楊振奇, 郭建英, 秦富倉, 劉鐵軍, 張鐵鋼

(1.水利部 牧區(qū)水利科學(xué)研究所, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020; 2.內(nèi)蒙古陰山北麓荒漠草原生態(tài)水文國家野外科學(xué)觀測研究站, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020; 3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019)

空間自相關(guān)性是指在特定空間范圍內(nèi)的觀測變量之間存在的潛在相互依賴性。任何變量間都存在相互聯(lián)系，且這種聯(lián)系隨著距離的縮短而愈加緊密，這個理論便是地理學(xué)第一定律[1]。土壤是結(jié)構(gòu)和功能最為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)之一，同時具備生態(tài)要素和地理要素的特征，地理學(xué)第一定律同樣適用于土壤學(xué)。對于一個封閉的小流域而言，裸地、耕地及溝道等充當(dāng)土壤侵蝕的“源”，林地和草地等則是土壤侵蝕的“匯”，但“源”和“匯”對象的空間分布存在一定的不確定性，從而導(dǎo)致流域各點侵蝕的發(fā)生機理和調(diào)控機制的差異。地統(tǒng)計學(xué)與景觀生態(tài)學(xué)的結(jié)合為土壤侵蝕的空間預(yù)測和不確定性分析提供了有效工具[2-3]，干旱和半干旱區(qū)的土壤侵蝕過程更容易受到地形特征和植被景觀格局的干擾，從而表現(xiàn)出局部空間的聚集或離散特征[4-6]，然而目前應(yīng)用空間自相關(guān)理論和方法描述土壤侵蝕空間特征，并基于此特征分析區(qū)域環(huán)境因素對其影響機制的研究鮮見報道。

黃河流域的生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，是我國新時代生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。砒砂巖區(qū)是黃河流域上中游地帶的粗泥沙集中來源區(qū)，該區(qū)基巖成巖程度低，裸露基巖極易風(fēng)化潰散，引發(fā)嚴(yán)重水土流失作用[7]，砒砂巖區(qū)按照基巖出露程度和覆土類型被分為蓋土區(qū)、蓋沙區(qū)和裸露區(qū)，以裸露砒砂巖區(qū)的基巖出露面積最大，土壤侵蝕作用也最為劇烈[8]。而裸露砒砂巖區(qū)小流域土壤侵蝕在空間上是否具有自相關(guān)特征？小流域土壤侵蝕空間自相關(guān)性受何種因素影響等問題尚不明確。為此，本研究選取裸露砒砂巖區(qū)鮑家溝小流域為研究對象，應(yīng)用地統(tǒng)計和灰色關(guān)聯(lián)的理論方法，研究小流域土壤侵蝕空間自相關(guān)格局及影響因素，以期為砒砂巖區(qū)的土壤侵蝕的預(yù)報提供數(shù)據(jù)支撐以及該區(qū)生態(tài)修復(fù)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)鮑家溝流域位于鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗，地理坐標(biāo)為110°31′—110°35′E，39°46′—39°48′N，海拔在1 110～1 300 m之間，流域面積12.67 km2；流域地形北高南低；氣候?qū)俚湫痛箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季漫長干燥，夏季短暫溫?zé)?，年均氣?.2 ℃，年降雨量388.3 mm；研究區(qū)自20世紀(jì)末實施生態(tài)移民政策，流域內(nèi)目前無人居住，土地利用類型以林地和草地為主。植被以人工植被為主，常見青楊(Populuscathayana)、旱柳(Salixmatsudana)、油松(Pinustabuliformis)、側(cè)柏(Platycladusorientalis)、檸條(Caraganakorshinskii)、沙棘(Hippophaerhamnoides)、山杏(Prunusarmeniaca)等；草本植物主要有羊草(Leymuschinensis)、豬毛菜(Salsolanitraria)、阿爾泰狗娃花(Heteropappusaltaicus)等。

