謝 剛, 謝元貴, 廖小鋒, 肖玖軍, 盧 蘭

(貴州省山地資源研究所, 貴陽(yáng) 550001)

水土流失及其造成的生態(tài)環(huán)境效益[1](包括土壤資源減少、旱澇和地質(zhì)災(zāi)害加劇、生態(tài)系統(tǒng)失衡、石漠化等)已對(duì)自然環(huán)境的健康、穩(wěn)定構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，同時(shí)人類活動(dòng)對(duì)地表水—土—植被的負(fù)向性干預(yù)，使得水土流失態(tài)勢(shì)日益嚴(yán)峻，對(duì)人類生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生明顯的脅迫作用，成為當(dāng)今世界各國(guó)共同面臨的一個(gè)普遍性環(huán)境問(wèn)題[2-3]。

巖溶地區(qū)地表、地下二元水土流失特征直接加劇了生態(tài)環(huán)境的脆弱性，進(jìn)一步影響區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空異質(zhì)性，開(kāi)展區(qū)域水土流失及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，不僅可以加深對(duì)水土流失對(duì)景觀格局的認(rèn)知和理解，也對(duì)水土流失綜合治理的生態(tài)效益評(píng)價(jià)具有重要意義[4]。近年來(lái)，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)尺度已從小尺度(小流域等)向中大尺度(高原等)轉(zhuǎn)變[5-6]，風(fēng)險(xiǎn)源分析也從綜合景觀風(fēng)險(xiǎn)逐步向單一風(fēng)險(xiǎn)過(guò)渡[7-8]，尤其是水土流失與區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源的相關(guān)性逐漸成為學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)。Boardman等[9]認(rèn)為水土流失直接影響水土生態(tài)服務(wù)功能，加劇區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；Meng 等[10]將水土流失納入到生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念模型中，發(fā)現(xiàn)水土流失等生態(tài)治理有助于降低區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；張志國(guó)[11]提出了水土保持生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法與步驟；梁玉華等[12]將土壤侵蝕模型、水土流失面積比納入生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，揭示水土流失對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響；但以往研究單從土地利用類型的角度評(píng)價(jià)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，水土流失的空間特征只作為一種影響因素進(jìn)行分析，并未融入到生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)量化過(guò)程，而水土流失特征作為地表降水、覆被、坡度和土壤質(zhì)地的綜合反映[13]，是探究區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源的重要途徑之一，如何構(gòu)建基于水土流失特征的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，成為巖溶地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

巖溶地區(qū)水土流失不僅加劇了生態(tài)環(huán)境的脆弱性，也導(dǎo)致石漠化和農(nóng)村生態(tài)貧困現(xiàn)象的發(fā)生?；诖?，本文融合RUSLE模型和ERI評(píng)價(jià)方法原理，構(gòu)建SERI(水土流失敏感性—生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù))評(píng)價(jià)模型，嘗試分析水土流失敏感性背景下景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間分布規(guī)律及其主要影響因子，以期為區(qū)域水土保持建設(shè)與生態(tài)扶貧，制定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的綜合管控對(duì)策提供理論支撐。

1　數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1　研究區(qū)概況

黔南州地處云貴高原東南部向廣西丘陵過(guò)渡的斜坡地帶，其經(jīng)緯度位于106°12′—108°18′E，25°04′—27°29′E，地勢(shì)西北高，東南低，平均海拔997 m，國(guó)土總面積為26 197 km2。全州河流侵蝕切割強(qiáng)烈，山地峽谷地貌廣布，地下巖溶發(fā)育，暗河、溶洞發(fā)育，地面峰叢、峰林、槽谷、洼地分布普遍，巖溶面積占全州總面積的81.5%，石漠化面積占27.71%。研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，平均氣溫為13.6～19.6 ℃，年平均降雨量為1 200 mm，年總降水量達(dá)367.4億m3，水資源蘊(yùn)藏量約2.1億m3。境內(nèi)河網(wǎng)涉及長(zhǎng)江和珠江水系，河網(wǎng)密度達(dá)0.2 km/km2，地表水資源豐富，多年平均值達(dá)162.54億m3。州內(nèi)土壤資源可劃分為5個(gè)土綱，10個(gè)土類，25個(gè)亞類，85個(gè)土屬，603個(gè)土種，土壤類型以赤紅壤土類(磚紅壤性紅壤)、紅壤土類(紅泥土)、黃壤土類(黃泥土)、石灰土類為主。植被為亞熱帶常綠闊葉林，森林覆蓋率達(dá)54.36%以上。

