李月臣,劉春霞

（1.重慶大學資源及環(huán)境學院,重慶400044;2.重慶師范大學地理科學學院,重慶400047;3.重慶市高校GIS應用研究重點實驗室,重慶 400047）

水土流失是限制當今人類生存與發(fā)展的全球性環(huán)境災害,是我國面臨的三大主要生態(tài)環(huán)境問題之一,直接威脅到區(qū)域社會經濟發(fā)展和人民生活水平的提高[1-2]。近年來,國內外出現(xiàn)了大量有關水土流失問題的研究成果[3-8]。這些成果多側重于區(qū)域水土流失的時空演變;水土流失的生態(tài)環(huán)境響應;水土流失的防治措施以及水土流失的理論模型研究。對水土流失的驅動機制尤其是綜合性的驅動機制研究相對欠缺?，F(xiàn)有的對水土流失驅動機制的研究多局限于定性描述,或者單一角度進行分析。如有的學者強調人類活動對水土流失的影響[9-10];有的學者則從地形地貌等自然因子出發(fā)探討水土流失的驅動機制[11-12]。驅動機制的研究對解釋水土流失時空變化起著關鍵作用,同時也是建立水土流失動態(tài)變化模型,進行定量預測和采取有效防治措施的基礎。水土流失是一種特殊的綜合的自然和社會現(xiàn)象,涉及眾多自然要素和社會經濟要素,具有明顯的區(qū)域性特征,落實到具體區(qū)域上會表現(xiàn)出不同的區(qū)域特點,其驅動因子和驅動因子的作用程度也表現(xiàn)出一定的區(qū)域差異。三峽庫區(qū)具有復雜的地形地貌特征和眾多的生態(tài)環(huán)境以及社會經濟問題,復雜的人地關系和嚴峻的生態(tài)環(huán)境態(tài)勢使其成為我國甚至全球都極為典型的生態(tài)脆弱區(qū),是全球區(qū)域環(huán)境變化研究的熱點地區(qū)。同時,三峽水庫作為我國的戰(zhàn)略水資源庫,保證其水環(huán)境安全具有十分重大的現(xiàn)實意義,而庫區(qū)嚴重的水土流失對三峽水庫的水環(huán)境安全形成了巨大威脅。因此,選取這一典型地區(qū),在深入分析區(qū)域水土流失的時空演變格局和敏感性的基礎上,揭示區(qū)域水土流失變化的主要自然和社會經濟驅動力的基本特征,對改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,提高區(qū)域社會經濟水平,維持資源環(huán)境與社會經濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。鑒于本文作者前期已對研究區(qū)水土流失的時空格局及自然驅動機制進行了研究[13],因此,本文重點研究社會經濟以及人類活動要素對本區(qū)水土流失驅動機制的分析。

1 研究區(qū)概況

三峽庫區(qū)(重慶段)位于長江上游末端,地理范圍在北緯 28°31′-31°44′、東經 105°49′-110°12′。東南、東北與鄂西交界,西南與川黔接壤,西北與川陜相鄰,包括重慶市 22個區(qū)、縣(自治縣、市),幅員面積46 158.53 km2,其下轄260個鄉(xiāng)、333個鎮(zhèn)。2007年末總人口為2 105.49萬人,其中農業(yè)人口1 443.59萬人。研究區(qū)屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū),多年平均氣溫15～18℃,氣溫年較差和日較差大,具有冬暖春旱、夏熱秋遲的特點。多年平均降雨量為1 150.26 mm,雨量充沛但空間分布不均勻。區(qū)內日照少,霧日多。三峽庫區(qū)(重慶段)地跨大巴山斷褶帶、川東褶皺帶和川鄂湘黔隆起褶皺帶三大構造單元,地貌以山地、丘陵為主。全區(qū)土壤類型主要有紫色土、黃壤、黃棕壤、棕壤、石灰土、潮土和水稻土等。區(qū)域森林覆蓋率為22.3%,地帶性植被以亞熱帶常綠闊葉林、暖性針葉林為主。三峽庫區(qū)是中國乃至世界最為特殊的生態(tài)經濟功能區(qū)。重慶市域內三峽庫區(qū)面積約占整個三峽庫區(qū)面積的80%,覆蓋了大部分三峽庫區(qū)范圍,由此則凸現(xiàn)出其重要的生態(tài)與經濟地理位置[14]。

