全 文 ：第 17 卷
第 5 期

Vol. 17
No . 5
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2009 年
9 月

Sep.

2009
呼伦贝尔森林
草原区水土流失动态变化
陈贵廷1, 2, 吕世海2* , 吴新宏3
( 1.甘肃农业大学草业学院, 兰州
730070; 2.中国环境科学研究院生态所 , 北京
100012;
3.中国农业科学草原研究所, 呼和浩特
010010)
摘要:基于 1995 年、2000 年和 2005 年 3 个时期 T M 影像数据, 运用 ArcG IS 9. 2 软件和通用水土流失方程( RU

SLE)研究呼伦贝尔森林
草原区不同时期土壤侵蚀动态, 以了解呼伦贝尔森林
草原区土壤侵蚀的强度和动态变
化。结果表明, 1995- 2000 年微度侵蚀面积净减少 4484. 11 km2 , 而轻度、中度、强度、极强度和剧烈侵蚀面积分别
增加了 4418. 84 km2、90. 26 km2、3. 81 km2、7. 47 km2、2. 84 km2 ,说明 1995- 2000 年 5 年中呼伦贝尔地区水土流
失强度呈逐年增强趋势; 2000- 2005 年微度侵蚀面积净增 8497. 84 km2 , 轻度和中度侵蚀分别净减少了 8206. 88
km2 和 224. 55 km2 ,土壤侵蚀强度呈逐年减轻趋势,说明 2000 年以来, 呼伦贝尔地区水土流失现状较以前有明显
改观 ;运用马尔科夫模型对 2010 年和 2015 年呼伦贝尔森林
草原区水土流失面积进行了预测, 2010 年和 2015 年
轻度以上侵蚀面积与 2005 年相比有 41. 4%的土壤侵蚀面积得到缓解。
关键词:土壤侵蚀, 动态变化,马尔科夫模型, 呼伦贝尔
中图分类号: S157. 1




文献标识码: A




文章编号: 1007
0435( 2009) 05
0607
08
Study on the Dynamic of Soil Erosion in Hulunbuir Forest
steppe Area
CHEN Gui
t ing1, 2 , LV Shi
hai2* , WU Xin
hong 3
( 1. Pratacu ltural College, Gansu Agricul tu ral Un iversi ty, Lanzhou, Gansu Province 730070, Chin a; 2. Inst itute of Ecology and
Environment , Ch ines e Research Academy of Environmental S cien ces , Beijing 100012, Chin a; 3. Gras sland Research
Inst itute, Chinese Academy of Ag ricultur e Sciences, H ohh ot , Inner M on gol ia Autonomous Region 010010, China)
Abstract: Hulunbuir is an impor tant w ater resource conservat ion area the northeastern thr ee provinces in
China pr otect ing the w ater supply and eco logical stability for 180 million population, and has an irr eplacea

ble ro le in the socio
econom ic sustainable development in Nor th China. But soil erosion has been a ser ious
rest rict to the economic and sustainable development of indust rial and agricultural production. Based on
TM imag ines, this paper studied the dynam ics o f soil erosion at the forest
steppe area of hulunbuir in f rom
1995 to 2005 using GIS technique and empirical Revised U niversal So il Lo ss Equat ion ( RUSLE) model.
The results show that the t iny degr ee soil ero sion reduced 4484. 11 km2 f rom 1995 to 2000. T he light de

g ree er osion, the moderate soil erosion, heavy so il er osion, utmost heavy soil erosion, and cute ero sion
w as incr eased by 4418. 84 km
2
, 90. 26 km
2
, 3. 81 km
2
, 7. 47 km
2
, and 2. 84 km
2
f rom 1995 to 2000, re

spectively, indicat ing a r einfo rcing t rend of the soil ero sion. T he status of so il ero sion has markedly im

proved af ter 2000 in hulunbuir, the area of tiny degree so il er osion increased 8497. 84 km2 , the area o f the
light erosion reduced 8206. 88 km
2
, and the medium ero sion reduced 224. 55 km
2
fr om 2000 to 2005, indi

cating a step down trend o f the so il erosion intensity. At last , the development and the future tendency of
soil er osion in 2010 year and 2015 year w ere simulated using M arkov process and 41. 4% of the area o f a

bove light erosion w ould be alleviated in compar ison w ith 2005.
Key words: So il erosion; Dynamic change; M arkov pr ocess; H ulunbuir
收稿日期: 2009
02
23; 修回日期: 2009
05
20
基金项目: 2008国家环保公益项目( 200809125)
作者简介:陈贵廷( 1981
) ,男,内蒙古赤峰市人,硕士研究生,研究方向为遥感与地理信息系统在生态环境中的应用, E
m ail: cgt123456789
@ 126. com; * 通讯作者 Author for correspondence, E
mail: lv_sh@ craes. org. cn
草
地
学
报 第 17卷