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究基于研究區(qū)1∶1萬地形圖矢量化后生成DEM數(shù)據(jù)，采取航拍照片與實地調(diào)查相結(jié)合的方式解譯研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀，利用Landsat遙感影像計算歸一化植被指數(shù)(NDVI)和植被覆蓋度數(shù)據(jù)。研究流域內(nèi)設(shè)典型樣地150個，用于植被調(diào)查和土壤樣品采集，此外還布設(shè)徑流小區(qū)6個，分別為裸露基巖、油松、山杏、沙棘、檸條和草地，坡度均為20°，小區(qū)規(guī)格均為2 m×5 m，觀測內(nèi)容為次降雨的降雨過程及產(chǎn)流產(chǎn)沙量，降雨過程采用徑流小區(qū)配備氣象站(HOBO-U30)進(jìn)行觀測，雨后收集徑流收集桶中的徑流泥沙測量體積，烘干后進(jìn)行稱重。

由于研究面積相對較小且無泥沙資料，因此采用參數(shù)相對簡明的修正后的通用流失方程(RUSLE)對流域的侵蝕現(xiàn)狀進(jìn)行估算，其中R因子計算方法，基于研究區(qū)2014—2019年降雨的自記觀測資料，通過降雨的I30可以計算出流域的年平均降雨侵蝕力為1 033.98 MJ·mm/(hm2·h·a)；土壤可蝕性K因子基于采集土壤樣品團(tuán)粒體的幾何平均直徑，采取網(wǎng)格法與隨機法相結(jié)合的方法，于2018年7—8月，在流域內(nèi)布設(shè)典型樣地150個，采集0—20 cm土壤樣品，每點采集3份，供450份樣品，應(yīng)用Le Bissonnais法測定土壤團(tuán)粒體含量，采用Shiraz模型[9]計算，經(jīng)克里格插值生成：LS因子基于DEM數(shù)據(jù)，根據(jù)黃土丘陵區(qū)地形特征[10]，采用累積流量法[11]提??；采用史培軍等[12]在砒砂巖區(qū)地區(qū)的研究成果計算C；P因子按土地利用類型進(jìn)行賦值[13]；計算結(jié)果依據(jù)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》[14]進(jìn)行分級，圖1—2為流域各因子及土壤侵蝕的空間分布特征。

圖1 鮑家溝流域RUSLE模型因子的空間分布特征

圖2 鮑家溝流域土壤侵蝕強度分級

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

地統(tǒng)計學(xué)中常用Moran指數(shù)來判斷變量是否在空間中存在聚集特征，用p值和Z得分來半段是否拒絕零假設(shè)，p值表示概率，Z值為標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)，綜合p值和Z得分值來判斷要素是否在統(tǒng)計意義上的顯著性聚類或離散模式。Moran散點圖表現(xiàn)某個變量的觀測值向量與它的空間滯后向量之間的相關(guān)關(guān)系，通過散點圖的形式表現(xiàn)出來。其中橫軸對應(yīng)觀測值向量，縱軸對應(yīng)空間滯后向量，空間滯后向量是空間權(quán)重矩陣與因變量向量相乘的結(jié)果，即為空間滯后向量即該觀測值鄰域的加權(quán)平均。全局空間相關(guān)指數(shù)Moran’sI就是空間滯后向量對觀測值向量線性回歸的斜率系數(shù)?？臻g自相關(guān)性常用全局和局部兩類指標(biāo)度量，全局指標(biāo)可以反映研究區(qū)整體的空間模式，局部指標(biāo)則體現(xiàn)了每一個空間單元與鄰近單元就某一屬性的相關(guān)程度[15]，全局性IG和局部性IL指數(shù)的計算過程[16]為：

(1)

(2)

參考前人的研究[17-18]，從面積指標(biāo)、形狀指標(biāo)和聚集指標(biāo)3方面選取了斑塊面積(class area)、面積加權(quán)的平均形狀指數(shù)(area weight shape index distribution)、面積加權(quán)的平均斑塊分形維數(shù)(area weight fractal index distribution)、平均鄰近指數(shù)(mean proximity index)4項指標(biāo)。

各地形因子的提取運用ArcGIS的空間分析功能，提取了包含海拔、坡度、坡位、坡向和曲率，同時考慮到研究區(qū)地形破碎且侵蝕劇烈的特性，加入能反映地形和徑流侵蝕的地表切割深度、匯流動力指數(shù)(stream power index， SPI)和沉積物運移指數(shù)(sediment transport index， STI)。SPI和STI的計算公式[19]為：

SPI=ln(Ac×tanβ×100)

(3)

(4)