2 研究數(shù)據(jù)及方法

2.1 數(shù)據(jù)及來源

研究所用的數(shù)據(jù)主要有三部分組成,一是來源于重慶市統(tǒng)計局提供的2006年重慶市統(tǒng)計年鑒;二是由重慶市國土局提供的坡耕地數(shù)據(jù);三是一些相關的輔助數(shù)據(jù)等。

2.2 研究方法

在研究水土流失驅動機制的各種方法中,統(tǒng)計分析方法是研究水土流失與各種社會驅動力、自然驅動力之間關系的一種重要方法,它可以有效地模擬各種驅動力作用下水土流失的變化,因此,國內外在對于熱點地區(qū)的水土流失驅動機制研究中多有采用。統(tǒng)計分析方法盡管存在一些不足,但是由于統(tǒng)計分析方法具有使復雜問題簡單化的特點,易于抓住復雜系統(tǒng)中矛盾的主要方面和系統(tǒng)內部重要的驅動機制,因此,該方法尤其適用于對現(xiàn)有研究基礎較弱的熱點地區(qū)的研究[15]。在統(tǒng)計分析方法的實際應用研究中,逐步回歸分析法是一種自動的從大量可供選擇的變量中選擇那些對建立回歸方程比較重要的變量的方法,它是在多元線性回歸基礎上派生出來的一種算法技巧。本研究中主要采用逐步回歸分析方法來研究社會經濟和人類活動對三峽庫區(qū)水土流失的驅動機制。此外,由于缺乏時間序列的數(shù)據(jù),本文研究中采用時空轉換的方法,將對時間序列數(shù)據(jù)的研究轉換到對空間數(shù)據(jù)的研究上,即由三峽庫區(qū)(重慶段)各區(qū)縣的數(shù)據(jù)來研究其水土流失的驅動機制。

3 水土流失驅動因子的選取

三峽庫區(qū)(重慶段)是典型的生態(tài)系統(tǒng)敏感脆弱地區(qū),其水土流失也是區(qū)域宏觀社會經濟背景諸因子綜合作用的結果。為了避免直接用主成分分析可能將一些機理性的因子剔除的弊端,采用總量控制下的因子選擇控制方案。

社會經濟指標的選擇與處理遵循以下原則和步驟:(1)盡可能多地收集社會經濟方面的數(shù)據(jù),目前收集的數(shù)據(jù)涉及到研究區(qū)的各項指標;(2)所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到縣級行政區(qū)劃單元;(3)對原始指標值進行標準化處理,以標準化值參與到模型的構建中;(4)根據(jù)研究區(qū)社會經濟發(fā)展的實際情況,將其分解為4個層面:人口、經濟發(fā)展、土地利用、農業(yè)結構與產值,然后分別就4個層面的指標進行線性診斷,發(fā)掘出水土流失和各社會經濟因子的耦合機制(表1)。以水土流失面積為因變量,各類型社會經濟因子為自變量進行相關分析得到表2。

表1 三峽庫區(qū)(重慶段)水土流失驅動因子

表2 三峽庫區(qū)(重慶段)水土流失社會經濟驅動因子逐步回歸結果

4 三峽庫區(qū)(重慶段)社會經濟因子的驅動機制分析

4.1 水土流失與人口因子的關系

人口作為一種持續(xù)的外界壓力,對水土流失的變化起著重要作用。通過逐步回歸分析,研究區(qū)水土流失與總人口和農業(yè)人口有著密切關系,尤其以與農業(yè)人口的關系最為密切,水土流失與總人口和農業(yè)人口均呈正相關。在水土流失總量與各要素的回歸系數(shù)中,除糧食產量和農業(yè)產值外,其余均小于與總人口和農業(yè)人口的相關系數(shù),分別為1.703和1.047(表2)。而強度以上水土流失與各因子的回歸分析中與總人口和農業(yè)人口的回歸系數(shù)明顯高于其他因子?？梢娧芯繀^(qū)人口對水土流失有著十分重要的驅動作用。人口的增加尤其是農業(yè)人口的壓力導致本區(qū)人類活動嚴重影響著下墊面類型的改變,尤其農業(yè)人口的農業(yè)生產活動是本區(qū)水土流失的主要驅動要素。

