为 主 , 植 被 类
型 复 杂 多 样 . 区 域 人 口 众 多 , 农 牧 产 业 是 该 地 区 的 主
要 产 业 , 随 着 人 口 的 增 加 、 政 策 导 向 和 经 济 发 展 的 需
要 , 大 量 的 耕 地 、 林 地 以 及 草 地 逐 渐 被 建 设 用 地 所 吞
噬 , 造 成 植 被 破 坏 问 题 凸 显 、 水 土 流 失 问 题 严 重 , 生
态 环 境 脆 弱 、 人 地 关 系 矛 盾 日 益 突 出 .
2 数 据 来 源
采 用 的 基 础 数 据 包 括 : 黄 土 高 原 南 部 地 区 1∶5
万 DEM,1980 年 MSS 影 像 ( 空 间 分 辨 率 80 m) 和
2005 年 TM 遥 感 影 像 数 据 ( 空 间 分 辨 率 30 m), 黄
土 高 原 南 部 土 地 利 用 现 状 图 ( 用 作 解 译 参 考 ),
1∶100 万 的 土 壤 类 型 图 , 基 于 豫 、 秦 、 晋 、 宁 、 陇 五 省
土 壤 志 及 中 国 土 壤 数 据 库 提 供 的 数 据 建 立 的 区 域 土
壤 质 地 ( 土 壤 的 黏 粒 、 沙 粒 、 粉 沙 粒 、 粉 砂 以 及 极 细 砂
的 含 量 ) 和 有 机 质 含 量 数 据 库 ,1980 年 和 2005 年 黄
土 高 原 南 部 地 区 38 个 气 象 站 点 的 逐 月 降 水 数 据 ,
1980 年 和 2005 年 3—9 月 份 的 35 期 归 一 化 植 被 指
数 (NDVI) 影 像 .
3 研 究 方 法
3.1 土 地 覆 被 解 译 及 土 地 利 用 变 化
以 Erdas 作 为 土 地 覆 被 解 译 平 台 , 以 DEM 作
为 参 考 图 像 , 通 过 计 算 机 随 机 选 取 300 个 控 制 点 , 辅
以 实 地 考 察 记 录 的 GPS 点 , 进 行 几 何 精 校 正 使 误 差
控 制 在 0.5 个 像 元 内 , 对 遥 感 影 像 进 行 拼 接 、 裁 剪 ,
将 投 影 转 换 为 Albers 投 影 . 采 用 中 国 科 学 院 地 理 科
学 与 资 源 研 究 所 刘 纪 远 (1996 年 )1∶10 万 土 地 利 用
图 地 类 代 码 ( 共 分 为 6 个 一 级 地 类 , 分 别 是 耕 地 、 林
地 、 草 地 、 水 体 、 建 设 用 地 、 未 利 用 地 ) 建 立 分 类 模 板 ,
采 用 最 大 似 然 法 对 两 期 遥 感 影 像 进 行 分 类 ,1980 年
和 2005 年 的 分 类 精 度 分 别 达 到 84.62% 和
87.32%,Kappa 系 数 为 0.7595 和 0.8002.
3.2 土 壤 侵 蚀 量 评 价
土 壤 流 失 通 用 方 程 (USLE) 为 目 前 适 用 性 最
广 、 操 作 性 最 强 的 估 算 模 型 , 采 用 此 方 程 对 黄 土 高 原
南 部 地 区 土 壤 侵 蚀 的 物 质 量 进 行 估 算 ,USLE 的 基
本 形 式 为
犃 m= 犚 × 犓 × 犆 × 犔 犛 × 犘 , (1)
犃 P= 犚 × 犓 × 犔 犛 , (2)
犃 C= 犃 P- 犃 m. (3)
式 中 , 犃 m
代 表 研 究 区 域 土 壤 实 际 的 侵 蚀 模 数 (t/
(hm 2·a)), 犃 P
代 表 土 壤 潜 在 的 侵 蚀 模 数 (t/(hm 2·
a)), 犃 c
代 表 单 位 面 积 土 壤 保 持 量 (t/(hm 2·a)), 犚
为 降 雨 侵 蚀 力 因 子 (m·t·cm/(hm 2·h·a)), 犓
为 土 壤 可 蚀 性 因 子 (t·h/(cm·t·m)), 犔 犛 为 地 形

第 6 期 卞 鸿 雁 等 : 黄 土 高 原 南 部 不 同 土 地 利 用 方 式 的 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 核 算 83
因 子 ( 无 量 纲 ), 犆 为 地 表 植 被 覆 盖 因 子 ( 无 量 纲 ), 犘
为 土 壤 保 持 措 施 因 子 ( 无 量 纲 ).