1.2　數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究采用的黔南州各市縣行政邊界數(shù)據(jù)由黔南州國(guó)土資源局提供。DEM(Digital Elevation Model數(shù)字高程模型)來(lái)源于國(guó)家地理空間數(shù)據(jù)云，其格網(wǎng)大小為30 m×30 m，主要用于提取全州地表起伏度、坡度，其提取方法為ArcMap軟件平臺(tái)中的Spatial Analyst功能。全州土壤類型圖來(lái)源于《貴州省農(nóng)業(yè)綜合區(qū)劃》中的1∶10萬(wàn)貴州省土壤類型圖，在對(duì)其矢量化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)與其他因子的空間疊加。石漠化數(shù)據(jù)、土地利用景觀數(shù)據(jù)均來(lái)源于遙感影像解譯，其涉及的遙感影像分別為2010年6月、2014年9月Landsat-ETM影像(30 m分辨率)。氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)為由貴州省氣象局提供的近54 a黔南州12個(gè)氣象站點(diǎn)的多年月降雨量插值數(shù)據(jù)。另外，研究區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《2015年黔南州統(tǒng)計(jì)年鑒》整理。

1.3　研究方法

1.3.1水土流失敏感性模型及其指標(biāo)值依據(jù)RUSLE模型[14]作為區(qū)域土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和水土保持規(guī)劃的有效運(yùn)用，在RUSLE模型的原理上，構(gòu)建水土流失敏感性指數(shù)SS，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

(1)

式中：A為土壤侵蝕量；R為降水侵蝕力指標(biāo)；K為土壤可侵蝕系數(shù)；LS為坡度坡長(zhǎng)因子；C為地表覆蓋度；P為水土流失措施因子。根據(jù)2002年國(guó)務(wù)院、國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布的《生態(tài)功能區(qū)劃技術(shù)暫行規(guī)程》和《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007)，對(duì)黔南州水土流失敏感性進(jìn)行分級(jí)與評(píng)價(jià)，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1?？紤]到數(shù)據(jù)的可獲取性，本文涉及的RUSLE模型指標(biāo)數(shù)據(jù)中，以土壤質(zhì)地因子來(lái)表征土壤可蝕性，以地形起伏度表示坡度坡長(zhǎng)因子，以植被覆蓋度表示地表覆蓋因子，以土地利用類型表征水土保持因子。

(1) 降水侵蝕力指標(biāo)(R)。由于研究區(qū)缺乏短歷時(shí)的降雨資料，故借鑒改進(jìn)的R值經(jīng)驗(yàn)公式[15]，利用黔西南州各縣市氣象站點(diǎn)的月降雨數(shù)據(jù)計(jì)算出年度降雨侵蝕力，運(yùn)用Kriging 插值法得到整個(gè)黔南州R值分布圖。

(2)

式中:R為年降雨侵蝕力指標(biāo)值；Pi(i=1,2,3，…,12)為各個(gè)站點(diǎn)的月降雨量(mm)。

(2) 土壤可蝕性因子(K)。由于大尺度范圍內(nèi)直接測(cè)定K值不具備可行性，而相關(guān)研究表明不同土壤類型具有相對(duì)穩(wěn)定的土壤可蝕性，因此，本文采用中國(guó)主要土壤的可蝕性K值多年監(jiān)測(cè)值[16]，結(jié)合貴州省土壤類型圖(1∶10萬(wàn))，土壤空間分布特征等資料[17]，參照表1 的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行土壤可蝕性重分類。