式中：Ac為垂直與特定水流方向的匯流面積;β為坡度。

基于計算得出的小流域土壤侵蝕圖，應(yīng)用ArcGIS和GeoDa軟件的空間統(tǒng)計功能分別采用全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)，對土壤侵蝕的空間自相關(guān)性進(jìn)行分析，提取聚集區(qū)和異常區(qū)的地形因素和植被格局因素，運用灰色關(guān)聯(lián)方法分析三者間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 小流域土壤侵蝕的空間格局和空間自相關(guān)性

研究流域土壤侵蝕模數(shù)全局空間自相關(guān)性分析結(jié)果顯示，全局Moran指數(shù)Z值得分為136.87，土壤侵蝕模數(shù)在空間上隨機聚類的可能性小于1%(p<0.01)，具有顯著的空間自相關(guān)性。對其空間自相關(guān)性與空間距離的關(guān)系進(jìn)行分析(圖3)，各向同性分析結(jié)果顯示，表現(xiàn)為隨著滯后距離的增加，空間自相關(guān)性由正相關(guān)轉(zhuǎn)向負(fù)相關(guān)，表明土壤侵蝕模數(shù)的空間關(guān)系由聚集轉(zhuǎn)向離散，這是由于隨著空間距離的延伸，區(qū)域下墊面條件復(fù)雜多變，侵蝕程度也隨之變化。當(dāng)滯后距離為146.17時，土壤侵蝕模數(shù)Moran指數(shù)最高分別為0.443，其空間相關(guān)性最強。當(dāng)滯后距離處于1 595.18～1 812.25范圍時，土壤侵蝕模數(shù)的空間自相關(guān)性最弱，Moran指數(shù)接近0，土壤侵蝕模數(shù)在空間上呈隨機分布，隨后Moran指數(shù)均轉(zhuǎn)為負(fù)值，土壤侵蝕模數(shù)由相對聚集轉(zhuǎn)向離散分布。各向異性分析(圖3)結(jié)果顯示，整體來看，各方向上土壤侵蝕模數(shù)的空間自相關(guān)性的最高值分布在107.27～161.54處，在741.11～1 600.42處的空間自相關(guān)性最弱。從各向異性的角度結(jié)合流域的地形特征來看，土壤侵蝕模數(shù)的空間聚集特性可以歸納為兩類，一類是沿西北至東南(135°)即主溝的徑流匯集方向隨滯后距離逐漸減弱，另一方向是東西、東北至西南(45°)即各支溝的徑流匯集方向上，隨著空間滯后距離的增加，各支溝間的侵蝕程度的差異也隨之增大，因而空間自相關(guān)性由聚集轉(zhuǎn)向離散。而在0°即正南正北方向上，Moran指數(shù)圍繞坐標(biāo)軸周期性波動，這可能與流域的地形走勢及南北方向不是流域徑流的匯流方向有關(guān)，導(dǎo)致了土壤侵蝕模數(shù)的空間自相關(guān)性在南北方向上沒有表現(xiàn)出明顯的變化趨勢。

圖3 鮑家溝流域土壤侵蝕全局空間自相關(guān)性分析

進(jìn)一步對裸露砒砂巖區(qū)土壤侵蝕模數(shù)在的局部自相關(guān)性進(jìn)行分析，圖4a為以貝葉斯標(biāo)準(zhǔn)化土壤侵蝕模數(shù)為X軸，空間滯后向量為Y軸，生成局部Moran散點圖，該圖的4個象限分別代表了高值聚集(HH)、低高值異常(LH)、低值聚集(LL)和高低值異常(HL)4種局部關(guān)聯(lián)形式，散點圖的斜率即為局部空間自相關(guān)的Moran指數(shù)(0.425)，可以看出圖4a中大部分散點都分布于HH區(qū)和LL區(qū)，高值聚集區(qū)分布相對零散，而低值聚集區(qū)分布較為集中。分布在二四象限的散點相對較少，說明出現(xiàn)高值和低值聚集的異?，F(xiàn)象的概率較低。土壤侵蝕模數(shù)的局部聚集特征可以通過空間關(guān)聯(lián)局部指標(biāo)的表示，計算Moran指數(shù)的Z值，將在顯著性水平(a=0.05)的條件下通過檢驗的為正的Z值區(qū)域標(biāo)注在圖上。圖4b直觀的反映了土壤侵蝕模數(shù)高低值聚集區(qū)域和異常區(qū)域的具體位置，可以看出土壤侵蝕模數(shù)高值聚集區(qū)主要位于基巖大幅出露的區(qū)域，空間上呈小聚集大分散的分布狀態(tài)，而低值聚集區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)的空間關(guān)聯(lián)性相對較強，呈連片的聚集形式，此外還存在少量的高低值聚集異常區(qū)，散落分布在溝道區(qū)域。