4.2 水土流失與經濟發(fā)展因子的關系

逐步回歸分析的結果(表2)可以看出,三峽庫區(qū)(重慶段)總水土流失和強度以上水土流失表現(xiàn)出較為一致的特征,均與人均GDP有著密切的關系,且與之呈負相關,總水土流失與人均GDP的回歸系數(shù)為-0.794,強度以上水土流失與人均GDP的回歸系數(shù)為-0.658。人均GDP代表中區(qū)域經濟發(fā)展水平的高低,經濟的良性發(fā)展必然導致產業(yè)結構的調整與升級,二、三產業(yè)比重不斷增加,第一產業(yè)比重不斷降低,以及第一產業(yè)內部結構的調整與優(yōu)化。這些均在一定程度上緩解粗放的土地利用方式以及初級土地開發(fā)形式,對優(yōu)化土地結構,減少土地壓力,緩解水土流失發(fā)揮著積極作用。

4.3 水土流失與土地利用因子的關系

土地利用是人類活動的集中體現(xiàn)方式。土地利用方式與程度直接影響著區(qū)域水土流失的強度和面積。從分析結果看(表2),研究區(qū)總水土流失面積和不同類型的坡耕地都有著密切的關系,且均為正向關系。尤其是15°～25°和25°以上坡耕地對水土流失總面積有著重要影響(回歸系數(shù)分別為 0.548和0.517),15°以下坡耕地的對水土流失的驅動作用則明顯較前兩者低,回歸系數(shù)約為前兩者的一半。分析結果同時表明,強度以上水土流失突出地表現(xiàn)為與陡坡耕地(＞25°)的正向關系,其回歸系數(shù)為 0.666?？梢?陡坡耕作是三峽庫區(qū)(重慶段)高強度水土流失最為主要的驅動要素之一。因此,坡改梯等農田改良工程是降低本區(qū)域水土流失強度的重要措施。

4.4 水土流失與農業(yè)發(fā)展因子的關系

農業(yè)發(fā)展因子主要包括農業(yè)內部結構以及產值、糧食產量和農民收入等次級因子。分析結果表明三峽庫區(qū)(重慶段)水土流失總面積主要受糧食產量、農業(yè)產值和農民人均純收入的影響。其中,糧食產量與水土流失總面積呈正相關關系,其余與之呈負相關關系,回歸系數(shù)分別為2.354,-1.791和-0.375。三個驅動因子中尤以糧食產量和農業(yè)產值對水土流失總面積影響最大。糧食產量的提高,一方面靠提高單位面積產量來實現(xiàn);另一方面則主要依靠開墾耕地,增加耕地面積實現(xiàn),加之本區(qū)域復雜的地形地貌形態(tài),新的墾殖耕地以及不合理的耕作方式勢必導致水土流失面積的增加。此外,農業(yè)產值的提高之所以能在一定程度上減少水土流失總面積主要是因為本區(qū)域農業(yè)產值的提高很大程度上依賴于農業(yè)內部結構的調整,變種植糧食作物為種植經果林,此外,進行坡改梯等改良工程。本區(qū)域強度以上水土流失則主要與農民人均純收入有著密切聯(lián)系,除農業(yè)結構調整與耕地改良可以提高農民純收入,客觀上降低水土流失面積以外;農業(yè)人口參與到三產和二產或間接為三產和二產的服務中也是農民人均純收入提高的重要途徑,農業(yè)人口生產活動由傳統(tǒng)的農業(yè)生產轉變?yōu)槠渌a活動方式也減少了農業(yè)生產中水土流失的產生,同時降低了水土流失強度。

5 結論

本文運用逐步回歸分析方法重點探討了本區(qū)域水土流失的社會經濟驅動機制。從分析結果看,人口壓力和農業(yè)發(fā)展仍然是區(qū)域水土流失的主要驅動力,經濟發(fā)展和土地利用方式也對本區(qū)域的水土流失面積和強度產生著重要影響。4個層面的因子中,人口、經濟發(fā)展對水土流失面積和強度的驅動特征表現(xiàn)較為一致;土地利用和農業(yè)發(fā)展對水土流失面積和強度的影響存在一定的差異。總體上表現(xiàn)為,水土流失總面積的社會經濟驅動機制較為復雜,而高強度水土流失的社會經濟驅動因子的特征更為突出,這將有利于有針對性地研究水土流失驅動因子的特征與規(guī)律,降低水土流失強度,有效治理水土流失。雖然,受數(shù)據(jù)獲取的限制本文研究還有待進一步深入,但本研究仍在一定程度上分析得出了研究區(qū)水土流失面積與強度的社會經濟因子的驅動機制與特征,能夠為本區(qū)域水土流失的防治提供一定參考與依據(jù)。

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