(3) 地表起伏度因子(RSDL)。坡度坡長(zhǎng)因子僅只有數(shù)學(xué)意義而不具備土壤侵蝕和地貌學(xué)意義[18]。相對(duì)而言，地形起伏度(地表實(shí)際面積與投影面積之比)由于能夠體現(xiàn)地勢(shì)地貌的差異，故較適合于大尺度流域水土流失評(píng)價(jià)。黔南州巖溶地貌發(fā)育，山高坡陡，地形起伏高差大，水土流失敏感性強(qiáng)。因此，本研究選用地形起伏度來(lái)表征坡度坡長(zhǎng)因子(地形地貌)對(duì)水土流失過(guò)程的影響。以30 m 分辨率的DEM 數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在ArcMap 軟件的Spatial Analyst 模塊下選用30 m×30 m 為窗口提取地形起伏度，其計(jì)算公式[19]為：

(3)

式中：RSDL為地表起伏度；Am代表單元窗口地表實(shí)際面積；Ai代表單元窗口的投影面積。

(4) 石漠化等級(jí)(SD)。地表的基巖的裸露率和植被的覆蓋率是表征和評(píng)價(jià)喀斯特石漠化等級(jí)程度的關(guān)鍵性指標(biāo)，也是表征地表覆蓋度的重要因子，本研究參考植被覆蓋度與石漠化等級(jí)的關(guān)系[20-21]代替C值的估算，從而將不同石漠化等級(jí)分成不同的地表覆蓋度。

(5) 水土保持措施因子(P)。由于土地利用與覆被變化能夠反映水土保持措施的差異，且已有研究常采用土地利用類型賦值法來(lái)確定P值，故本文參考相關(guān)研究成果[21-22]和各土地利用類型區(qū)水土保持政策，對(duì)各類土地利用類型水土保持因子進(jìn)行賦值(表1)。另外，通過(guò)上述因子特征，統(tǒng)一采用自然斷點(diǎn)法的指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為判讀依據(jù)，將黔南州水土流失敏感性等級(jí)劃分為不敏感、輕度敏感、中度敏感、重度敏感和極度敏感5 個(gè)級(jí)別。

表1　黔南州水土流失敏感性影響因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2景觀損失度指數(shù)土地利用變化過(guò)程對(duì)生態(tài)環(huán)境的干擾和影響直接改變著景觀格局的空間特征，采用景觀生態(tài)損失指數(shù)可以反映土地利用變化對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的潛在生態(tài)損失和風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)評(píng)價(jià)單元的景觀指數(shù)將景觀格局變化特征轉(zhuǎn)化成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)值組成部分，即景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)損失度指數(shù)(ELi)。常用于反映不同景觀類型所代表的生態(tài)系統(tǒng)受到干擾的程度，其值可通過(guò)景觀破碎度(Ci)、分離度(Si)和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(Di)加權(quán)計(jì)算得到，其計(jì)算公式如下[23]：

(4)

式(7)中，ELi、Ci、Si、Di所代表的含義與上述相同，其中Ci、Si、Di的具體計(jì)算步驟參照景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算方法；a，b，c分別代表景觀破碎度、分離度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)的權(quán)重，其對(duì)應(yīng)取值分別為0.6，0.3，0.1[24-25]。

1.3.3基于水土流失的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)(SERI)區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要受生態(tài)環(huán)境要素狀況和空間特征的影響，巖溶地區(qū)脆弱的水土環(huán)境和破碎的景觀格局共同導(dǎo)致生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的提升，其對(duì)應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)源為脆弱的巖溶環(huán)境和人類活動(dòng)的空間干擾，如降水時(shí)空差異、城市化景觀擴(kuò)展和落后農(nóng)耕活動(dòng)等。一般而言，生態(tài)環(huán)境所受的干擾度越大，則水土流失的敏感性越強(qiáng)，其景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也就越大，反之，則越小?？偨Y(jié)以往生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算方法，本文提出基于水土流失敏感性指數(shù)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，反映水土流失、景觀格局與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間相關(guān)性[26-27]。也就是說(shuō)通過(guò)景觀損失度指數(shù)和水土流失敏感度指數(shù)，將水土流失敏感性指數(shù)納入到生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算式中，得出SERI指數(shù)的具體計(jì)算公式：

(5)