土壤侵蚀作为最重要的环境问题之一, 已倍受
世界广泛关注[ 1, 2] 。中国是世界上土壤侵蚀较为严
重的国家之一 [ 3]。截至 2005年全国轻度以上水力
和风力侵蚀面积 367 万 km2 , 约占国土面积的
38. 2% [ 4]。其中,东北黑土区为全国五大土壤严重
水蚀区之一[ 5, 6]。呼伦贝尔地区位于东北黑土区的
西部,植被主体为大兴安岭原始森林和呼伦贝尔草
原,土壤类型有黑土、黑钙土、栗钙土、熟黑土、灰黑
土、风沙土等 13 类。长期以来,呼伦贝尔作为我国
东北三省重要的水源涵养区,对保障下游 1. 8 亿人
口的水源供应与生态稳定, 促进中国北方地区社会
经济可持续发展具有不可替代的作用。
但是,近半个世纪以来,随着全球气候变化和人
类活动的过度干扰,区域土壤侵蚀已成为呼伦贝尔
地区不可忽视的重要环境问题。据范昊明等[ 7] 报
道, 20世纪 50年代呼伦贝尔黑土厚度平均 60~ 70
cm, 下降到目前的平均 20~ 30 cm,有些区域已露出
成土母质, 丧失了农业生产能力。于是人们对呼伦
贝尔越来越关注, 对呼伦贝尔的研究也逐渐增
多[ 8~ 11] ,但是呼伦贝尔森林
草原区的土壤侵蚀动态
变化研究尚未见报道。
严重的土壤侵蚀,造成黑土资源损失、土地生产
力下降、生态环境恶化,加剧了干旱洪涝灾害。实际
上,土壤侵蚀在很大程度上已经严重制约了呼伦贝
尔地区经济与工农业生产的可持续发展。为了使土
壤侵蚀治理建立在科学规划的基础上, 达到快速高
效综合治理的目标,迫切需要全面掌握区域土壤侵
蚀空间分布及其变化趋势。
本文以呼伦贝尔森林
草原区作为研究区域, 运
用遥感和地理信息系统技术, 通过对 1995年、2000
年、2005年 3个时期, 呼伦贝尔森林
草原区土壤侵
蚀动态变化与空间格局进行深入研究, 其目的是了
解呼伦贝尔森林
草原区土壤侵蚀的强度和动态变
化, 为制定有效的保护措施, 从源头为防治森林
草
原区土壤侵蚀加剧提供科学依据。
1
研究区概况


呼伦贝尔森林
草原区位于大兴安岭山地和岭
东低山丘陵区, 地处东经 119
07
~ 126
04
, 北纬
47
05
~ 53
20
之间,面积 18. 7万 km2 ,占呼伦贝尔
总面积的 53. 1% (图 1)。从行政区划看, 研究区涵
盖了呼伦贝尔市、额尔古纳市、根河市、牙克石市、扎
兰屯市、鄂伦春族自治旗、莫力达瓦达斡尔族自治
旗、阿荣旗以及陈巴尔虎旗、鄂温克族自治旗、新巴
尔虎左旗的一部分。研究区域地貌类型为丘陵漫
岗,属大兴安岭向松嫩平原的过渡地区,是呼伦贝尔
市主要的林区和农区。虽然植被覆盖状况较好, 但
土层较薄,水土流失潜在危险有加重趋势。


