盧 剛

(新疆維吾爾自治區(qū)水土保持與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站, 新疆 烏魯木齊 830000)

土壤侵蝕是地球表面的土壤物質(zhì)在水力、風(fēng)力等自然外力或人為因素的作用下發(fā)生的剝離、搬運(yùn)和沉積的過(guò)程[1]。它在全球范圍內(nèi)發(fā)生最廣泛，已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的生存與區(qū)域發(fā)展的重要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[2-3]。土壤侵蝕研究受到國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者關(guān)注，經(jīng)歷了從定性研究到定量研究的轉(zhuǎn)變[4]。面上土壤侵蝕評(píng)價(jià)主要的困難在于數(shù)據(jù)的可獲得性以及數(shù)據(jù)的質(zhì)量[5]。遙感具有規(guī)則重復(fù)觀測(cè)能力，可以表征大面積的地表特征及變化[6]，是進(jìn)行環(huán)境和災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的先進(jìn)有效的技術(shù)手段。結(jié)合遙感技術(shù)手段，開(kāi)展面上水土流失監(jiān)測(cè)工作，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已有一些研究成果。經(jīng)過(guò)近40 a的發(fā)展，由于該模型對(duì)大多數(shù)應(yīng)用者具有簡(jiǎn)單優(yōu)勢(shì)，而至今應(yīng)用較為廣泛[7-8]。另外GIS技術(shù)和RS技術(shù)促使在RUSLE模型在區(qū)域尺度上增加。GIS，RS和RUSLE模型結(jié)合提高了土壤侵蝕的數(shù)量和空間分布，同時(shí)可以降低評(píng)估成本和提高評(píng)估準(zhǔn)確性[9]。通用土壤流失方程USLE[10-11]和修正通用土壤流失方程RUSLE[12]發(fā)展為國(guó)外經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牡湫痛怼?000年胡良軍等[13]提出了基于遙感和GIS的區(qū)域水土流失定量評(píng)價(jià)方法。隨后國(guó)內(nèi)學(xué)者應(yīng)用國(guó)外經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢?duì)三江源[14]、江西省[15]、祁連山[4]、福建省長(zhǎng)汀縣河田盆地區(qū)[16]等地開(kāi)展研究，評(píng)估了面上區(qū)域水土流失強(qiáng)度及空間格局，明確了土地利用等因子和土壤侵蝕的關(guān)系。中國(guó)土壤流失預(yù)報(bào)方程(CSLE)是劉寶元等[17]依據(jù)USLE模型，利用黃土丘陵溝壑區(qū)徑流小區(qū)的實(shí)測(cè)資料提出。眾多國(guó)內(nèi)學(xué)者，將GIS，RS與CSLE模型相結(jié)合，對(duì)陜西省[18]、孤山川流域[19]、山東省臨沂地區(qū)[20]，開(kāi)展土壤侵蝕定量評(píng)估?？梢?jiàn)在GIS和RS支持下，通過(guò)建立土壤侵蝕影響因子數(shù)據(jù)庫(kù)，利用土壤侵蝕模型(如USLE，RUSLE和CSLE)進(jìn)行土壤侵蝕定量評(píng)價(jià)，是區(qū)域土壤侵蝕評(píng)價(jià)研究的基本趨勢(shì)，且多集中在濕潤(rùn)區(qū)，而對(duì)新疆干旱區(qū)而言，面上土壤侵蝕研究相對(duì)較少。且研究新疆水土流失主要集中在降水較大的伊犁河谷區(qū)域[21-22]，天山北坡區(qū)域研究鮮見(jiàn)報(bào)道。新疆維吾爾自治區(qū)地處我國(guó)西北部，歐亞大陸腹地，屬典型的溫帶大陸性氣候，干旱少雨，但降水脈沖特征空間差異明顯[23]，降水量隨海拔升高而增加，呈山區(qū)降水多平原降水少的格局[24]，且具有增強(qiáng)的趨勢(shì)[25]。在天山北坡山區(qū)受季節(jié)性強(qiáng)降水影響，水蝕尤為明顯，為新疆天山北坡水力侵蝕的典型區(qū)。而這些地區(qū)恰恰是新疆旅游經(jīng)濟(jì)和畜牧經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，因此以天山北坡西白楊溝流域?yàn)檠芯繉?duì)象，采用樣地調(diào)查、地理信息系統(tǒng)(GIS)與遙感(RS)技術(shù)相結(jié)合方法，應(yīng)用中國(guó)土壤流失預(yù)報(bào)方程(CSLE)，對(duì)西白楊溝流域進(jìn)行土壤水力侵蝕評(píng)價(jià)及侵蝕強(qiáng)度空間分布分析，以期掌握西白楊溝的土壤侵蝕強(qiáng)度分布特征，地形和土地利用類(lèi)型對(duì)土壤侵蝕量影響，可為新疆干旱區(qū)區(qū)域水土保持、土壤侵蝕研究提供數(shù)據(jù)支持，為新疆天山北坡區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