式中：SERI為基于水土流失敏感性的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；ELi為第i類景觀生態(tài)損失指數(shù);SSi為第i類景觀水土流失敏感性指數(shù)；Ai、A分別為第類景觀類型面積和研究區(qū)總面積；m為采樣區(qū)網(wǎng)格單元內(nèi)景觀類型數(shù)目；i為耕地、林地、水體和建設(shè)用地等7種景觀類型。由于巖溶地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的不確定性和等級(jí)劃分普適性標(biāo)準(zhǔn)缺失的原因，故本文對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果采用自然斷點(diǎn)法分類，即劃分成低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)5類。

2　結(jié)果與分析

2.1　水土流失敏感性評(píng)價(jià)

巖溶地貌發(fā)育和人為干擾導(dǎo)致地表覆被的水土涵養(yǎng)能力較弱，水土流失敏感性較高，特別是石漠化強(qiáng)度大，地形起伏度大的地區(qū)。根據(jù)研究區(qū)水土流失敏感性的評(píng)價(jià)結(jié)果(表2)可知，黔南州水土流失敏感性等級(jí)以不敏感和輕度敏感為主，兩者面積占全州總面積的76.14%。全州水土流失不敏感區(qū)為22 936.56 km2，占州國(guó)土面積的48.88%，其集中分布在福泉市、貴定縣、龍里縣和甕安縣，占不敏感區(qū)總面積的73.24%；輕度敏感區(qū)總面積達(dá)12 789.73 km2，僅次于不敏感區(qū)面積，主要分布于甕安縣、荔波縣，兩者面積分別為2 275.84 km2，1 804.78 km2；中度、重度、極度敏感區(qū)三者面積總和為11 194.33 km2，不及不敏感區(qū)面積的1/2，其中，中度敏感區(qū)分布較為均勻，各縣平均分布面積為8.33 km2，重度敏感區(qū)集聚性明顯，如惠水縣和長(zhǎng)順縣重度敏感區(qū)面積分別為619.90 km2和639.33 km2，而甕安縣、福泉市分布面積僅有0.07 km2，0.43 km2，極度敏感區(qū)則主要分布于都勻市和長(zhǎng)順縣，兩者面積比重分別為23.40%和19.99%，其余縣的平均分布面積比重卻僅有5.66%。

表2　黔南州水土流失敏感性等級(jí)縣域分布特征

根據(jù)黔南州水土流失敏感性空間分布規(guī)律(圖1)可以看出，黔南州水土流失敏感性等級(jí)面積差異顯著，空間異質(zhì)性強(qiáng)，極度、重度敏感區(qū)呈點(diǎn)狀分布于都勻市和長(zhǎng)順縣峰叢洼地區(qū)，沿地表大型褶皺帶密集分布，而不敏感區(qū)則呈面狀集中連片分布于峰林壩子地和低緩山地丘陵區(qū)。另外，水土流失敏感性分布特征與降雨侵蝕力、石漠化等級(jí)、地表起伏度的空間相關(guān)性較高，與土壤類型、土地利用的相關(guān)性較低(表3)，其因?yàn)榍现莩渥愕慕邓繛樗亮魇峁┝耸滓獎(jiǎng)恿l件，而巖溶地區(qū)土壤環(huán)境的抗侵蝕能力和地表覆被狀況又直接導(dǎo)致水流流失敏感性的高低，一般而言，高降水侵蝕力、高地表起伏度和強(qiáng)度石漠化地區(qū)水土流失敏感性高，反之則低，如都勻市水土流失的敏感性主要取決于高降水侵蝕力和顯著的地表起伏度，長(zhǎng)順縣水土流失敏感性則取決于高降水侵蝕力和石漠化等級(jí)，這也表明利用地表起伏度替換坡度坡長(zhǎng)因子，利用石漠化等級(jí)替換植被覆蓋率具有一定的合理性。

表3　水土流失敏感性因子圖層的空間相關(guān)性系數(shù)