该区气候属寒温带和中温带大陆性季风气候,
冬季寒冷漫长,夏季温凉短促, 春季干燥风大,秋季
气温骤降, 霜冻早,年平均气温- 5
~ 2
; 热量不
足,昼夜温差大,有效积温利用率高; 无霜期短(农区
120~ 150 d,林区 80~ 90 d) , 但日照丰富(年总辐射
量在 76758 kw / m 2 以上, 日照时数为 2500- 3100
h) ,利于绿色植物光合作用, 缩短了生长期;降水量
不多,降水期集中于 6- 8月,且雨热同期。
2
数据处理与研究方法
2. 1
数据来源与处理
以美国陆地资源卫星 5 ( Landsat 5 )数据 3期
( 1995年、2000年、2005年) T M 遥感影像为基础数
据,结合研究区 1: 25 万 DEM 数据、土地利用现状
图等图件为辅助。在 ERDAS Imagine 8. 7软件支
持下完成图像拼接、分幅裁减、标准假色彩合成及影
像精纠正、配准和增强处理, 结合收集的研究区气
候、土地、植被等自然地理资料, 根据研究区的实际
情况,参照全国土地利用分类系统,利用计算机监督
分类为主,人工目视纠正为辅,解译得到呼伦贝尔土
地利用数据。将各期解译数据在 ArcGIS 9. 2环境
下以矢量文件储存,在具体分析计算时,将适量数据
转换成栅格数据, 利用 ArcGIS 的空间分析功能,对
栅格数据进行操作。
2. 2
研究方法
2. 2. 1
水土流失模型
土壤侵蚀模数由水土流失
模型( RUSLE) [ 12]得到:
A= R
K
L S
C
P ( 1)


式中 A 为年土壤流失量( t/ hm2a) ; R 为降雨侵
蚀力( M J
mm/ m2
h
a) ; K 为土壤可蚀性因子
( t
hm2
h/ hm 2
M J
mm) ; L S 为地形因子, 无
量纲;其中 L 为坡长因子; S 为坡度因子; C为植被
覆盖与作物经营管理因子, 无量纲; P 为水土保持措
施因子,无量纲。
R 因子:本研究收集到呼伦贝尔市新巴尔虎左
旗、海拉尔、鄂温克旗、额尔古纳市、根河市、图里河、
扎兰屯市、小二沟 8个气象站点 1958- 2005年逐月
逐日降雨量数据, 选择适合本区域的基于月平均降
608
第 5期 陈贵廷等:呼伦贝尔森林
草原区水土流失动态变化
雨量和年平均降雨量的Wischmeier 公式计算 [ 13] :
R =
12
i= 1
1. 735
10 1. 5
log p2ip - 0. 8188 ( 2)


式中, P i 为多年各月平均降雨量 ( mm ) , P 为
多年平均降雨量( mm)。
K 因子:以Williams 等[ 14] 侵蚀/生产力影响模
型 EPIC( The Erosion Pr oduct ivity Impact Calcula

to r)公式,利用土壤有机质和颗粒组成资料进行估
算得到呼伦贝尔市各土壤类型的土壤可蚀性K值[ 15]。
EPIC( The Ero sion Pr oduct ivity Impact Calcu

lator)的计算公式为:
K= { 0. 2+ 0. 3exp[ - 0. 0256Sd( 1- S i/ 100) ] }

[ S i/ ( C1+ S i) ] 0. 3

{ 1- 0. 25C/ [ C+ exp( 3. 72- 2. 95C) ] }

{ 1- 0. 7( 1- Sd/ 100) / { 1- Sd/ 100+ exp
[ - 5. 51+ 2. 29( 1- Sd/ 100] } } ( 3)
式中: Sd 砂粒含量( % ) ; S i 粉粒含量 ( %) ; Cl
粘粒含量( %) ; C有机质含量( %)。
L S因子: 张宪奎等[ 16] 通过 7年大量实验数据
统计分析,根据坡度、坡长与土壤流失量, 推导出适
合东北黑土区的坡度坡长( L S )因子计算公式。呼
伦贝尔市属于东北黑土区, 因此本文采用张宪奎得
出的关系式:
L S =


20
0. 18

8. 75
1. 3
( 4)


式中,
为坡长,
为坡度。
C、P 因子: C因子的计算首先通过 ERDAS 8. 7
计算 1995年、2000年、2005年 3个时段的植被指数
NDVI值,其计算公式为[ 17] :
LD VI=
DN NI R- DNR
DN NI R+ DNR
( 5)
式中, DN NI R为近红外波段( 0. 725~ 1. 1
m) ;
DNR为可见光红波段( 0. 58~ 0. 68
m)。
然后在 ArcGIS 9. 2 中通过 NDVI 值求算出 3
个时段的植被覆盖度 c。
C因子计算公式:
C=
1









c= 0
0. 6508- 0. 34361 g( c ) 0< c< 78. 3%
0 c> 78. 3%
( 6)
式中, C 为植被覆盖与作物管理因子。c为植
被覆盖度。
由于标准和观测方法还未统一,国内对水土保
持措施因子( P )尚未进行全面综合的研究,在土壤
侵蚀预报中还没有普适性的水土保持措施因子赋值
标准。呼伦贝尔市植被类型为森林和草原,水土保
持措施单一,因此将水土保持措施因子值定位 1。
2. 2. 2
土壤侵蚀强度分级
土壤侵蚀强度分类标
准依据 1997年开始实施的国家行业标准
( SL l90