西白楊溝流域(圖1)位于新疆維吾爾自治區(qū)天山中段北坡，烏魯木齊縣甘溝鄉(xiāng)內(nèi)，距烏魯木齊市區(qū)約75 km，東經(jīng)87°03′—87°14′，北緯43°21′—43°27′。屬溫帶大陸性氣候，四季分明，夏季日照時(shí)間長(zhǎng)，冬季較短。多年平均降水量為452.02 mm，降水量在年內(nèi)主要集中在5—9月，占全年降水量的75.59%，其中尤其以5—8月的降水量為最集中，占全年降水量的66.59%。多年平均氣溫1.14 ℃，晝夜溫差大，寒暑變化劇烈，日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)，熱量充足。平均大風(fēng)日數(shù)20 d，風(fēng)向多為東南風(fēng)。流域面積約72.04 km2，地處中山區(qū)與低山區(qū)的過(guò)渡帶，地勢(shì)總體西南高，東北低，海拔高度約1 918～3 800 m，地面自然坡降為3.2%～5.1%。北坡地形陡峭，南坡地形坡度較緩。林地零星分布于陰面山坡，沖溝發(fā)育。土地利用類(lèi)型多為天然牧草地(78.73%)和有林地(17.68%)。研究區(qū)內(nèi)主要分布栗鈣土，質(zhì)地為中、輕壤土，有機(jī)質(zhì)含量在6.6～29.2 g/kg之間。植被主要生長(zhǎng)蒿草、鴨茅、早熟禾、苜蓿、針茅、披堿草和云杉等。西白楊溝的水系發(fā)源于海拔3 319 m的北天山天格爾Ⅱ峰。上源由二條河道匯集而成，由西南向東北方向流，在白楊溝瀑布附近匯合，后繼續(xù)流向東北方向，最后注入大西溝，全長(zhǎng)23 km。它是一條由冰雪融水、降雨及地下水混合補(bǔ)給的河流，其徑流組成大致為：冰川融水占12%，融雪水占37%，降雨占36%，地下水占15%。其多年平均徑流量為2.44×108m3，年最大徑流量3.44×108m3，年最小徑流量為1.75×108m3。

圖1 西白楊溝流域劃分及地形

1.2 數(shù)據(jù)獲取

(1) 空間數(shù)據(jù)。為了獲取CSLE模型中生物措施因子(B)，從美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局官網(wǎng)(USGS)獲取2015年8月的Landsat 8 OLI遙感影像，空間分辨率為30 m，融合處理得到空間分辨率為15 m，為了與地形數(shù)據(jù)空間分辨率對(duì)應(yīng)，將其重采樣為10 m；基于新疆維吾爾自治區(qū)測(cè)繪局地形圖(1∶10 000)，采用ArcGIS軟件對(duì)地形圖數(shù)據(jù)處理得到10 m的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)(DEM)；獲取研究區(qū)2015年第二次土地調(diào)查的土地利用數(shù)據(jù)。

