浙江省水土流失动态监测中农村建设用地B因子赋值研究

聂国辉，周祖煜，郭宪杰，李昱彤，步永伟

［关键词］ 水土保持；动态监测；农村建设用地；植被覆盖与生物措施因子；浙江省

［摘要］ 农村建设用地的植被覆盖与生物措施因子即B因子，在使用中国土壤流失方程模型进行区域水土流失动态监测中具有非常关键的作用。按照浙江省水土保持三级区划，在区划范围内随机选择县（市、区）和自然村作为样本，采用高精度无人机遥感影像，详细调查并解译了农村建设用地地块内部的土地利用构成，依据相同的技术路线和赋值方法，重新计算整个地块的B因子，根据自然村的位置分区、海拔、地形和面积分布情况等不同维度因素，探讨不同的农村建设用地B因子值的分组统计方法，分析不同因素可能对B因子值的影响。结果表明：3个因素均不会对B因子值产生较为明显的影响，影响更大的还是农村建设用地内部的地物结构，这是后续新农村建设和水土流失防治工作中需要重点关注的方向；修订浙江省B因子值为0.016，较全国标准化赋值0.025减少36%，采用修订后的数据计算，2021年的农村建设用地水土流失面积将减少14%。

［中图分类号］ S157［文献标识码］ A［文章编号］ 1000－0941（2023）06－0011－05

水土流失動态监测是开展水土流失预防和治理的基础。为贯彻落实《全国水土流失动态监测规划（2018—2022年）》，全面加强水土流失动态监测，自2018年开始，水利部统一采用遥感调查、定位观测与模型计算相结合的技术方法，开展覆盖全国的水土流失动态监测。

按照水利部统一部署与要求，浙江省采用中国土壤流失方程（CSLE）模型对全省水土流失量进行计算。研究认为，土壤流失方程的7个因子中，土壤侵蚀对植被覆盖与生物措施因子（B因子）最敏感，其对整体有效性的作用也是最显著的[1-2]。但是，B因子值的计算是分不同土地利用类型进行的，对于园地、林地和草地3种土地利用类型是利用遥感影像数据进行植被模型计算获得，而对于其他土地利用类型则是通过赋值表进行赋值。根据《水土流失动态监测技术指南》中的“非园地、林地、草地的B因子赋值表”，城镇建设用地的B因子赋值为0.01，相当于80%的植被覆盖度；农村建设用地的B因子赋值为0.025，为城镇建设用地的2.5倍，相当于60%的植被覆盖度。根据技术指南定义，农村建设用地是指农村中已完建用于生活居住的宅基地、村中道路、商店、养殖设施、空地、其他公用设施等。根据浙江省农村建设用地的实际情况，新农村建设整体环境比较好，农村内部的路面大多已硬化，村旁屋边绿化较好，通过统一模型赋值计算出来的水土流失面积会比农村实际情况偏大。

1研究方法

为了更精确地评估浙江省农村建设用地的水土流失情况，根据技术指南的技术路线，本研究使用高精度的无人机遥感影像，精细化地解译农村建设用地地块内部的土地利用构成，把农村建设用地的大图班划分成更精细的不同土地利用类型的小图斑，之后使用相同地类的赋值方法，分别对各地表覆盖类型的小图斑赋B因子值，通过面积加权平均计算得到该区域农村建设用地大图斑的B因子修正值。

在全省范围内，水土流失具有一定的区域性特点，本研究先在全省范围内分区划定，然后在分区范围内采用随机抽样的方式选择有一定数量的代表性行政区县，实地调查与分析当地不同农村建设用地的B因子值，最后计算全省不同区域农村建设用地的B因子值。

1.1全省分区

考虑到浙江省不同区域的农村建设用地情况可能会存在一定的差异，结合浙江省各区域自然状况、经济发展水平等情况，根据浙江省水土保持区划，将浙江省划分成浙北平原区、浙西北低山丘陵区、浙中低山丘陵区、浙东低山岛屿区和浙西南山地区5个区域，分别对各区域内的农村建设用地进行现场调查，研究不同区之间的B因子值是否存在一定程度上的差异。

1.2分区选点

对于浙北平原区、浙西北低山丘陵区、浙中低山丘陵区、浙东低山岛屿区和浙西南山地区5个区域分别以县级行政区为单位选取数个样区，然后在每个选中的县级行政区内选择3～5个自然村作为样点进行实地调查。本次调查研究共选取了69个自然村。

1.3现场调查

现场实地调查主要是针对原来解译的农村建设用地图班，调查水土流失的主要影响因素。为了获取农村建设用地图斑内部更为详细的地表覆盖情况，采用无人机低空航拍的方式制作遥感影像，分辨率要求达到每像元0.1 m，以获取农村建设用地样点图斑范围内的土地利用解译影像。

1.4解译分类

通过遥感解译获取各农村建设用地图斑内部的地表覆盖物信息。本次工作的目标是调查农村建设用地内部的水土流失状况，结合农村建设用地内的实际调查情况，发现农村建设用地内的主要地物可以分为六大类：房屋及硬化地表、硬化道路、树木草丛、人工管理的菜园花园、河道水塘，以及未被覆盖的其他土地等。其中面状对象的最小解译图斑为10×10个像元（1 m2的地块），道路或河道的最小解译宽度为3个像元（0.3 m的道路或沟渠）。