2.2　基于水土流失敏感性的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

在分析黔南州水土流失敏感性的基礎(chǔ)上，利用基于水土流失的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型得出黔南州生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果(圖2)。從圖2中可以看出，黔南州基于水土流失的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，連續(xù)分布于各個(gè)市縣，低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)總面積達(dá)17 242.77 km2，占全州國(guó)土面積的66.65%，而較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)雖廣泛分布于全州各地區(qū)，但總面積僅占低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的33.48%。中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)和較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)則以點(diǎn)狀集中分布于都勻市、長(zhǎng)順縣、羅甸縣等部分地區(qū)，三者總面積2 853.43 km2，總比重11.03%，其中，高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積比重僅有0.47%，為各類風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布范圍最小的分區(qū)(表4)。

圖1　黔南州水土流失敏感性等級(jí)空間分布特征

2.2.1生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與水土流失敏感性由表5可知，黔南州水土流失敏感性與景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間關(guān)聯(lián)性差異顯著，但整體而言，水土流失敏感性與景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)，景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越低，則水土流失敏感性也越低，反之則越高，這也表明從水土流失敏感性的角度表征生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的高低，具有較高的合理性和客觀性。黔南州中度以下水土流失敏感區(qū)空間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，其空間疊加面積達(dá)16 242.22 km2，而與重度、極度敏感區(qū)的空間分布重合面積僅有618.52 km2，其因?yàn)榫坝^生態(tài)低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)多分布于山地丘陵的林草地地區(qū)，地表覆被良好，土層抗風(fēng)化、水蝕能力強(qiáng)，水土流失的敏感性也較低，體現(xiàn)出林草等植被對(duì)水土保持的重要性；相比于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)空間特征，較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)則主要分布于水土流失不敏感區(qū)、輕度敏感區(qū)和重度敏感區(qū)，其因?yàn)樗亮魇е囟让舾袇^(qū)分布于降水相對(duì)集中，但地表起伏度大的峰叢洼地區(qū)，生態(tài)環(huán)境相對(duì)較好的林草覆蓋區(qū)中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)與中度敏感區(qū)的空間關(guān)聯(lián)面積最大，其重合面積達(dá)到1 250.43 km2，占重合總面積的56.43%。另外，較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)均與重度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的空間關(guān)聯(lián)度最高，其空間關(guān)聯(lián)比重分別為34.07%和43.25%。

表4　黔南州各生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)面積與比重

圖2　黔南州基于水土流失的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分結(jié)果

水土流失與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間重合低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)/km2較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)/km2中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)/km2較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)/km2高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)/km2不敏感區(qū)/km26346.952034.83279.148.220.27輕度敏感區(qū)/km26095.201807.80364.78171.735.39中度敏感區(qū)/km23800.07608.051250.43148.3653.20重度敏感區(qū)/km2513.321203.66304.78225.5255.18極度敏感區(qū)/km2105.19334.1616.85108.0913.54

2.2.2生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與景觀類型從表6可以看出，區(qū)域景觀格局與景觀類型(土地利用)對(duì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響較為顯著，較高等級(jí)以下的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)均主要涉及林地和耕地覆被區(qū)，但同一景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)中，各類景觀類型所占的比重懸殊，如較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的耕地面積達(dá)3 184.45 km2，是其余景觀類型面積的3.99倍；高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)包含的建設(shè)用地面積為47.15 km2，而草地面積僅有0.93 km2，僅有該風(fēng)險(xiǎn)區(qū)建設(shè)用地面積的0.02倍。從各類景觀風(fēng)險(xiǎn)區(qū)所包含的景觀類型面積和比重可以發(fā)現(xiàn)，耕地是低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的主要風(fēng)險(xiǎn)源，所涉及的面積比重分別為72.07%，79.98%，67.87%和53.26%，而高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)源主要是建設(shè)用地，其主要原因?yàn)閹r溶地區(qū)石漠化現(xiàn)象廣布，地形起伏度大，農(nóng)業(yè)發(fā)展相對(duì)比較落后，導(dǎo)致區(qū)域景觀結(jié)構(gòu)破碎、生態(tài)環(huán)境脆弱，出現(xiàn)不同程度的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。相比之下，建設(shè)用地區(qū)則因缺乏生態(tài)系統(tǒng)的完整要素，受人類建設(shè)活動(dòng)影響劇烈，使得生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)高。值得一提的是巖溶地區(qū)未利用地以沙土、巖石裸露區(qū)為主，其隸屬于中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的面積比重分別為10.41%和8.08%，表明無(wú)植被覆蓋區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平也較高。綜上所述，隨著耕地、林地面積面積逐漸減少，建設(shè)用地、未利用地面積逐漸增加，則生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)也逐漸提升。