圖4 研究區(qū)土壤侵蝕局部空間自相關(guān)性

2.2 小流域植被景觀格局分析

結(jié)合圖5和表1可以對研究流域的各斑塊單元和斑塊類型的景觀指數(shù)進(jìn)行完整的解讀。斑塊面積是景觀斑塊最基本的屬性也是計算其他指標(biāo)的基礎(chǔ)，由研究流域各景觀的斑塊面積分布圖可以看出(圖5)，流域中的大面積斑塊主要有兩類，一類是分布在流域的邊界地帶的平緩坡面上的林地斑塊，另一類則是成片裸露基巖斑塊。由表1可知，沙棘林和裸露基巖景觀呈集中連片的分布格局，其斑塊面積分別為441.15和365.92 hm2，而其他景觀則相對破碎，斑塊面積較小。

表1 鮑家溝流域斑塊類型景觀指數(shù)

圖5 研究區(qū)斑塊景觀格局指數(shù)空間特征

面積加權(quán)的斑塊形狀指數(shù)反映了斑塊形狀與正方形的偏離程度，其值越大表明斑塊形狀越趨于扁長或復(fù)雜化，研究流域各類景觀斑塊形狀指數(shù)在2.51～5.59之間，按照數(shù)值由小到大排列為公路、草地、檸條林、油松林、裸露基巖、沙棘林、河道；面積加權(quán)的斑塊分形指數(shù)則從分形理論區(qū)描述斑塊的復(fù)雜性和規(guī)則性，其值越趨近于1，表明斑塊形狀越規(guī)則，各斑塊類型的分形維數(shù)在1.19～1.29之間，由大到小依次為河道、沙棘林、裸露基巖、油松林、山杏林、檸條林、公路、草地，這也證實了各斑塊類型的規(guī)則程度。結(jié)合圖4來看，形狀指數(shù)和分形維數(shù)較小的斑塊如草地多分散的鑲嵌在大面積的景觀中，其多具備面積小而形狀規(guī)則的特點。形狀指數(shù)和分形維數(shù)較大的斑塊多集中在裸露基巖區(qū)，由于基巖出露地帶，多是形態(tài)曲折的溝道，因而其形狀指數(shù)較高。

鄰近指數(shù)反映了各類型間的相鄰程度，常用來描述景觀的破碎程度，其值越小，表明斑塊間越離散，相應(yīng)的景觀的破碎程度也就越高。各景觀類型鄰近指數(shù)的平均值在5.25～157.06之間，表現(xiàn)為：沙棘林>裸巖基巖>油松林>山杏林>檸條林>河道>草地>公路的趨勢。由圖5可以看出，流域中各斑塊間平均鄰近指數(shù)較低的區(qū)域主要分布在流域中下部，該區(qū)域是狹長流域中相對寬闊的地帶，區(qū)域地形也相對復(fù)雜，平緩的坡面和陡峭的溝道交錯分布，平緩的坡面上分布著不同種類的人工林，溝道內(nèi)植被覆蓋較高，相比流域中上部，裸露基巖的面積較小，分布也較為零散。