1.5因子赋值

农村建设用地B因子值的修正，是对农村建设用地内部细分的地物图斑的B因子重新赋值，B因子赋值仍然参考《水土流失动态监测技术指南》中植被覆盖度与B因子赋值的对应关系。

（1）“房屋及硬化地表”指农村房屋建筑和房前屋后经过硬化的地表，对比技术指南中的城镇建设用地，B因子赋值为0.01，相当于80%的植被覆盖度。

（2）“硬化道路”指农村建设用地内部已经硬化的村中道路，对比技术指南中的其他交通用地，B因子赋值为0.01，相当于80%的植被覆盖度。

（3）“树木草丛”指农村内部连片地块（单株植物不计其中）中的绿化树木草丛等植被，南方气候适宜，人工绿化种植或自然生成，覆盖度较高，按80%的植被覆盖度计，B因子赋值为0.01。

（4）“菜地花园”指农村内部房前屋后自有种植的菜园或者花圃花园等人工管理的地块，可同时考虑植被覆盖和工程措施。植被覆盖度通常不高，直接取40%，工程措施通常有陇、畦、拦挡等措施，综合B因子赋值为0.034 7。

（5）“河道水塘”指农村范围内的水渠或小的水塘，根据技术指南定义为水域及水利设施用地，B因子赋值为0。

（6）“其他土地”指無硬化也没有植被覆盖的地面， 聂国辉等：浙江省水土流失动态监测中农村建设用地B因子赋值研究根据技术指南定义为人为扰动地块、农村道路及其他土地等，B因子赋值为1。

具体赋值情况见表1。

农村建设用地大图斑的B因子值计算公式为

B=（S01×B01+S02×B02+S03×B03+S04×B04+S05×B05+S06×B06）/S总（1）

式中：S01～S06分别为6种地表覆盖类型对应的小图斑面积；B01～B06分别为6种地表覆盖类型对应的B因子值；S总为该农村建设用地大图斑的总面积。

将浙江省分区域各县（市、区）69个自然村的建设用地图斑解译后，按上述方法计算出各图斑的B因子修正值，再根据算术平均值计算各县（市、区）的B因子修正值。

2结果分析

2.1农村建设用地的B因子值修正计算

以南浔区亘头村为例，图1（a）是根据区域水土流失动态监测技术要求，使用2 m分辨率高分1号遥感影像解译的农村建设用地图斑;图1（b）是采用无人机拍摄的分辨率优于0.1 m的遥感影像，可以更清晰地解译其内部各种地表覆盖物的构成，用以计算精细化解译后的不同地物的B因子值。

南浔区亘头村解译的农村建设用地图斑总面积为62 900.37 m2，根据解译分类标准细化分类后的小图斑统计各个图斑的面积，其中房屋及硬化地表面积45 668.43 m2，硬化道路面积3 330.76 m2，树木草丛面积2 037.77 m2，菜地花园面积11 578.97 m2，河道水塘面积233.95 m2，其他土地面积50.49 m2。根据细化后的各地类B因子赋值表，利用式（1），计算修正后的B因子值为0.015 3，结果见表2。

2.2水土保持三级区划的结果分析

根据5个水土保持三级分区中抽样的69个自然村计算结果，按算术平均值计算B因子的修正值。由于不同土地利用类型面积占比不同，使用的赋值权重不同，因此不同土地利用类型的B因子值对最终修正值的影响也不尽相同，根据面积和赋值加权计算平均值得到影响比例进行分析，见表3。

根据各自然村细分小图斑中的地表覆盖情况及各分区B因子影响大小可知：对于浙江省内大部分地区来说，房屋及硬化地表这类土地利用类型对B因子值的影响最大，原因是这类土地面积占比最大；而对于部分区域存在的一定面积占比的其他土地，由于其B因子赋值最高，因此即使其面积占比较小，但对B因子值的影响也较大。

由计算结果可知，浙江省农村建设用地图斑中，房屋及硬化地表影响比例约为50%，其次为其他土地，影响比例约为20%。由于房屋及硬化地表的B因子赋值为0.01，而其他土地的B因子赋值为1，最终结果是其他土地的占比较大影响了B因子的波动峰值。因此，其他土地占比较少的浙东低山岛屿区B因子值最低，而浙西北低山丘陵区的其他土地占比较大，B因子值偏高。总体来说，各区相互之间B因子值的差异不是特别显著。

2.3全省范围内的结果分析

根据各样区图斑中的地表覆盖情况可知，其他土地（人为扰动地块、农村道路和其他土地）由于未有植被覆盖、未实施相应的管理措施，因此是造成农村水土流失的主要区域，对农村建设用地图斑的B因子修正值的影响较大。统计分析可知，在69个样本的B因子值中，最大值为0.027 4（开化县溪东村），最小值为0.009 7（奉化市外应村），主要原因是开化县溪东村的其他土地面积占比为1.71%，影响最大，而奉化市外应村的水域面积占总面积的3.37%，拉低了平均值。69个样本的平均值为0.015 8，中位值为0.015 3，平均偏差为0.005 1，标准偏差为0.004 4。根据各自然村统计汇总到各县（市、区）、各三级分区的结果来看，三级分区、各区县的平均B因子值之间没有显著的差别。图2为浙江省各县（市、区）农村建设用地B因子值散点图。