虽 然 通 用 水 土 流 失 方 程 结 构 固 定 , 但 模 型 因 子
提 取 方 法 众 多 , 需 要 科 学 选 取 因 子 模 型 的 构 建 方 法 .
本 文 在 对 相 关 文 献 深 入 研 究 的 基 础 上 , 考 虑 模 型 的
来 历 和 使 用 条 件 , 遵 循 区 域 自 然 条 件 相 似 性 原 则 , 并
考 虑 犚 因 子 与 犓 因 子 量 纲 统 一 的 问 题 , 模 型 因 子 获
取 方 式 参 见 文 献 [1621].
3.3 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 估 算
除 应 用 土 壤 流 失 通 用 方 程 对 土 壤 侵 蚀 物 质 量 评
价 外 , 还 应 用 机 会 成 本 法 、 市 场 价 值 法 、 影 子 工 程 法
对 研 究 区 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 进 行 估 算 , 不 仅 客 观 反
映 生 态 系 统 土 壤 侵 蚀 损 失 的 实 物 量 , 货 币 化 更 便 于
将 其 纳 入 经 济 和 社 会 成 本 和 修 订 国 民 经 济 核 算 系
统 , 构 建 向 生 态 资 源 价 值 计 量 过 渡 的 桥 梁 , 实 现 生 态
资 源 的 可 持 续 利 用 .
生 态 系 统 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 核 算 体 系 主 要 包 括
土 壤 养 分 损 失 、 土 地 废 弃 损 失 、 土 壤 水 分 损 失 、 泥 沙
滞 留 及 淤 积 损 失 .
(ⅰ) 土 壤 养 分 损 失 ( 市 场 价 值 法 )
犈 f= 犕 f× 犛 f× 犘 f. (4)
犈 f
代 表 氮 、 磷 、 钾 养 分 损 失 价 值 ( 元 /(hm 2 ·
a)); 犕 f
代 表 N、P、K 的 损 失 量 (t/(hm 2·a)); 犛 f
为
氮 、 磷 、 钾 折 算 成 化 肥 的 系 数 , 分 别 为 5.571、3.373、
1.667; 犘 f
为 氮 、 磷 、 钾 肥 的 市 场 价 格 , 本 文 选 用 的 肥
料 价 格 是 NH 4HCO 3
、Ca(H 2PO 4
) 2·H 2O 、KCl 的
市 场 价 格 ( 元 /t).
犈 O= 犕 O× 犘 × 犛 . (5)
犈 O
代 表 有 机 质 经 济 损 失 ( 元 /(hm 2 ·a)), 犕 O
代 表 单 位 面 积 土 壤 损 失 的 有 机 质 的 量 (t/(hm 2 ·
a)), 犘 为 木 材 的 机 会 成 本 价 格 ( 元 /t), 犛 为 木 材 转
化 为 有 机 质 系 数 . 木 材 的 机 会 成 本 价 格 选 用 2002 年
[22]
王 秋 贤 提 出 的 51.3 元 /t; 犛 选 用 Costanza 于
1997 年 提 出 的 2∶1.
(ⅱ) 土 地 废 弃 损 失 ( 机 会 成 本 法 )
犈 = 犛 × 犅 , (6)
犛 = 犣 /( 犺 ×ρ×100). (7)
犛 是 土 地 废 弃 的 面 积 (hm 2 /a), 犅 是 土 地 的 机 会
成 本 ( 元 /(hm 2·a)), 犈 是 单 位 面 积 土 地 废 弃 的 价
值 量 ( 元 /(hm 2·a)), 犣 为 年 度 土 壤 侵 蚀 量 (t/(hm 2
·a)), ρ 是 土 壤 容 重 (g/cm 3 ), 犺 为 土 壤 耕 作 层 厚 度
(m). 根 据 研 究 区 所 跨 5 省 区 的 土 壤 志 建 立 土 壤 容
重 数 据 库 . 土 地 耕 作 厚 度 取 0.6m, 土 地 废 弃 价 值 以
地 区 NPP 价 值 作 为 核 算 基 础 .