96( B)土壤侵蚀分类分级标准
进行土壤侵蚀强度
的划分(表 1) .
2. 2. 3
马尔科夫模型
马尔科夫预测法,是一种关
于事件发生的概率预测方法。它是根据事件的目前
状况来预测其将来各个时刻(或时期)变动状况的一
种预测方法。利用马氏过程的关键, 在于确定侵蚀
类型之间相互转化的初始转移概率矩阵 p, 其数学
表达式一般为:
p = p 11
p 12
p 13
p 1j
p 1n ( 7)
式中, n 为研究区侵蚀类型的数目 p ij为侵蚀类
型 i 转化为侵蚀类型 j 的概率, p ij满足以下 2个条
件: 0
p ij
1;
n
i= 1
p ij = 1。在地学研究中, 常以转移
频率来近似地替代转移概率 [ 18, 19]。
以 1995年、2000年、2005年 3个时期的土壤侵
蚀数据为基础,采用侵蚀类型年均转化率替代其转
移概率,计算 2010年和 2015年的土壤侵蚀面积。
表 1
土壤侵蚀强度分类标准
Table 1
Classif ication standard o f so il erosion int ensity
土壤侵蚀强度等级
Soil erosion intensity grade
侵蚀类型编码
Erosion type code
侵蚀强度
Erosion inten sity
平均侵蚀模数
Average erosion modulus ( t
km- 2
a- 1)