2.4其他因素分析

除水土保持规划分区外，不同自然村的空间位置、海拔、地形等自然条件是否会对B因子值产生较为明显的影响也有必要进行探究。针对69个自然村样本，分别从自然村农村建设用地面积大小、自然村的海拔、所在区域的地形3个要素进行分组分类统计分析。

2.4.1面积分析

所有自然村样本中，建设用地面积最大的自然村有30.41万m2（安吉县章村村），面积最小的自然村有2.70万m2（奉化市里城村），平均面积为10.53万m2。根据面积大小，用等距法划分为10个样本组，根据组内自然村的平均面积数，统计每个样本组内的平均B因子值，见表4。

面积最小的分组，平均B因子值确实最小，但面积较大的分组（如05和07分组）的平均B因子值也较小，而面积较小的分组（如03和06分组）的平均B因子值却很高。这说明，B因子值与农村建设用地图斑大小没有必然的关系。

2.4.2海拔分析

根据DEM高程获取自然村的平均海拔，所有自然村样本中，海拔最低的自然村为3 m（南浔区中兴村和象山市兵营村），海拔最高的自然村为392 m（新昌县里丁村），平均海拔为83.35 m。根据海拔，也按等距法划分为10个样本组，根据平均海拔统计每个样本组内的平均B因子值，见表5。

海拔不同的分组，平均B因子值确实有差别，但是各分组的B因子值出现不同程度的起伏交错，可见海拔对B因子值没有必然的影响关系。

2.4.3地形类型分析

根据浙江省的地形类型，将自然村样本划分为3个分组，分别为平原组、盆地组和山丘组。平原组主要包括杭嘉湖平原、宁绍平原、温黄平原、温瑞平原、鳌江平原范围内的自然村，盆地组主要包括金衢盆地、嵊新盆地、天台盆地、松古盆地范围内的自然村，其他列为山丘组。根据分组情况，统计每个样本组内的平均B因子值，见表6。

地形类型不同的分组，平均B因子值确实有差别，盆地组较低，平原组较高，但是数据差距仅为7.6%，可见地形类型对B因子值没有显著的影响。

3结语

3.1浙江省本地化B因子修正值

本次研究调查点分布面积较广，在浙江全省范围内均有涉及，各水保分区、各县（市、区）和各样本自然村的B因子值统计数据略有不同，平均值为0.015 8，中位值为0.015 3。若参考全国标准保留3位小数，则可修正浙江省B因子值为0.016，较全国标准化赋值0.025要减少36%。

3.2对水土流失面积的积极影响

根据中国土壤流失方程模型，在其他因子保持不变的情况下，如果B因子值采用修订后的参数，那么最后计算的侵蚀模数也会同比下降36%。该结果对水土流失动态监测也产生了正面影响，即相应的侵蚀模数会下降，不同等级的流失面积相应也会减少。

根据浙江省2021年水土流失动态监测的成果数据，农村建设用地约占全省总面积的3%，农村建设用地水土流失面積占全省总水土流失面积的1.5%。其中，农村建设用地轻度水土流失的面积占水土流失面积的99.5%，中度水土流失的面积占水土流失面积的0.5%。如果采用修订后的B因子值，那么根据侵蚀等级分类的标准拟合公式，推算中度水土流失的侵蚀模数都会下降至轻度，轻度水土流失面积中原来侵蚀模数小于780 t/（km2·a）的则都会下降到500 t/（km2·a）以下变成微度，水土流失面积至少也会减少14%。

3.3对农村建设用地水土流失防治的建议

通过分析农村不同土地利用类型对B因子值的影响，不同自然村的空间位置、海拔、地形类型等自然条件并不会对B因子值产生较为明显的影响，影响更大的还是农村建设用地内部的地物结构，特别是对于易发生水土流失的其他土地利用类型，包括人为扰动地块、未硬化的农村道路、其他裸露的土地等，这是后续新农村建设和水土流失防治工作中需要重点关注的方向。

[参考文献]

[1] 冯强，赵文武.USLE/RUSLE中植被覆盖与管理因子研究进展[J].生态学报，2014，34（16）：4461-4472.

[2] 于东升，史学正，吕喜玺. 低丘红壤区不同土地利用方式的C值及可持续性评价[J].土壤侵蚀与水土保持学报，1998（4）：72-77.

［作者简介］ 聂国辉（1976—），男，辽宁朝阳人，高级工程师，主要研究方向为水土流失综合治理与水土保持监测；通信作者郭宪杰（1979—），男，山东烟台人，工程师，硕士，主要研究方向为水土流失动态监测。

［收稿日期］ 2022-07-10

（责任编辑杨傲秋）