(2) 氣象數(shù)據(jù)。由于新疆的氣象站點(diǎn)多分布在平原區(qū)，在山區(qū)的氣象站點(diǎn)稀缺。為準(zhǔn)確獲取天山山區(qū)降水?dāng)?shù)據(jù)，在距流域出水口1.5 km處布設(shè)一套自動(dòng)氣象站，通過(guò)自動(dòng)氣象站獲得2015年共15次降雨過(guò)程資料，以10 min為間隔記錄的降水?dāng)?shù)據(jù)。

(3) 土壤與植被蓋度。由于研究區(qū)處于天山山區(qū)，按照均勻樣點(diǎn)方式采樣比較難。在考慮土地利用、樣點(diǎn)分布及可到達(dá)基礎(chǔ)上，在研究區(qū)內(nèi)布點(diǎn)(附圖1)，并進(jìn)行實(shí)地的土壤采樣，分析土壤質(zhì)地及有機(jī)質(zhì)的含量。土壤有機(jī)質(zhì)用油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法測(cè)定；土壤顆粒組分采用篩分法和比重計(jì)法測(cè)定。對(duì)研究區(qū)內(nèi)草地植被蓋度、林地郁閉度通過(guò)數(shù)碼相機(jī)照相獲取后處理得到。

1.3 土壤水力侵蝕量的計(jì)算方法

1.3.1 CSLE模型 本研究采用的是劉寶元參考USLE的有關(guān)思想針對(duì)中國(guó)實(shí)際提出適用于全國(guó)范圍的中國(guó)土壤流失方程CSLE(Chinese Soil Loss Equation)模型[17]。其表達(dá)式為：

M=R·K·L·S·B·E·T

(1)

式中：M——單位面積年均土壤流失量〔t/(hm2·a)〕；R——降雨侵蝕力因子〔MJ/(hm2·a)(mm·h-1)〕；K——土壤可侵蝕因子〔(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)〕；L——坡長(zhǎng)因子；S——坡度因子單位；B——生物措施因子；E——工程措施因子；T——耕作措施因子。

1.3.2 降雨侵蝕力因子(R) 美國(guó)的Wischemeier等[11]于1971年進(jìn)行了大量的樣地試驗(yàn)，結(jié)合大量的實(shí)測(cè)資料，提出了以降雨總動(dòng)能E和30 min最大降雨雨強(qiáng)I30的乘積作為降雨侵蝕力指標(biāo)的經(jīng)典計(jì)算方法。其表達(dá)式為：

R=E·I30

(2)

式中：R——降雨侵蝕力因子〔MJ/(hm2·a)(mm·h-1)〕；E——降雨總動(dòng)能；I30——雨強(qiáng)。將上式計(jì)算出的每次降雨的降雨侵蝕力累加得到年降雨侵蝕力。由于區(qū)域面積不大，周邊相鄰的氣象站距離較遠(yuǎn)，在距離研究區(qū)1.5 km處布設(shè)一個(gè)自動(dòng)氣象觀測(cè)站，以10 min為間隔記錄的降水?dāng)?shù)據(jù)。因此采用EI30計(jì)算，“以點(diǎn)帶面”方法獲得研究區(qū)降雨侵蝕力因子。

1.3.3 土壤可侵蝕因子(K) 土壤可蝕性是指土壤受到侵蝕力的破壞性能的難易程度，是土壤對(duì)侵蝕介質(zhì)的剝蝕和搬運(yùn)作用的敏感性，是影響土壤侵蝕的內(nèi)在因素。K的確定采用Williams等在EPIC模型中K的算法[26]。

(3)