11 微度侵蚀 T iny degree eros ion < 200

12 轻度侵蚀 Light degree erosion 200~ 2500

13 中度侵蚀 M oderate d egree erosion 2500~ 5000

14 强度侵蚀 H eavy degree erosion 5000~ 8000

15 极强度侵蚀 Utmost heavy erosion 8000~ 15000

16 剧烈侵蚀 Acute erosion > 15000
609
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3
结果与分析
3. 1
土壤侵蚀空间分布
1995年、2000年和 2005年 3个时期,呼伦贝尔
森林
草原区土壤侵蚀多发生在该区域的西部大兴
安岭西麓和东南部。行政区划包括额尔古纳市的西
南部、陈巴尔虎旗、牙克石市的西部、鄂温克旗、新巴
尔虎左旗、扎兰屯市、阿荣旗、莫旗以及鄂伦春旗的
东南部。大兴安岭西麓属于森林
草原交错区, 是
生态环境较脆弱区域 [ 20] , 东南部属于农区, 也是呼
伦贝尔市水土流失较为严重区域。如图 2 所示, 造
成这种空间分布的原因, 主要是从 20 世纪 80 年代
中期开始,随着所谓的
第四次耕地开发浪潮
的兴
起,研究地区的耕地面积急剧增加,至 1997年,耕地
面积增至 20万 hm2 , 达到了近 50 年来的最高值。
随后,长期以过垦为主的不合理的土地利用方式导
致的区域生存环境恶化日趋严峻,促使研究区水土
流失强度加剧。
3. 2
土壤侵蚀量组成结构
由图 3和表 2可知, 研究区 3个时期都是以微
度侵蚀和轻度侵蚀为主, 伴有少量的中度以上侵蚀。
1995年、2000年和 2005年微度侵蚀分别占总面积
的 88. 84%、86. 4%和 90. 99%; 轻度侵蚀分别占总
面积的 11. 02%、13. 4%和 8. 97% ;中度以上侵蚀面
积占总面积的 0. 138%、0. 195%、0. 04%。表明呼
伦贝尔水蚀区总体侵蚀强度较小。1995- 2000 年
微度侵蚀面积净减 4484. 11 km2 ,而轻度侵蚀、中度
侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀、剧烈侵蚀分别增加了
4418. 84 km
2、90. 26 km2、3. 81 km2、7. 47 km2、2.
84 km2。2000- 2005年微度侵蚀面积净增8497. 84
km
2
,轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀、
剧烈侵蚀净减少了 8206. 88 km2、224. 55 km2、36.
17 km
2、24. 27 km 2、4. 61 km 2。2005年剧烈侵蚀消
失。呼伦贝尔水蚀区土壤侵蚀组成结构反映了整体
上水土流失强度较轻, 10年间经历了先增后减的变
化趋势。
3. 3
土壤侵蚀的动态变化
3. 3. 1
1995- 2000 年间土壤侵蚀变化
1995 -
2000年呼伦贝尔森林
草原区土壤侵蚀经历了复杂
的变化 (表 3) , 从总体上看微度侵蚀从 1995年的
164661. 28 km
2 减少到 2000 年的 160139. 75 km 2 ,
减少了 4521. 53 km2 ;轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵
蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀分别增加了 4417. 17
km
2、90. 25 km2、3. 8 km2、7. 47 km2 和 2. 84 km2。
在微度侵蚀类型和轻度侵蚀类型中, 未发生变化的
面积分别为 158876. 57 km 2 和 19074. 51 km2。微
度侵蚀类型中有 5732. 86 km2 转化成了轻度侵蚀,
有 51. 85 km2 转化为中度以上侵蚀类型, 说明微度
侵蚀类型主要向轻度侵蚀和中度侵蚀发展。在轻度
侵蚀类型中,有1254. 23 km2 转化成了微度侵蚀,有
95. 35 km2 转化为中度以上侵蚀类型, 总体上向恶
化趋势发展。在 192. 64 km2 的中度侵蚀类型中,有
142. 54 km2 未发生变化, 7. 05 km2 转化为微度侵
蚀, 29. 73 km2 转化为轻度侵蚀, 13. 32 km2 转化为
强度以上侵蚀类型,呈现向两级分化的趋势。强度
及强度以上侵蚀类型转化中呈现如下特点:侵蚀面
积向侵蚀类型低的方向转化少, 向更高侵蚀类型方
向转化的多。说明土壤侵蚀在 1995- 2000年 5年
中在不断加剧。这与 20世纪 80年代以来农业人口
的大幅度增加有直接关系,在脆弱的半干旱生态环
境中,人口的大量增加往往是造成环境退化的首要
压力,人口压力过大,给生态环境带来的便是破坏,
随之而来的过度放牧、乱砍乱伐、毁林开荒等行为使
植被严重破坏, 从而加剧了水土流失的强度。根据
小波变换系数变化趋势预测,未来 15年, 研究地区
气候变化将进入相对冷期和相对少雨期, 总体上呈
现寒冷千旱的趋势 [ 21]。气候变化将对自然植被的
恢复十分不利,如果不合理的土地利用方式不能得
到有效控制,更容易引起植被退化, 水土流失加剧。
因此气候和人类活动是造成水土流失加剧的直接决
定因素。
3. 3. 2
2000- 2005年间土壤侵蚀变化
在 2000-
2005年虽然仅有短短 5 年, 但呼伦贝尔森林
草原
区土壤的侵蚀状况却有了较大改观(表 4)。其主要
变化规律表现为各侵蚀类型向其等级较低的侵蚀类
型转变的面积加大, 向其等级较高的侵蚀类型转变
的面积减小。最明显的是 2000年 4. 61 km2 的剧烈
侵蚀到 2005年完全消失, 2000年到 2005年微度侵
蚀有 2922. 27 km2 转化为轻度侵蚀, 比 1995 年到
2000年的转化减少了一半,而转化为中度以上侵蚀
类型仅为 8. 87 km2。在轻度侵蚀中, 有 1347 2. 27
km2 未发生变化, 有11361. 66 km2 转化为微度侵蚀
类型,占轻度侵蚀总面积的45. 7% , 仅有 7. 54 km2
转化为中度以上侵蚀类型。中度侵蚀有 9. 71 km2
未发生变化, 228. 49转化为轻度侵蚀, 占中度侵蚀
面积的80. 77% , 44. 39km2转化为微度侵蚀, 占中
610
第 5期 陈贵廷等:呼伦贝尔森林
草原区水土流失动态变化 611
草
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报 第 17卷
表 2
呼伦贝尔森林
草原区土壤水蚀等级、面积及其比重
Table 2
Deg ree, ar ea, and percentage of the soil er osion in H ulunbuir fo rest
steppe
侵蚀强度
E rosion degree
1995
面积 Area
( km2 )
%
2000
面积 Area
( km2)
%
2005
面积 Area
( km2 )
%
侵蚀面积变化
Ar ea chan ge ( km2 )
1995
2000 2000
2005
微度侵蚀 T DE 164667. 39 88. 84 160183. 28 86. 40 168681. 12 90. 99 - 4484. 11 8497. 84
轻度侵蚀 LDE 20424. 42 11. 02 24843. 26 13. 40 16636. 38 8. 97 4418. 84 - 8206. 88
中度侵蚀 MDE 192. 64 0. 10 282. 9 0. 15 58. 35 0. 03 90. 26 - 224. 55
强度侵蚀 HDE 43. 29 0. 02 47. 1 0. 03 10. 93 0. 01 3. 81 - 36. 17
极度侵蚀 UHE 18. 8 0. 01 26. 27 0. 01 2 0. 001 7. 47 - 24. 27
剧烈侵蚀 AE 1. 77 0. 00 4. 61 0. 00 0 0. 00 2. 84 - 4. 61
中度以上侵蚀 AMDE 256. 5 0. 138 360. 88 0. 19 71. 28 0. 04