(ⅲ) 土 壤 水 分 流 失 ( 影 子 工 程 法 )
犕 = 犣 × 犠 / ρ × 犘 . (8)
犕 为 土 壤 水 分 的 经 济 损 失 ( 元 /(hm 2·a)), 犠
为 土 壤 中 水 分 的 百 分 比 (%), 犣 、 ρ 如 上 , 犘 为 花 费 于
1m 3 农 用 水 库 的 金 额 ( 元 /m 3 ). 本 文 选 用 1/3 巴 的
土 壤 含 水 量 ;1m 3 农 用 水 库 的 金 额 为 1.7 元 /m 3 .
(ⅳ) 土 壤 滞 留 损 失 ( 影 子 工 程 法 )
犈 z= 犣 ×33%/ ρ × 犘 z. (9)
犈 z
为 土 壤 滞 留 的 经 济 损 失 ( 元 /(hm 2·a)); ρ 、
犣 如 上 ; 犘 Z
为 挖 取 单 位 体 积 泥 沙 的 费 用 ( 元 /m 3 ), 根
据 许 月 卿 等 人 考 察 挖 取 单 位 体 积 泥 沙 的 费 用 为 6.5
元 /m 3[22] .
(ⅴ) 土 壤 淤 积 损 失 ( 影 子 工 程 法 )
犈 y= 犣 ×24%/ ρ × 犘 y. (10)
犈 y
为 土 壤 淤 积 的 经 济 损 失 ( 元 /(hm 2·a)); ρ 、 犣
如 上 ; 犘 y
为 投 入 建 设 单 位 体 积 水 库 的 费 用 ( 元 /m 3 ),
根 据 许 月 卿 等 人 考 察 投 入 建 设 单 位 体 积 水 库 的 费 用
为 22 元 /m 3[23] .
4 结 果 与 分 析
4.1 土 地 利 用 变 化
黄 土 高 原 南 部 地 区 具 有 典 型 土 壤 侵 蚀 背 景 , 随
着 西 部 大 开 发 战 略 以 及 城 市 化 进 程 的 推 进 , 土 地 资
源 结 构 不 断 调 整 , 土 壤 侵 蚀 力 受 到 影 响 . 本 文 基 于
GIS 技 术 , 将 1980 年 和 2005 年 两 期 土 地 利 用 数 据
进 行 空 间 叠 加 , 建 立 土 地 利 用 变 化 矩 阵 ( 表 1), 其 主
要 特 征 为 :1) 耕 地 、 草 地 、 林 地 是 区 域 土 地 利 用 主 要
类 型 ,1980 年 3 类 地 类 占 区 域 总 面 积 的 97.25%.2)
受 城 市 化 和 政 策 导 向 的 影 响 , 建 设 用 地 不 断 扩 张 , 耕
地 、 林 地 、 草 地 不 断 被 吞 噬 .1980—2005 年 间 , 耕 地
减 少 1443.22km 2 , 建 设 用 地 增 加 1238.29km 2 , 林
地 、 草 地 面 积 变 化 幅 度 较 小 , 分 别 增 加 55.48、170.89
km 2 , 水 域 、 未 利 用 地 变 化 细 微 .3) 区 域 25a 来 , 各
地 类 的 流 转 特 征 具 体 表 现 为 : 耕 地 作 为 建 设 用 地 的
主 要 流 入 源 ,25a 间 转 化 量 达 1123.80km 2 , 为 耕 地
减 少 总 面 积 的 77.87%, 主 要 分 布 于 关 中 城 市 群 ,
占 1985 年 耕 地 面 积 的 1.12% ;1.28% 的 林 地 被
转 化 为 其 他 地 类 , 林 地 减 少 区 集 中 分 布 于 黑 河 流
域 、 昕 水 河 流 域 、 陇 东 部 分 地 区 、 三 门 峡 地 区 , 与
此 同 时 , 沙 化 问 题 严 重 的 延 安 市 及 庆 阳 西 北 部 大
力 实 施 退 耕 还 林 政 策 , 林 地 增 加 ;1.83% 的 草 地
发 生 变 更 , 草 地 变 化 区 主 要 分 布 在 研 究 区 北 部 ,

84 陕 西 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 40 卷
其 中 , 泾 河 流 域 北 部 、 子 午 岭 、 黄 龙 山 地 区 、 太 行 设 用 地 在 25a 间 流 出 量 微 乎 其 微 , 仅 占 总 量 的
山 西 麓 、 洛 阳 市 、 阳 泉 市 草 地 退 化 问 题 尤 其 明 显 , 0.12% ; 其 他 地 类 ( 水 体 、 未 利 用 地 ) 变 化 特 征
草 地 增 加 区 零 散 分 布 于 北 部 黄 土 丘 陵 沟 壑 区 ; 建 微 小 .