式中：SAN——砂粒含量(%)；SIL——粉粒含量(%)；CLA——黏粒含量(%)；C——有機(jī)碳含量(%)； SN1=1-SAN/100。K值單位〔(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)〕。利用ArcGIS采用克里金法得出流域土壤K柵格圖(附圖2)，K的范圍為0.01～0.06〔(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)〕，與梁音等對(duì)新疆土壤可侵蝕K的研究成果[27]基本一致。

1.3.4 坡長(zhǎng)因子值(L)與坡度因子值(S) 坡長(zhǎng)與坡度反映了地形地貌特征對(duì)土壤侵蝕量的影響。采用Foster等[28]于1974年提出的分段坡坡長(zhǎng)因子公式來(lái)計(jì)算區(qū)域上每一柵格的坡長(zhǎng)因子，計(jì)算公式為：

(4)

式中：Li——第i個(gè)柵格的坡長(zhǎng)因子；λout，λin——柵格出口及入口的坡長(zhǎng)；m——坡長(zhǎng)指數(shù)。根據(jù)劉寶元等[29]的研究結(jié)果，坡長(zhǎng)指數(shù)m取值為:m=0.2，θ<0.5°；m=0.3°，0.5°≤θ<1.5°；m=0.4，1.5°≤θ<3°；m=0.5，θ≥3。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究成果，由于不同坡度對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度影響不同，在不同的坡度范圍下分別選用不同的公式來(lái)計(jì)算坡度因子。10°以下的坡度選用McCool[30]的公式，10°以上的坡度選用劉寶元等[31]的公式，計(jì)算公式為：

(5)

式中：S——坡度因子；θ—— 坡度(°)。

1.3.5 水保措施因子(BET) CSLE模型將水保措施因子分為生物措施因子(B)、工程措施因子(E)以及耕作措施因子(T)。植被指數(shù)作為一種重要的遙感歸一化參數(shù)，并已作為一種遙感手段廣泛應(yīng)用于土地利用覆蓋探測(cè)、植被覆蓋密度評(píng)價(jià)、作物識(shí)別和作物預(yù)報(bào)等方面。本研究參照Choudhury等的研究成果[32]，利用Landsat8遙感影像，根據(jù)下式計(jì)算植被覆蓋指數(shù)：

NDVI=(IR-R)/(IR+R)

FCI=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)

(6)

式中：FCI——植被覆蓋度(%)； NDVI——?dú)w一化植被指數(shù)值； NDVImax，NDVImin——研究區(qū)不同土地利用類(lèi)型在95%和5%的置信區(qū)間的NDVI最大值和最小值。

本研究采用蔡崇法等[33]的方法，即根據(jù)生物措施因子(B)與植被覆蓋度FC的關(guān)系公式進(jìn)行B值的估算(附圖3)，其值介于0～1之間。

(7)

式中：B——生物措施因子；FC——植被覆蓋度(%)。

工程措施因子(E)和耕作措施因子(T)。根據(jù)高分辨率谷歌影像解譯，結(jié)合實(shí)地調(diào)查，確定研究區(qū)內(nèi)無(wú)相關(guān)工程措施和耕作措施，均賦值為1。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)面積與分布

依據(jù)國(guó)家水利部頒布的《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SL190-2007)》確定土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)指標(biāo)[16]，將流域土壤侵蝕強(qiáng)度分為6級(jí)，即微度〔0～1 000 t/(km2·a)〕、輕度〔1 000～2 500 t/(km2·a)〕、中度〔2 500～5 000 t/(km2·a)〕、強(qiáng)烈〔5 000～8 000 t/(km2·a)〕、極強(qiáng)烈〔8 000～15 000 t/(km2·a)〕和劇烈〔>15 000 t/(km2·a)〕。如表1所示，微度侵蝕面積為4 973.45 hm2，占流域總面積的69.03%；輕度侵蝕面積為1 546.49 hm2，占流域總面積的21.47%；中度侵蝕面積為558.46 hm2，占流域總面積的7.75%；強(qiáng)烈侵蝕面積為109.57 hm2，占流域總面積的1.52%；極強(qiáng)烈侵蝕面積為16.58 hm2，占流域總面積的0.23%。劇烈侵蝕面積為0.17 hm2，占流域總面積的0.002%。研究區(qū)內(nèi)平均土壤侵蝕模數(shù)748.91 t/(km2·a)。天山北坡西白楊溝流域土壤侵蝕強(qiáng)度總體以微度和輕度為主。