2.3 土壤侵蝕空間自相關(guān)性與植被和地形的關(guān)系

基于土壤侵蝕模數(shù)的局部空間自相關(guān)特征圖，對聚集區(qū)域和異常區(qū)域相應(yīng)的植被格局因子進(jìn)行統(tǒng)計。由圖6可以看出，有56.44%的高值聚集區(qū)位于流域內(nèi)的基巖裸露區(qū)，同時也有44.22%的高低值異常區(qū)分別位于該區(qū)內(nèi)，表明流域內(nèi)基巖裸露地帶總體上的侵蝕作用較為劇烈，但也零散分布著水肥條件相對較好，植被覆蓋相對較高的局部地區(qū)，從而造成了本該是劇烈侵蝕的大面積景觀中出現(xiàn)輕度侵蝕的細(xì)碎斑塊。有96.93%的低值聚集區(qū)位于林地和草地類型中，其中30.39%集中在沙棘林地區(qū)，同時也有23.96%和31.02%的高值聚集區(qū)和高低值異常區(qū)位于該區(qū)內(nèi)，表明沙棘林雖然是流域內(nèi)面積較大的土地利用類型之一，但是并非所有沙棘林都長勢良好，部分地區(qū)也存在沙棘林的退化和死亡現(xiàn)象，在大面積沙棘林中出現(xiàn)裸露空地，造成局部地區(qū)侵蝕高低值聚集異常。從地形上看，有92.81%的低值聚集區(qū)位于坡面地帶，其中56.37%位于坡面中部，表明坡面的侵蝕作用相對較弱，這可能與坡面的地形條件和植被生長狀況有關(guān)。有24.06%的高值聚集區(qū)位于溝谷地帶，同時也有48.51%的高低值異常區(qū)位于該地帶，表明溝谷的侵蝕作用相對嚴(yán)重，但溝谷地帶的地形條件更為復(fù)雜多變，可能存在部分植被覆蓋相對較高，侵蝕作用相對較弱的地區(qū)。

圖6 聚集(異常區(qū))與土地利用類型和地形的關(guān)系

土壤侵蝕模數(shù)、地形因子與景觀格局因子都具有各自的變化趨勢，且不一定具備簡單的線性關(guān)系，因此對三者間的關(guān)系的定量描述可以應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法來進(jìn)行分析。表2中給出了土壤侵蝕模數(shù)聚集和異常區(qū)的局部Moran指數(shù)與地形和景觀格局因子的灰色關(guān)聯(lián)程度。可見高值聚集區(qū)的Moran指數(shù)與地形和景觀格局因子間的關(guān)聯(lián)程度由大到小依次為坡度、高程變異系數(shù)、匯流動力指數(shù)、斑塊間最近距離、斑塊面積分形維數(shù)、地表切割深度、斑塊鄰近指數(shù)、斑塊形狀指數(shù)；低值聚集區(qū)的Moran指數(shù)與地形和景觀格局因子間的關(guān)聯(lián)程度由大到小依次為斑塊面積分形維數(shù)、斑塊間最近距離、地表切割深度、斑塊形狀指數(shù)、高程變異系數(shù)、坡度、斑塊鄰近指數(shù)、斑塊形狀指數(shù)；高低異常聚集區(qū)的Moran指數(shù)與地形和景觀格局因子間的關(guān)聯(lián)程度由大到小依次為斑塊形狀指數(shù)、斑塊面積分形維數(shù)、地表切割深度、高程變異系數(shù)、斑塊間最近距離、匯流動力指數(shù)、坡度、斑塊鄰近指數(shù)。

表2 聚集和異常區(qū)局部Moran指數(shù)與環(huán)境因子灰色關(guān)聯(lián)度

3 討 論

大部分專家學(xué)者對流域尺度的研究表明[20-21]，植被景觀的空間分布格局是影響流域土壤侵蝕差異的主要因素，然而單純分析土地利用和植被覆蓋的矢量數(shù)據(jù)，只能描述其景觀格局的幾何特征，缺乏與地形因子間的耦合聯(lián)系，因而也就無法準(zhǔn)確的反映土壤侵蝕與植被格局的關(guān)系[22-23]。相關(guān)研究表明，干旱和半干旱地區(qū)，在土地利用類型以林草地為主體的小流域中，侵蝕強度大部分被控制在中度侵蝕以下[24]，陳浩[25]的研究證實這一現(xiàn)象。據(jù)2019年鄂爾多斯市水土保持公報公布數(shù)據(jù)，2019年準(zhǔn)格爾旗有林地面積3 276.19 km2，草地面積2 835.85 km2，林草面積占總面積的80.94%，中等覆蓋以上面積為3 908.41，占總面積的42.12%，中度以下水土流失面積2 334.82 km2，占水土流失總面積的72.95%。本研究區(qū)所在的皇甫川流域，中度以下水力侵蝕面積為1 016.78 km2，占水力侵蝕面積的73.22%[26]。據(jù)2015年內(nèi)蒙古自治區(qū)水土保持公報公布數(shù)據(jù)，準(zhǔn)格爾旗圪坨店坡面標(biāo)準(zhǔn)徑流觀測場油松喬木林小區(qū)(15°)的侵蝕量為6 t/km2，人工草地小區(qū)(15°)的侵蝕量為48 t/km2，沙棘林小區(qū)(15°)的侵蝕量為42 t/km2，裸地小區(qū)的侵蝕量為3 007 t/km2[27]。本研究也得出類似結(jié)果，以鮑家溝小流域為代表的裸露砒砂巖區(qū)典型流域，在現(xiàn)有的土地覆被條件下，通過RUSLE計算出的土壤侵蝕強度以微度侵蝕為主，結(jié)合研究區(qū)內(nèi)徑流小區(qū)2019年的侵蝕量數(shù)據(jù)，油松林167 t/km2，沙棘林148 t/km2，山杏林204 t/km2，檸條林297 t/km2，天然草地964 t/km2，裸地3 185 t/km2。表明砒砂巖區(qū)的典型小流域，在退耕還林和生態(tài)移民政策的持續(xù)推動下，土地利用格局隨之改變，充當(dāng)侵蝕“源”的耕地、裸地被大面積的人工林所取代，原有植被景觀被割裂成零散的斑塊，特別是沙棘植被，即使在陡峭和基巖裸露的坡面也能展現(xiàn)強大的適應(yīng)性，促成了連續(xù)的人工林景觀的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致了流域侵蝕強度的轉(zhuǎn)變。