表 1 1980—2005 年 黄 土 高 原 南 部 土 地 利 用 变 化 转 移 矩 阵
犜 犪 犫 .1 犜 犺 犲 狋 狉 犪 狀 狊 犳 犲 狉 犿 犪 狋 狉 犻 狓 狅 犳 犾 犪 狀 犱 狌 狊 犲 犮 犺 犪 狀 犵 犲 犻 狀 狋 犺 犲 狊 狅 狌 狋 犺 犲 狉 狀 犔 狅 犲 狊 犘 犾 犪 狋 犲 犪 狌 犱 狌 狉 犻 狀 犵 1980—2005 km 2
1980 年
2005 年
林 地 草 地 耕 地 建 设 用 地 水 体 未 利 用 地 总 计
林 地 50407.64 501.31 50.72 30.92 19.71 0.99 51011.29
草 地 317.93 65373.04 737.29 79.76 82.63 1.19 66591.83
耕 地 303.09 852.93 97460.30 1123.80 262.49 2.18 100004.80
建 设 用 地 0.01 0.83 2.90 3551.68 0.56 0 3555.99
水 体 1.33 31.42 307.93 8.11 2069.91 0 2418.71
未 利 用 地 36.77 3.19 2.44 0 0.34 132.89 175.62
总 计 51066.77 66762.72 98561.58 4794.28 2435.65 137.24 223758.24
4.2 土 壤 侵 蚀 力 评 价
4.2.1 土 壤 侵 蚀 量 评 价 依 据 USLE 方 程 , 分 别
得 出 1980 年 、2005 年 的 土 壤 潜 在 侵 蚀 量 、 实 际 侵 蚀
量 ( 表 2).1980 年 和 2005 年 黄 土 高 原 南 部 地 区 的 土
表 2 1980—2005 年 各 地 类 的 土 壤 潜 在 侵 蚀 量 与 实 际 侵 蚀 量
犜 犪 犫 .2 犜 犺 犲 狇 狌 犪 狀 狋 犻 犲 狊 狅 犳 狊 狅 犻 犾 犲 狉 狅 狊 犻 狅 狀 狌 狀 犱 犲 狉 犱 犻 犳 犲 狉 犲 狀 狋 犾 犪 狀 犱
狌 狊 犲 狋 狔 狆 犲 犱 狌 狉 犻 狀 犵 1985—2005 t/(hm 2·a)
土 地 利 用 土 壤 潜 在 侵 蚀 模 数 土 壤 实 际 侵 蚀 模 数
类 型 1980 年 2005 年 1980 年 2005 年
耕 地 54.74 54.93 5.55 5.23
林 地 164.48 164.43 10.41 17.73
草 地 136.14 136.78 21.99 24.33
建 设 用 地 14.45 14.99 1.95 7.56
未 利 用 地 66.46 85.75 10.57 8.67
壤 潜 在 侵 蚀 总 量 分 别 达 到 22.99×10 8 、23.03×10 8
t, 由 于 地 表 植 被 对 土 壤 的 保 护 作 用 , 使 得 土 壤 侵 蚀
量 分 别 降 低 了 20.43×10 8 、19.94×10 8 t, 区 域 实 际
侵 蚀 总 量 分 别 为 2.56×10 8 、3.09×10 8 t.