表6　黔南州景觀類型與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的空間相關(guān)性

3　討 論

景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)受水土環(huán)境自身狀況和空間分布特征決定，不同的水土環(huán)境決定了地表覆被狀況，生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性和生物多樣性。本文在對(duì)巖溶地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性分析的基礎(chǔ)上，建立了黔南州水土流失敏感性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，然后應(yīng)用RS/GIS的空間分析功能對(duì)其進(jìn)行疊加分析，獲到了基于水土流失敏感性的黔南州景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分布極其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，分析表明基于水土流失敏感性的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)方法，融合了生態(tài)景觀格局和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等信息，進(jìn)一步豐富了區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，但相比于常規(guī)的RUSLE模型使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，本文對(duì)坡度坡長(zhǎng)因子、土壤可蝕性因子和地表覆被因子分別替換成地表起伏度、土壤類型和石漠化等級(jí)，指標(biāo)替換的適用性、準(zhǔn)確性如何仍有待于進(jìn)一步驗(yàn)證，從而建立適用于西南巖溶山區(qū)的水土流失敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。因此，在定量分析水土流失與景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)針對(duì)巖溶地區(qū)開(kāi)展的RUSLE模型的進(jìn)行修正，探討不同水土流失敏感程度的景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管控對(duì)策。

4　結(jié) 論

(1) 黔南州水土流失敏感性以輕度敏感和不敏感等級(jí)為主，且中度以下敏感區(qū)則普遍分布于各個(gè)市縣低緩峰叢洼地邊緣和坡耕地地區(qū)，其空間分布總面積達(dá)22 974.42 km2，占全州國(guó)土面積的的88.86%，而極度、重度敏感區(qū)僅呈點(diǎn)狀集中分布于高地表起伏度的石漠化地區(qū)。另外，西南巖溶石山地區(qū)水土流失的敏感性因素分析結(jié)果表明，降水侵蝕力、地表起伏度和石漠化等級(jí)是水土流失敏感性主要控制因素，其地域差異性是形成水土流失敏感性空間特征關(guān)鍵。

(2) 從水土流失敏感性、景觀類型和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)三者的關(guān)系可知，景觀類型區(qū)的地表起伏度、植被覆蓋和水土資源狀況共同決定了水土流失的敏感性及其空間分布，水土流失的敏感性則直接決定生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的高低。因此，高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)以中度、重度水土流失敏感性為主，所包括的建設(shè)用地、未利用地面積比重也較大，而低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要由水土流失輕度、不敏感區(qū)構(gòu)成，兩者面積比重達(dá)73.79%，且其覆蓋的耕地、林地的面積比重也超多80%。

(3) 將水土流失敏感性納入到景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中，以生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和景觀空間格局進(jìn)行耦合結(jié)果為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，與以往的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)模型相比，兼具反映了地表石漠化、植被覆蓋狀況及其對(duì)水土流失的影響，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加真實(shí)、合理。

參考文獻(xiàn):

[1]葛方龍,李偉峰,陳求穩(wěn).景觀格局演變及其生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2008,17(6):2511-2519.

[2]Nyakatawa E Z, Jakkula V, Reddy K C, et al. Soil erosion estimation in conservation tillage systems with poultry litter application using RUSLE 2.0 model[J]. Soil & Tillage Research, 2007,94(2):410-419.

[3]高光耀,傅伯杰,呂一河,等.干旱半干旱區(qū)坡面覆被格局的水土流失效應(yīng)研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(1):12-22.

[4]熊康寧,李晉,龍明忠.典型喀斯特石漠化治理區(qū)水土流失特征與關(guān)鍵問(wèn)題[J].地理學(xué)報(bào),2012,67(7):878-888.

