河南省土壤侵蚀时空分异特征及土壤保持经济价值

掌握土壤侵蚀时空变化特征及其经济价值对流域综合治理和土壤保持功能的稳定发挥具有重要意义。现有研究通常采用多时相土壤侵蚀空间分布图的叠加和当量法来探讨土壤侵蚀的时空格局及其经济价值,往往忽视了土壤侵蚀的空间分异性和动态性。以河南省为例,基于RUSLE模型,通过降雨、土壤颗粒组成、土地利用类型、数字高程和遥感影像等数据确定模型中的参数因子定量分析2000-2020年区域内的土壤侵蚀时空分布特征,同时结合探索性空间数据分析ESDA和地理探测器方法探讨土壤侵蚀热点区域及其驱动因素,并采用替代成本法评估土壤保持功能及其经济价值。结果表明:1)河南省中轻度及以上的侵蚀面积整体呈减少趋势,在2015年达到最低;2)土壤侵蚀的空间分布与演化具有明显聚集效应,土壤侵蚀强度在空间上呈正相关分布(全局Moran’s I指数介于0.450-0.705),“高-高”聚集区面积显著减小,聚集趋势表现为总体减弱且小幅扩散,土壤侵蚀热点区主要分布在安阳、鹤壁、济源和三门峡4个市域;3)降雨和坡度是主要影响土壤侵蚀的环境因素(单因素解释力q值:77.7%-79.1%和43.7%-82.2%),3.28×10^(2)-6.43×10^(2)mm的降雨量和大于29.0°的陡坡均是土壤侵蚀的高风险区域,而植被覆盖度对土壤侵蚀过程有较强的抑制效果(单因素解释力q值:16.1%-19.4%;交互作用解释力q值:40.0%-83.9%);4)土壤保持经济价值波动明显,2000-2020年分别为8.36×10^(9)、8.21×10^(9)、9.26×10^(9)、3.52×10^(9)和7.17×10^(9)元。研究结果通过明晰区域土壤侵蚀现状及其驱动因素,可为提高土壤保持功能及其经济价值提供理论参考和决策依据。