各 地 类 中 , 草 地 的 潜 在 侵 蚀 总 量 最 大 ,1980 年 、
2005 年 草 地 的 潜 在 侵 蚀 总 量 为 9.06×10 8 、9.13×
10 8 t, 其 后 依 次 为 林 地 、 耕 地 、 建 设 用 地 、 未 利 用 地 .
土 壤 潜 在 侵 蚀 模 数 排 序 为 : 建 设 用 地 < 耕 地 < 未 利
用 地 < 草 地 < 林 地 .
林 地 、 草 地 对 土 壤 的 固 结 能 力 明 显 强 于 其 他 地
类 , 从 而 使 得 区 域 林 地 、 草 地 的 土 壤 实 际 侵 蚀 模 数 大
幅 度 降 低 . 以 林 地 为 例 ,1980 年 、2005 年 单 位 面 积 土
壤 保 持 量 可 达 154.07t/(hm 2·a) 和 146.7t/(hm 2
·a), 使 得 林 地 土 壤 实 际 侵 蚀 模 数 约 为 土 壤 潜 在 侵
蚀 水 平 的 1/10.1980 年 研 究 区 各 地 类 的 土 壤 实 际 侵
蚀 模 数 排 序 为 : 建 设 用 地 < 耕 地 < 林 地 < 未 利 用 地
< 草 地 .2005 年 各 地 类 的 土 壤 实 际 侵 蚀 模 数 排 序
为 : 耕 地 < 建 设 用 地 < 未 利 用 地 < 林 地 < 草 地 .
4.2.2 土 壤 侵 蚀 量 的 坡 度 分 异 坡 度 作 为 地 形 因
子 之 一 , 直 接 影 响 着 土 壤 的 抗 雨 滴 击 打 及 固 定 保 持
土 壤 能 力 , 通 过 评 价 不 同 坡 度 等 级 的 土 壤 实 际 侵 蚀
力 , 能 够 客 观 地 反 映 土 壤 侵 蚀 强 度 随 坡 度 变 化 的 演
化 机 制 , 并 量 化 各 坡 度 等 级 的 侵 蚀 强 度 分 布 规 律 . 依
据 新 土 壤 侵 蚀 分 类 分 级 标 准 (SL1902007), 将 研 究
区 2005 年 土 壤 实 际 侵 蚀 模 数 划 分 为 6 级 ( 表 3).
当 坡 度

第 6 期 卞 鸿 雁 等 : 黄 土 高 原 南 部 不 同 土 地 利 用 方 式 的 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 核 算 85
表 3
基 于 坡 度 分 级 的 土 壤 侵 蚀 量 空 间 分 异 规 律
犜 犪 犫 .3 犜 犺 犲 犱 犻 狊 狋 狉 犻 犫 狌 狋 犻 狅 狀 狅 犳 狊 狅 犻 犾 犮 狅 狀 狊 犲 狉 狏 犪 狋 犻 狅 狀 犻 狀 犱 犻 犳 犲 狉 犲 狀 狋 狊 犾 狅 狆 犲 犵 狉 犪 犱 犲 狊 km 2
坡 度 微 度 轻 度 中 度 强 烈 极 强 烈 剧 烈
5° 68304.64 3867.83 951.72 206.64 54.39 8.27
5~15° 57841.09 26070.55 10866.61 2913.67 955.80 129.49
15~25° 11033.85 13937.40 9354.01 3560.03 1724.81 287.25
25~35° 1647.47 2708.42 2582.95 1260.48 957.52 237.58
>35° 287.17 630.77 606.58 356.63 275.33 139.23
总 计 139114.22 47214.97 24361.87 8297.45 3967.86 801.81
微 度 .150t/(hm 2·a).