- -


注: Notes: TDE= 微度侵蚀 T iny degree erosion, LDE= 轻度侵蚀 Light d egree erosion, MDE= 中度侵蚀 M oderate degree erosion, H DE
= 强度侵蚀 H eavy degree er os ion, UH E= 极度侵蚀 U tm ost heavy er os ion, AE= 剧烈侵蚀 Acute erosion, AMDE= 中度以上侵蚀 Above
m oderate degree er os ion; 下同 same as follow s ;
-
表示无数据,
-
mean s n o data
表 3
1995 年到 2000 年土壤侵蚀类型转移矩阵
Table 3
T ransition matrix o f so il erosion types f rom 1995 to 2000, km2
1995年
1995 year
2000年/ 2000year
微度侵蚀
TDE
轻度侵蚀
LDE
中度侵蚀
MDE
强度侵蚀
HDE
极强度侵蚀
U HE
剧烈侵蚀
AE
1995年总计
T otal 1995
微度侵蚀 TDE 158876. 57 5732. 86 47. 42 3. 43 0. 82 0. 18 164661. 28
轻度侵蚀 LDE 1254. 23 19074. 51 90. 71 3. 41 1. 18 0. 05 20424. 09
中度侵蚀 MDE 7. 05 29. 73 142. 54 13. 01 0. 22 0. 09 192. 64
强度侵蚀 HDE 1. 44 3. 85 2. 07 26. 41 9. 43 0. 09 43. 29
极强度侵蚀 UHE 0. 44 0. 3 0. 15 0. 82 14. 5 2. 59 18. 8
剧烈侵蚀 AE 0. 02 0. 01 0 0. 01 0. 12 1. 61 1. 77
2000年总计
2000 T otal
160139. 75 24841. 26 282. 89 47. 09 26. 27 4. 61 185341. 87
度侵蚀总面积的 15. 69% ,仅有 0. 31 km2 转化为强
度侵蚀以上。强度侵蚀总面积 47. 09 km2 , 其中
11. 91 km2 转化为微度侵蚀, 10. 38 km 2 转化为轻
度侵蚀, 23. 81 km2 转化为中度侵蚀, 97. 9%的面积
都转化为较低等侵蚀。极强度侵蚀也几乎全部转成
较低侵蚀等级。表明 2000- 2005年水土流失得到
了有效的缓解, 这与 2000 年以来呼伦贝尔市坚持

保、退、封、育、建
五字方针有关。
保
就是对尚未
遭破坏的自然草原生态、森林生态进行保护;
退
就
是对已经破坏的地方实行退耕还林还草;
封
就是
对一些退化的草场、林地、沙地实行围封;
育
就是
人工种草种树、人工抚育草场林地;
建
就是抓水
力、小流域治理等工程建设。这一措施的实施促使
呼伦贝尔市生态环境得到了空前的改观。
表 4
2000 年到 2005 年土壤侵蚀类型转移矩阵
Table 4
T ransition matrix o f so il erosion types f rom 2000 to 2005, km2
2000年
2000 year
2005年 2005 year
微度侵蚀
TDE
轻度侵蚀
LDE
中度侵蚀
MDE
强度侵蚀
HDE
极强度侵蚀
U HE
2000年总计
T otal 2000
微度侵蚀 TDE 157248. 32 2922. 27 8. 08 0. 78 0. 01 160179. 46
轻度侵蚀 LDE 11361. 66 13472. 27 6. 68 0. 78 0. 08 24841. 47
中度侵蚀 MDE 44. 39 228. 49 9. 71 0. 29 0. 02 282. 9
强度侵蚀 HDE 11. 91 10. 38 23. 81 0. 98 0. 01 47. 09
极强度侵蚀 UHE 7. 06 2. 49 10. 07 6. 24 0. 41 26. 27
剧烈侵蚀 AE 1. 03 0. 25 0 1. 86 1. 47 4. 61
2005年总计
Total 2005
168674. 37 16636. 15 58. 35 10. 93 2 185381. 8
612
第 5期 陈贵廷等:呼伦贝尔森林
草原区水土流失动态变化
3. 4
呼伦贝尔森林
草原区土壤侵蚀动态演变预测
马尔科夫模型是根据土壤侵蚀历史数据, 预测
等时间间隔点上的土壤侵蚀数据。此方法的基本思
想上根据过去数据变化的规律, 推测未来数据变动
的趋势。呼伦贝尔森林
草原区在 1995- 2000年、
2000- 2005年 2个时段土壤侵蚀经历了先增后减
的变化,这与 2000年以来呼伦贝尔市实施的退耕还
林还草等保护措施有关, 针对保护措施有效长远实
施的基础上,本文采用 2000- 2005年时间段土壤侵
蚀变化规律,推测 2010年和 2015年呼伦贝尔森林