表1 研究區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)面積表

微度侵蝕主要分布于西南高山區(qū),西白楊溝流域上游區(qū)域；輕度侵蝕主要分布整個(gè)流域；中度侵蝕主要分布在流域的中游和下游；強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕、劇烈侵蝕主要分布在流域的中下游和下游(附圖4)。

2.2 坡度對(duì)土壤侵蝕的影響

將流域地形坡度以10°為間距，分為8類(lèi)(表2)。在坡度20°～40°間，土壤侵蝕模數(shù)較高，在1 127.22～1 229.62 t/(km2·a)；在其他坡度范圍(<20°和>40°)土壤侵蝕模數(shù)較低，在113.12～833.17 t/(km2·a)之間。從不同坡度的土壤侵蝕模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看，在坡度20°～40°間的標(biāo)準(zhǔn)差較大，在1 396.90～1 425.482 t/(km2·a)范圍間；而在其他坡度(<20°和>40°)，其標(biāo)準(zhǔn)差在316.80～887.75間波動(dòng)。從不同坡度的區(qū)域土壤侵蝕模數(shù)總數(shù)來(lái)看，在坡度20°～40°間，土壤侵蝕模數(shù)51 876.80 t/a，占總土壤侵蝕比重70.27%?？梢?jiàn)整個(gè)流域內(nèi)土壤侵蝕主要發(fā)生在坡度20°～40°間，主要原因是在20°～40°間土地面積較大，為4 405.02 hm2，且土壤侵蝕模數(shù)較高所致。坡度20°～40°間坡度較大，植被較稀疏，土壤可侵蝕性較高，三類(lèi)關(guān)鍵因子耦合作用驅(qū)動(dòng)水土流失，引起土壤侵蝕強(qiáng)度較大；而在坡度更大(>40°)區(qū)域，雖然植被稀疏，但基本為裸露巖石，三類(lèi)關(guān)鍵因子綜合作用抑制土壤侵蝕。所以20°～40°區(qū)域應(yīng)是今后該流域水土流失的重點(diǎn)治理對(duì)象。

表2 研究區(qū)不同坡度的土壤侵蝕模數(shù)

2.3 坡向?qū)ν寥狼治g的影響

依據(jù)坡向(方位角)不同，以45°為角度間距，分為8個(gè)方向(表3)。在南坡侵蝕最高，為1 179.55 t/(km2·a)；其東南坡和東坡的侵蝕較高，分別為1 018.53，1 042.81 t/(km2·a)；而在北坡的侵蝕最低，為710.19 t/(km2·a)；其他坡向的侵蝕在744.50～909.42 t/(km2·a)間。從不同坡向的土壤侵蝕模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看，在南坡最高，為1 623.79；其次是東南、東、西南坡土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)差，分別為1 530.69，1 456.44，1 267.41；在西、西北、北坡土壤侵蝕標(biāo)準(zhǔn)差較低，在841.32～870.40間。從不同坡向的區(qū)域土壤侵蝕模數(shù)總數(shù)來(lái)看，南坡土壤侵蝕模數(shù)總數(shù)最大，為11 189.55 t/a，占整個(gè)流域土壤侵蝕的17.10%；其次是在東南和東坡，土壤侵蝕總數(shù)分別為10 663.32，10 663.32 t/a，分別占整個(gè)流域土壤侵蝕的16.29%和15.36%；在西北坡土壤侵蝕總數(shù)最低，為5 173.93 t/a，僅占整個(gè)流域土壤侵蝕的7.91%。綜上所述，土壤侵蝕主要在南坡、東南坡和東坡易發(fā)生，且占整個(gè)流域土壤侵蝕總量比重較高。坡向?qū)μ焐奖逼碌乃疅岱峙漭^為明顯，促使土壤侵蝕強(qiáng)度的空間異質(zhì)性較高。南坡、東南坡和東坡是今后該流域水土流失的重點(diǎn)治理對(duì)象。