表 4 1980 年 、2005 年 黄 土 高 原 南 部 地 区 各 地 类 的 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失
犜 犪 犫 .4 犜 犺 犲 犲 犮 狅 狀 狅 犿 犻 犮 犾 狅 狊 狏 犪 犾 狌 犲 狅 犳 狊 狅 犻 犾 犲 狉 狅 狊 犻 狅 狀 犻 狀 狊 狅 狌 狋 犺 犲 狉 狀 犔 狅 犲 狊 犘 犾 犪 狋 犲 犪 狌 犻 狀 1980 犪 狀 犱 2005
元 /(hm 2·a)
土 地 利 用
氮 、 磷 、 钾
有 机 质
土 地 废 弃
泥 沙 滞 留
泥 沙 淤 积
水 分
类 型
1980 年 2005 年
1980 年 2005 年 1980 年 2005 年 1980 年 2005 年 1980 年 2005 年 1980 年 2005 年
耕 地 288.59 270.43 3.54 0.73 0.13 0.12 9.52 9.66 2.13 2.16 4.38 5.57
林 地 506.63 863.23 8.85 3.45 0.17 0.57 17.48 32.00 3.91 7.16 7.80 18.25
草 地 1081.77 1195.10 15.11 7.17 0.89 1.19 37.52 43.78 8.40 9.80 17.20 25.35
建 设 用 地 103.69 381.84 1.16 9.10 0.06 1.36 3.32 24.39 0.74 5.45 1.48 13.91
未 利 用 地 503.99 440.01 13.47 2.28 0.37 0.20 18.24 17.22 4.08 3.85 8.65 10.22
有 所 上 升 , 从 137.66 亿 元 上 升 到 162.17 亿 元 . 从 经
济 效 益 组 成 的 来 源 分 析 , 土 壤 养 分 损 失 > 泥 沙 滞 留
及 淤 积 损 失 > 土 壤 水 分 损 失 > 土 地 废 弃 损 失 . 其 中 ,
氮 磷 钾 的 经 济 损 失 最 大 , 占 土 壤 保 持 价 值 90% 以
上 ,1980 年 、2005 年 各 地 类 氮 磷 钾 的 平 均 经 济 损 失
分 别 为 542.84、672.92 元 /(hm 2·a), 经 济 损 失 总
量 分 别 为 127.48 亿 元 、152.42 亿 元 ; 从 土 地 利 用 /
覆 被 分 析 ,1980 年 、2005 年 草 地 生 态 系 统 的 土 壤 经
济 损 失 分 别 占 56.46%、52.54%, 林 地 生 态 系 统 为
20.73%、28.66%, 耕 地 占 22.41%、17.53%, 耕 地 、
林 地 、 草 地 是 土 壤 经 济 损 失 的 主 要 源 头 , 这 与 地 类 面
积 、 地 表 植 被 及 地 形 因 素 密 切 相 关 .
5 结 论
(1) 黄 土 高 原 南 部 地 区 耕 地 、 草 地 、 林 地 是 主 要
地 类 ,1980—2005 年 大 量 耕 地 被 建 设 用 地 侵 吞 , 耕 地
减 少 1443.22km 2 , 建 设 用 地 增 加 1238.29km 2 , 其
中 耕 地 转 为 建 设 用 地 的 面 积 为 1123.80km 2 . 林 地 、
草 地 、 水 域 总 体 呈 现 小 幅 度 增 加 的 趋 势 , 未 利 用 地 减
少 38.38km 2 , 该 4 类 土 地 转 入 率 及 转 出 率 均 微 小 .
(2)1980 年 和 2005 年 研 究 区 的 土 壤 潜 在 侵 蚀
总 量 分 别 为 22.99×10 8 、23.03×10 8 t, 由 于 地 表 植
被 对 土 壤 的 保 护 作 用 , 区 域 实 际 侵 蚀 总 量 分 别 为
2.56×10 8 、2.49×10 8 t. 各 地 类 土 壤 实 际 侵 蚀 模 数
的 排 序 为 : 耕 地 < 建 设 用 地 < 未 利 用 地 < 林 地 <
草 地 .
(3) 从 经 济 损 失 组 成 来 源 分 析 土 壤 侵 蚀 损
失 , 表 现 为 : 土 壤 养 分 损 失 > 泥 沙 滞 留 及 淤 积 损
失 > 土 壤 水 分 损 失 > 土 壤 废 弃 损 失 ; 从 土 地 利 用
类 型 角 度 分 析 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 构 成 , 可 知 : 草
地 、 耕 地 、 林 地 三 者 是 区 域 土 壤 侵 蚀 经 济 损 失 的
主 要 来 源 .