草原区土壤侵蚀面积。
根据表 4, 可分别计算出 2 个阶段中相应的侵
蚀类型之间相互转化的年均转化率, 即转移概率。
从而得到转移概率矩阵(表 5)。
表 5
2000 年到 2005 年初始状态下转移概率矩阵
Table 5
T ransition probability matrices in primary states from 2000 to 2005
侵蚀类型
Erosion type
微度侵蚀
TDE
轻度侵蚀
LDE
中度侵蚀
MDE
强度侵蚀
HDE
极强度侵蚀
U HE
微度侵蚀 T DE 0. 9817 0. 0182 0. 0001 0. 0000 0. 0000
轻度侵蚀 LDE 0. 4574 0. 5423 0. 0003 0. 0000 0. 0000
中度侵蚀 MDE 0. 1569 0. 8077 0. 0343 0. 0010 0. 0001
强度侵蚀 HDE 0. 2529 0. 2204 0. 5056 0. 0208 0. 0002
极强度侵蚀 UHE 0. 2687 0. 0948 0. 3833 0. 2375 0. 0156
剧烈侵蚀 AE 0. 2234 0. 0542 0. 0000 0. 4035 0. 3189


通过计算得出研究区 2010年和 2015年土壤侵
蚀类型格局(表 6)。
表 6
呼伦贝尔土壤侵蚀格局的未来演变趋势预测
Table 6
Predict ion of soil er osion patterns in fut ur e
per iods in H ulunbuir, km2
侵蚀类型
Erosion type
2010年
2010 year
2015年
1015 y ear
微度侵蚀 T DE 173215. 7904 175606. 7738
轻度侵蚀 LDE 12149. 5034 9766. 7990
中度侵蚀 MDE 21. 2784 13. 8389
强度侵蚀 HDE 2. 1061 1. 3148
极强度侵蚀 UDE 0. 1018 0. 0535
轻度以上侵蚀 ALDE 12172. 9896 9782. 0062


Note: ALDE– Above ligh t degree erosion


由表 6可知,呼伦贝尔森林
草原区土壤侵蚀按
照现有状态发展前景乐观,到 2010年轻度以上侵蚀
面积减少到 12172. 9896 km2 , 与 2005 年相比有
27%的轻度以上侵蚀面积得到缓解,到 2015年轻度
以上侵蚀面积减少到 9782. 0062 km2 , 与 2005年相
比有 41. 4%的面积得到缓解。
4
讨论
4. 1
在土壤侵蚀模数的计算过程中,由于缺乏相关
数据和野外实验的支持, 某些参数的选取采用了前
人在其他地区的研究成果, 虽然其对最终的结果不
会产生大的偏差, 但精度仍有待提高。并需进一步
研究出一套适合本区域的参数。
4. 2
本文运用了马尔科夫模型进行了预测, 此
方法只能在原有状态变化下预测未来变化规律, 有
一定的局限性,预测结果有待实测数据的校正。
5
结论
5. 1
空间分布上, 呼伦贝尔森林
草原区水土流失
主要分布在西部森林
草原交错区和南部农区。动
态变化上, 1995- 2000年轻度以上侵蚀面积增加了
4521. 53 km2 ,而 2000- 2005年轻度以上侵蚀面积
减少了 8494. 91 km2。结果显示, 研究区水土流失
量经过了先增后减的动态变化。1995 - 2000 年侵
蚀强度处于逐渐增加阶段, 而在 2000- 2005年侵蚀
强度改变很大,呈逐渐减小趋势。
5. 2
1995年、2000年和 2005年 3个时段微度侵蚀
分别占总面积的 88. 84%、86. 4%和 90. 99%; 轻度
侵蚀分别占总面积的 11. 02%、13. 4%和 8. 97% ;中
度以上侵蚀面积占总面积的 0. 138%、0. 195%、0.
04%。由此说明呼伦贝尔市森林
草原区水土流失
侵蚀程度相对较轻, 但是已经成为呼伦贝尔市可持
续发展的制约因子。
5. 3
从 3 个时段总体侵蚀面积来看, 1995- 2000
年微度侵蚀面积净减 4484. 11 km2 , 而轻度以上侵
蚀都有不同程度的增加,轻度、中度、强度、极强度和
剧烈侵蚀分别增加了 4418. 84 km2、90. 26 km2、
3. 81 km 2、7. 47 km 2、2. 84 km2。2000年- 2005年
微度侵蚀面积净增 8497. 84 km2 , 轻度以上侵蚀面
积都有不同程度减少, 其中轻度侵蚀和中度侵蚀分
别减少了 8206. 88 km2 和 224. 55 km 2。到 2005
年,剧烈侵蚀消失。
613
草
地
学
报 第 17卷
参考文献
[ 1]
J on athan D P. Predict ing minim um achievable soil loss in d e