邱揚[28]和沈中原[29]的研究發(fā)現(xiàn)，黃土高原地區(qū)小流域土壤侵蝕具有明顯的空間分布規(guī)律，與土地利用格局和流域地形因素關(guān)系密切，本研究對現(xiàn)有土壤侵蝕模數(shù)的空間自相關(guān)性進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，土壤侵蝕各向異性的空間自相關(guān)程度與流域主溝和支溝徑流匯集的方向吻合。在丘陵溝壑地貌類型區(qū)，地形因素決定了流域徑流匯集和土壤搬運的方向[4]，在坡度陡峭且植被景觀破碎的溝道中，徑流沖刷動力極強，地表覆蓋不均勻，是土壤侵蝕最為劇烈的區(qū)域。植被景觀集中連片的地帶，通常也是地形相對平緩的坡面和川臺地帶，徑流沖刷能力相對較弱，土壤侵蝕強度低。本研究中土壤侵蝕局部空間自相關(guān)性的結(jié)果也證實了這一點，土壤侵蝕模數(shù)高值聚集區(qū)的空間自相關(guān)性與地形因子的關(guān)聯(lián)程度最高，低值區(qū)也多聚集在坡面上連片的植被景觀帶上，土高低值異常聚集區(qū)與景觀格局因子的相關(guān)程度最高，這是因為在大面積的裸露基巖景觀中仍存在著水熱條件相對較好的地帶，這些地帶零散分布著植被的景觀斑塊，這也造成了本該是連片劇烈侵蝕的地帶，仍有個別的微度侵蝕區(qū)域存在，這也證實了植被的空間格局對土壤侵蝕調(diào)控作用。綜上，地形因素是土壤侵蝕模數(shù)高值聚集區(qū)形成的主導(dǎo)因素，植被格局因素是導(dǎo)致土壤侵蝕模數(shù)低值聚集區(qū)形成的主要因素。

4 結(jié) 論

(1) 以鮑家溝小流域為代表的裸露砒砂巖區(qū)典型流域，通過RUSLE模型估算出的研究流域土壤侵蝕模數(shù)的最高值為9 127.45 t/(km2·a)，小流域土壤侵蝕強度總體上以微度侵蝕為主，溝坡等基巖大面積裸露地區(qū)，侵蝕作用依舊劇烈。流域土壤侵蝕模數(shù)的全局Moran指數(shù)Z值得分為136.87，土壤侵蝕模數(shù)在空間上隨機聚類的可能性小于1%(p<0.01)，具有顯著的空間自相關(guān)性。

(2) 鮑家溝流域景觀類型以人工植被景觀為主，主要有沙棘林、檸條林、山杏林和油松林和草地5種，優(yōu)勢景觀為裸露基巖景觀和沙棘林景觀。

(3) 土壤侵蝕模數(shù)的局部Moran指數(shù)與地形和植被景觀格局因子關(guān)聯(lián)程度較高，地形因素是土壤侵蝕模數(shù)高值聚集區(qū)形成的主導(dǎo)因素，植被格局因素是導(dǎo)致土壤侵蝕模數(shù)低值聚集區(qū)形成的主要因素。