参 考 文 献 :
[1]CarrolC,MertonL,BurgerP.Impactofvegetative
coverandslopeonrunoferosion,andwaterqualityfor
fieldplotsonarangeofsoilandspoilmaterialoncentral
QueenslandCoalMines [J].JournalofSoilResource,
2000,38(3):313327.
[2]KosmasC,DanalatosNC,CammeraatL H,etal.The
efectoflanduseonrunofandsoilerosionratesunder
Mediterraneanconditions [J].Catena,1997,29(1):
4559.
[3] 郝 慧 梅 , 任 志 远 . 区 域 LUCC 的 土 壤 侵 蚀 响 应 研 究 [J].
干 旱 区 研 究 ,2008,25 (4):583591.
[4] 刘 纪 远 , 邵 全 琴 , 延 晓 冬 , 等 . 土 地 利 用 变 化 对 全 球 气 候
影 响 的 研 究 进 展 与 方 法 初 探 [J]. 地 球 科 学 进 展 ,2011,
26 (10):10151021.
[5] 欧 阳 志 云 , 赵 同 谦 , 赵 景 柱 . 海 南 岛 生 态 系 统 生 态 调 节 功
能 及 其 生 态 经 济 价 值 研 究 [J]. 应 用 生 态 学 报 ,2004,15

86 陕 西 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 40 卷
(8):13951400.
[6] 肖 寒 , 欧 阳 志 云 , 王 效 科 .GIS 支 持 下 的 海 南 岛 土 壤 侵 蚀
空 间 分 布 特 征 [J]. 土 壤 侵 蚀 与 土 壤 保 持 学 报 ,1999,5
(4):7580.
[7] 谢 高 地 , 鲁 春 霞 , 肖 玉 , 等 . 青 藏 高 原 高 寒 草 地 生 态 系 统
服 务 价 值 评 估 [J]. 山 地 学 报 ,2003,21 (1):5055.
[8] 许 月 卿 , 黄 靖 , 冯 艳 , 等 . 不 同 土 地 利 用 结 构 下 的 土 壤 侵
蚀 经 济 损 失 [J]. 地 理 科 学 进 展 ,2010,29 (11):
14511456.
[9]MooreID,GesslerPE,NieslenGA,etal.Soilatrib
utepredictionusingterrainanalysis [J].SoilScience
SocietyofAmericanJournal,1993,57:443452.
[10] 唐 丽 霞 , 张 志 强 , 王 新 杰 , 等 . 黄 土 高 原 清 水 河 流 域 土 地
利 用 / 覆 盖 和 降 雨 变 化 对 侵 蚀 产 沙 的 影 响 [J]. 自 然 资
源 学 报 ,2010,25 (8):13401350.
[11] 于 国 强 , 李 占 斌 , 鲁 克 新 , 等 . 黄 土 高 原 小 流 域 次 降 雨 侵
蚀 产 沙 分 段 预 报 模 型 研 究 [J]. 土 壤 学 报 ,2010,47
(4):604610.
[12] 许 炯 心 . 无 定 河 流 域 侵 蚀 产 沙 过 程 对 水 土 保 持 措 施 的
响 应 [J]. 地 理 学 报 ,2004,59(6):972981.
[13] 李 志 , 刘 文 兆 , 张 勋 昌 , 等 . 黄 土 塬 区 坡 面 土 壤 侵 蚀 对 全
球 气 候 变 化 的 响 应 [J]. 水 土 保 持 通 报 ,2010,30(1):
16.
[14] 王 晗 , 侯 甬 坚 .16311911 年 黄 土 丘 陵 沟 壑 区 小 流 域 土
地 利 用 及 其 对 水 土 流 失 的 影 响 [J]. 干 旱 区 资 源 与 环
境 ,2008,22(10):3036.
[15] 陈 凤 娟 , 张 晓 萍 , 付 艳 玲 . 陕 北 安 塞 县 马 家 沟 流 域 近 20a
来 土 地 利 用 变 化 分 析 [J]. 水 土 保 持 通 报 ,2011,31(1):
244248.
[16] 刘 秉 正 . 渭 北 地 区 R 的 估 算 与 分 布 [J]. 西 北 林 学 院 学
报 ,1993,8(2):2129.