[5]張芳挺,熊康寧,陳滸,等.喀斯特高原山地水土流失影響因素及生態(tài)效益評(píng)價(jià):以貴州畢節(jié)石橋小流域?yàn)槔齕J].水土保持研究,2009,16(5):88-92.

[6]許開(kāi)鵬,王晶晶,遲妍妍,等.基于綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的云貴高原土地利用優(yōu)化與持續(xù)利用對(duì)策[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(3):821-827.

[7]胡金龍,周志翔,滕明君,等.基于土地利用變化的典型喀斯特流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:以漓江流域?yàn)槔齕J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2017，28(6):2003-2012.

[8]王祺,蒙吉軍,孫寧.基于RRM模型和不確定性分析的喀斯特地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理:貴陽(yáng)市案例研究[J].山地學(xué)報(bào),2016,34(4):476-484.

[9]Boardman J, Shepheard M L, Walker E, et al. Soil erosion and risk-assessment for on-and off-farm impacts: A test case using the Midhurst area, West Sussex, UK. [J]. Journal of Environmental Management, 2009,90(8):2578-2588.

[10]Meng J, Zhou T, Y. Liu. Research on regional ecological risk assessment: a case study of Ordos in Inner Mongolia[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2011,47(5):935-943.

[11]張志國(guó),李銳,王國(guó)梁.基于GIS的區(qū)域水土流失生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2007,5(5):98-101.

[12]梁玉華,張軍以,樊云龍.喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化診斷特征及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究:以畢節(jié)石漠化為例[J].水土保持研究,2013,20(1):240-245.

[13]凡非得,王克林,熊鷹,等.西南喀斯特區(qū)域水土流失敏感性評(píng)價(jià)及其空間分異特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2011,31(21):6353-6362.

[14]Prasannakumar V, Shiny R, Geetha N, et al. Spatial prediction of soil erosion risk by remote sensing, GIS and RUSLE approach: a case study of Siruvani river watershed in Attapady valley, Kerala, India[J]. Environmental Earth Sciences, 2011,64(4):965-972.

[15]許月卿,周巧富,李雙成.貴州省降雨侵蝕力時(shí)空分布規(guī)律分析[J].水土保持通報(bào),2005,25(4):11-14.

[16]張科利,彭文英,楊紅麗.中國(guó)土壤可蝕性值及其估算[J].土壤學(xué)報(bào),2007,44(1):7-13.

[17]秦松,范成五,孫銳鋒.貴州土壤資源的特點(diǎn)、問(wèn)題及利用對(duì)策[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(5):94-98.

[18]趙彩霞.甘肅白龍江流域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[D].蘭州:蘭州大學(xué),2013.

[19]ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析試驗(yàn)教程.第2版[M].北京:科學(xué)出版社,2012.

[20]凡非得,王克林,宣勇,等.西南喀斯特區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)價(jià)及其空間分布[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2011,20(11):1394-1399.

[21]張琦,蔡雄飛,汪發(fā)勇,等.喀斯特石漠化與水土流失強(qiáng)度耦合關(guān)系分析:以六盤(pán)水市為例[J].亞熱帶水土保持,2016,28(3):7-11.

[22]陳美淇,魏欣,張科利,等.基于CSLE模型的貴州省水土流失規(guī)律分析[J].水土保持學(xué)報(bào),2017，31(3):16-21.

[23]王娟,崔保山,劉杰,等.云南瀾滄江流域土地利用及其變化對(duì)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008,28(2):269-277.

[24]李謝輝,李景宜.基于GIS的區(qū)域景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析：以渭河下游河流沿線區(qū)域?yàn)槔齕J].干旱區(qū)研究,2008,25(6):899-903.

[25]高賓,李小玉,李志剛,等.基于景觀格局的錦州灣沿海經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2011,31(12):3441-3450.

[26]查軒,張萍.基于GIS的重要水源地東圳庫(kù)區(qū)土壤侵蝕與景觀格局分析[J].水土保持學(xué)報(bào),2007,21(3):43-47.

[27]吳健生,喬娜,彭建,等.露天礦區(qū)景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)空間分異[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(12):3816-3824.