表3 研究區(qū)不同坡向土壤侵蝕模數(shù)

2.4 土地利用類(lèi)型對(duì)土壤侵蝕的影響

從土地利用角度來(lái)看，灌木林地平均土壤侵蝕模數(shù)最大1 709.80 t/(km2·a)；其次為有林地，平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá)到1 389.40 t/(km2·a)。而天然牧草地、人工牧草地和水澆地平均侵蝕模數(shù)均較低，分別為605.20，334.71，113.69 t/(km2·a)。從侵蝕模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看，灌木林地和天然牧草地較高，分別為1 606.71，1 197.17。而人工牧草地和水澆地較低，分別為440.92和166.31，說(shuō)明灌木林地和天然牧草地侵蝕模數(shù)變異性較大，人工牧草地和水澆地侵蝕模數(shù)變異性相對(duì)較小。從不同土地利用類(lèi)型的土壤侵蝕模數(shù)總數(shù)來(lái)看，天然牧草地和灌木林地較高，分別為34 460.66，17 766.58 t/a。而人工牧草地和水澆地較低，分別為32.10，0.27 t/a。這主要是由于在流域內(nèi)人工牧草地和水澆地面積較小，而且平均侵蝕模數(shù)也較低所致(表4)。

表4 不同土地利用類(lèi)型的土壤侵蝕模數(shù)

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

(1) 天山北坡水土流失一直倍受學(xué)者和政府關(guān)注。本文以烏魯木齊縣西白楊溝流域?yàn)檠芯繀^(qū)，采用樣地調(diào)查、地理信息系統(tǒng)(GIS)與遙感(RS)技術(shù)相結(jié)合方法，應(yīng)用中國(guó)土壤流失預(yù)報(bào)方程(CSLE)，對(duì)西白楊溝流域進(jìn)行土壤水力侵蝕評(píng)價(jià)及侵蝕強(qiáng)度空間分布分析。發(fā)現(xiàn)天山北坡西白楊溝流域土壤侵蝕強(qiáng)度總體以微度為主，主要分布于西南高山區(qū),西白楊溝上游區(qū)域；中度侵蝕、強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕也不容忽視，中度侵蝕主要分布在流域的中游和下游；強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕、劇烈侵蝕主要分布在流域的中下游和下游。

(2) 據(jù)2012年第一次全國(guó)水利普查水土保持情況公報(bào)，全國(guó)水力侵蝕面積為1.29×106km2，占普查范圍總面積的13.65%，其中輕度侵蝕面積最大，中度侵蝕面積次之，分別為51.62%和27.18%；新疆水力侵蝕總面積8.76×104km2，占普查范圍面積的6.77%，其中輕度侵蝕面積最大，中度侵蝕面積次之，分別為74.06%和21.04%[34]，可見(jiàn)新疆地區(qū)水力侵蝕強(qiáng)度低于全國(guó)平均水平，但占自治區(qū)面積比例較大，使得占全國(guó)侵蝕面積比例大。在天山北坡西白楊溝流域微度、輕度、中度侵蝕面積分別占流域總面積的69.03%，21.46%和7.75%；相比較而言，天山北坡西白楊溝流域侵蝕強(qiáng)度接近新疆平均水平。