[17] 江 忠 善 , 李 秀 英 . 黄 土 高 原 土 壤 流 失 预 报 方 程 中 降 雨 侵
蚀 力 和 地 形 因 子 的 研 究 [J]. 中 国 科 学 院 西 北 水 土 保 持
研 究 所 集 刊 ,1988(7):4045.
[18] 王 万 忠 , 焦 菊 英 . 中 国 的 土 壤 侵 蚀 因 子 定 量 评 价 研 究
[J]. 水 土 保 持 通 报 ,1996,16(5):120.
[19] 刘 宝 元 , 张 科 利 , 焦 菊 英 . 土 壤 可 蚀 性 及 其 在 侵 蚀 预
报 中 的 应 用 [J]. 自 然 资 源 学 报 ,1999,14(4):345350.
[20] 欧 阳 志 云 , 王 效 科 , 苗 鸿 . 中 国 陆 地 生 态 系 统 服 务 功 能
及 其 生 态 经 济 价 值 的 初 步 研 究 [J]. 生 态 学 报 ,1999,19
(5):607613.
[21] 李 苗 苗 . 植 被 覆 盖 度 的 遥 感 估 算 方 法 研 究 [D]. 北 京 : 中
国 科 学 院 遥 感 应 用 研 究 所 ,2003.
[22] 王 秋 贤 , 孙 根 年 , 任 志 远 . 渭 北 高 原 植 被 保 土 保 肥 生 态
效 益 的 计 量 研 究 [J]. 资 源 科 学 ,2002,24(3):5963.
[23] 李 亦 秋 , 冯 仲 科 , 韩 烈 保 , 等 . 丹 江 口 库 区 及 上 游 生 态 系
统 土 壤 保 持 效 益 价 值 评 估 [J]. 中 国 人 口 · 资 源 与 环
境 ,2010,20(5):6469.
〔 责 任 编 辑 程 琴 娟 〕
( 上 接 第 46 页 )
散 斑 噪 声 抑 制 算 法 研 究 [J]. 激 光 与 红 外 ,2011,41(9):
10451048.
[10]Do M N,VeterliM.Contourlets:Adirectionalmulti
resolutionimagerepresentation[C]∥New York:Proc
ofIEEEInternationalConferenceonImageProcessing,
2002:357360.
[11]DoM N.Directionalmultiresolutionimagerepresenta
tion [D ]. Lausanne: Federal Institute of
Technology,2001.
[12] 王 英 , 曾 光 宇 . 图 像 去 噪 方 法 研 究 [J]. 电 脑 与 信 息 技
术 ,2011,19(4):812.
[13]ZhangJY,LuZJ,ShiL,etal.Filteringimagescon
taminatedwithpepandsalttypenoisewithpulsecou
pledneuralnetworks[J].ScienceinChina:F,2005,48
(3):322334.
[14]BartuschatD,BorsdorfA,K¨ostlerH,etal.Aparalel
KSVDimplementationforCTimagedenoising[R].
FriedrichAlexanderUniversity of ErlangenNurem
berg:DepartmentofComputerScience10th (System
Simulation),2009.
[15]EmmanuelJCandès,MichaelB Wakin.Anintroduc
tiontocompressivesampling[J].IEEESignalProcess
ing Magazine,2008,25(2):2130.
[16]YangJ,Abdesselam B,SonLP.Anewapproachto
sparseimagerepresentation using MMV and KSVD
[C]∥Springer:AdvancedConceptsforInteligentVi
sionSystems,2009:200209.
[17]MichaelE,MichalA.Imagedenoisingviasparseand
redundantrepresentationsoverlearneddictionaries[J].
IEEE Transactions on Image Processing,2006,15
(12):37363745.
[18]JensenJA.Field:aprogramforsimulatingultrasound
system[C]∥The10thNordicBalticConferenceonBio
medicalImaging.Medical& BiologicalEngineering &
Computing,1996:351353.
[19]JensenJ A,Svendsen N B.Calculationofpressure
fieldsfromarbitrarilyshapedapodizedandexcitedul
trasoundtransducers[J].IEEETransactionsonUltra
sonicsFerroelectricsand Frequencycontrol,1992,39
(1):262267.
〔 责 任 编 辑 李 博 〕