veloping count ries. Applied Geography, 1989, 9( 4) : 219
236
[ 2]
张科利,蔡永明,刘宝元.黄土高原地区土壤可蚀性及其应用研
究.生态学报, 2001, 21( 10) : 1687
1695
[ 3]
刘震.从我国水土流失现状看水土保持生态建社战略布局[ J] ,
中国水土保持, 2002( 6) : 7
10
[ 4]
彭得福. 试谈我国土地资源持续利用的对策 [ J] . 中国土地科
学, 1995, 9( 6) : 22
26
[ 5]
唐克丽.中国水土保持.北京:科学出版社, 2004.
[ 6]
张宪奎.黑龙江省土壤流失方程的研究 [ J ] .水土保持通报,
1992, 12( 4) : 1
9
[ 7]
范昊明,蔡强国.中国东北黑土区土壤侵蚀环境[ J] .水土保持
学报, 2004, 18( 2) : 1009
2242
[ 8]
赵宗琛.呼伦贝尔盟土壤侵蚀及防治对策[ J ] .水土保持通报.
1998, 18( 4) : 31
36
[ 9]
李明品.呼伦贝尔市水土流失监测及防治[ J ] .东北水利水电.
2004. 4: 22
237
[ 10] 孙辉成,李明品,王长河,等.呼伦贝尔市水土流失预防管护试
点的实践[ J] .内蒙古水利. 2002, 2: 53
55
[ 11] 李明贵,李明品,邓玉芹.呼盟水蚀区不同土地利用的水土流失
观测与分析[ J] .泥沙研究. 2001, 6: 67
70
[ 12] Wischm eier W H . Use and misu se of the un iversal soil loss e

qu at ion [ J] . J. Soil Water Cons. , 1978, 31: 5
9
[ 13] Wischm eier W H , Johnson C B, Cros s B V. A soil erodibi lit y
nomograph for farm land an d con st ruct ion sites [ J ] . J . S oil
Water Cons. , 1971, 26: 189
193
[ 14] Wil liams J R, S harply A N. EPIC
erosion pr odu ct ivi ty impact
calculator I. M od el documentat ion. U S Departmen t of Agricul

tu re T ech nical Bul let in N, 1990. 1768
[ 15] 呼伦贝尔盟土壤普查办公室编著.呼伦贝尔盟土壤.内蒙古人
民出版社. 1992年 7月.
[ 16] 张宪奎,许静华. 黑龙江省土壤流失方程的研究.水土保持通
报, 1992. ( 4) : 1
9
[ 17] Foster G R. Advances in w ind and w ater erosion prediction
[ J] . J. Soil Water Cons. , 1991, 46( 1) : 27
29
[ 18] 张巨洪.主编 BAS IC语言程序库北京:清华大学出版社. 1983,
351
364
[ 19] 中国科学院地质研究所编著. 数学地质引论. 北京:地质出版
社, 1977, 257
270
[ 20] 刘立成,吕世海.呼伦贝尔森林
草原交错区景观格局时空动态
研究.生态学报. 2008, 28( 10) : 4982
4991
[ 21] 宋丽瑛,李建华.呼伦贝尔市 50年气候变化与近期异常气候,
内蒙古气象, 2005, 3: 7
9
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