(3) 新疆地區(qū)四周高山環(huán)繞，在地形上高山與盆地相間，形成明顯的地形單元，呈“三山夾兩盆”的特征，海拔-154～8 611 m之間，在每個(gè)地形單元中，由冰雪覆蓋的高山、淺山丘陵區(qū)、綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)、荒漠過(guò)渡帶和沙漠組成。新疆氣候?qū)俚湫偷拇箨懶愿珊禋夂?，南疆干旱，光照長(zhǎng)，少雨，年降水量?jī)H20～100 mm，而北疆卻達(dá)100～500 mm，山區(qū)多年平均年降水量在200～500 mm。依據(jù)《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SL190-2007)》，在全年日平均風(fēng)速<5 m/s，且年平均降水量>300 mm，天山北坡(山區(qū))地區(qū)劃分為水力侵蝕區(qū)。由于南北疆氣候差異，兩大盆地的土壤植被呈現(xiàn)不同特點(diǎn)。天山北坡低山區(qū)，主要生長(zhǎng)蒿草、鴨茅、早熟禾、苜蓿、針茅、披堿草和云杉等。山地以栗鈣土、灰褐土、黑氈土為主。基于以上地形、氣候、植被、土壤分異特征促使新疆水力侵蝕主要分布在北疆的伊犁州、天山南北坡地帶低山區(qū)域[34]。本文研究發(fā)現(xiàn)，中度侵蝕、強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕也不容忽視，中度侵蝕主要分布在流域的中游和下游；強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕、劇烈侵蝕主要分布在流域的中下游和下游，這與郭索彥[35]等研究結(jié)論基本一致。

(4) 有研究表明天山北坡水土流失中自然條件(降水)并不是導(dǎo)致泥沙產(chǎn)生的決定因素，山區(qū)日益擴(kuò)張的放牧活動(dòng)以及森林采伐行為，是影響河流泥沙輸沙量增加的主要因素[36]。

(5) 本文在利用中國(guó)土壤流失預(yù)報(bào)方程(CSLE)對(duì)天山北坡西白楊溝流域土壤水力侵蝕定量評(píng)價(jià)中依然存在亟待解決的問(wèn)題。如植被蓋度因子采用了蔡崇法等方法直接計(jì)算，在新疆本地并沒(méi)有通過(guò)系統(tǒng)性試驗(yàn)修正；降雨量空間差異較大，采用一個(gè)自動(dòng)氣象站，“以點(diǎn)帶面”會(huì)帶來(lái)不確定性。西白楊溝流域是天山北坡放牧和旅游干擾典型區(qū)域，人為干擾影響到土壤結(jié)構(gòu)、植被蓋度等因子，引起土壤可蝕性和植被蓋度因子動(dòng)態(tài)變化，因此人為活動(dòng)干擾將是天山北坡水土流失研究方向之一。

3.2 結(jié) 論

(1) 天山北坡西白楊溝流域平均土壤侵蝕模數(shù)748.91 t/(km2·a)，土壤侵蝕強(qiáng)度總體以微度為主，強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕、劇烈侵蝕主要分布在流域的中下游和下游。

(2) 地形因素對(duì)土壤侵蝕的影響呈明顯分異格局，在坡度20°～40°區(qū)域，土壤侵蝕模數(shù)最高，在1 127.22～1 229.62 t/(km2·a)之間。在緩坡(<20°)區(qū)域，坡度對(duì)土壤侵蝕模數(shù)呈正效應(yīng)，而在陡坡(40°～70°)區(qū)域，坡度對(duì)土壤侵蝕模數(shù)呈負(fù)效應(yīng)。土壤侵蝕主要在南坡、東南坡和東坡，且占整個(gè)流域土壤侵蝕總量比重較高。

(3) 不同土地利用方式對(duì)土壤水力侵蝕程度影響不同。灌木林地平均土壤侵蝕模數(shù)最大1 709.80 t/(km2·a)；其次為有林地，平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá)到1 389.40 t/(km2·a)。而天然牧草地、人工牧草地和水澆地平均侵蝕模數(shù)均較低，分別為605.20，334.71，113.69 t/(km2·a)。