在近代人类发展的历史过程中，人类活动对客观世界的影响日益重要和深刻。土壤
侵蚀作为一种自然过程由来已久，但由于人为活动的参与，在表现形式、侵蚀程度、空
间分布以及演变过程等均发生了根本变化。深入研究人类活动对土壤侵蚀的影响方式、
机理和过程，定量表征人类活动对土壤侵蚀的影响，对适应自然规律、合理调控人类活
动及有效开展水土流失治理具有极其重要的意义。
本研究以延河流域和纸坊沟流域为例，依据水土保持学的基本理论、运用遥感、统
计学方法，通过GIS 空间分析和数理统计，以水土保持工程措施因子（PE）和植被覆盖
与管理措施因子（C）表征地表形态和植被覆盖状况，通过分析不同时期人为作用对地
表形态、植被覆盖等的影响程度和方式，实现人为作用对土壤侵蚀环境影响的定量表征，
并基于景观生态学原理，分析了研究区植被因子景观格局的变化特征。同时以纸坊沟流
域为例，运用Hc-DEM 方法重构了不同时间序列的人工地形DEM，并在此基础上分析
了坡度、坡长等地形因子的演变特征及其影响因素，定量评价了纸坊沟流域70 多年来
土壤侵蚀演变过程及人为作用对其的影响，取得了以下主要研究结论：
（1）以水土保持工程措施因子值描述地表形态，通过构建地形人为影响指数来表
征人为作用对地形的影响程度和方式，定量分析了纸坊沟流域和延河流域人为作用对地
表形态演变的影响。纸坊沟流域、延河流域的工程措施因子值均随时间呈线性递减趋势，
地表形态的变化有利于控制土壤侵蚀。分析不同时期人类活动地形指数Ht 的变化趋势
表明：纸坊沟流域1938—1987 年人为作用对地表形态的影响程度和范围持续增加，随
后除1999—2003 年略有增加外，基本呈减小趋势，延河流域1986—2006 年人为作用对
地表形态的影响程度与范围先增加后减弱，其中1997—2000 年的人为作用对地表形态
的影响最为明显。对纸坊沟流域人工地形DEM 的分析表明，随着人类活动对地形改造
的程度不断加大，坡度、坡长、坡度因子、坡长因子、坡度坡长因子均呈减小趋势，其
中坡度变化程度最小，坡长变化程度最大，年均减小率分别为3.58%、11.94%，地形因
子值随着基本农田及居民地面积的增加而减小。
（2）以植被覆盖与管理措施因子值描述地面覆盖（植被）的状态，通过构建植被
人为影响指数来表征人为作用对地面覆盖（植被）的影响程度和作用方式，定量分析了
纸坊沟流域和延河流域人为作用对地面覆盖（植被）变化影响。纸坊沟流域的植被因子
值随时间呈4 次抛物线变化，延河流域的植被覆盖与管理措施因子值呈先增加后减小的趋势。分析植被人为影响指数Hc 的变化特征表明，纸坊沟流域1938—1958 年人类活动
对植被的影响以破坏为主，此后以恢复作用为主，人类活动对植被的恢复作用在
1987—1999 年达到最大，随后不断减小，延河流域在1986—2006 年间，人类活动对植
被破坏作用呈下降趋势，人类活动对植被的恢复作用先减小后增加。纸坊沟流域、延河
流域不同植被因子的景观格局发生了巨大变化，纸坊沟流域林地和耕地变化明显，而草
地变化不大，景观多样性指数与均匀度指数先减小后增加，而延河流域的林地、草地和
耕地均发生了较大变化，景观多样性指数与均匀度指数逐年增加。
（3）在1938—2010年70多年间，纸坊沟流域的土壤侵蚀经历了一个先增强后减弱
的过程，侵蚀模数随时间呈4次抛物线变化，1958年侵蚀模数达到最大，随后总体呈递
减趋势。1938年以中度以下侵蚀为主，1958—1978年以剧烈侵蚀为主，1978年以来，侵
蚀强度不断下降，1999—2010年微度侵蚀面积达到3.85km2，剧烈侵蚀面积仅占流域总
面积的8.96%。流域侵蚀强度受地形影响显著，随着坡度的增加，侵蚀强度与侵蚀量均
显著增加，侵蚀量主要来源于25°以上坡度带，侵蚀来源随时间有向35°以上坡度带集中
的趋势，阳坡侵蚀强度高于阴坡。在不同的土地利用类型中，林地的侵蚀强度最低，而
未利用地侵蚀强度最高，1958—1998年耕地是侵蚀产沙的主要来源，1999年以来，草地
成为流域的主要侵蚀产沙来源。经过30多年的综合治理，纸坊沟流域生态环境明显改善，
但沟谷陡荒坡侵蚀依然严重，属强烈以上侵蚀，是今后水土保持治理的重点区域。
（4）将1938 年作为人类活动加剧土壤侵蚀的基期，通过对比1958 年实际土壤侵
蚀与1938 年人类活动水平下土壤侵蚀的差异，分析了人类活动对加剧土壤侵蚀的作用；
将1958 年作为人类活动减弱土壤侵蚀的基期，通过比较1978—2010 年实际土壤侵蚀与
1958 年人类活动水平下土壤侵蚀的差异，定量分析了不同时期人类活动的减蚀作用。与
1938 年人类活动水平下的土壤侵蚀相比，1958 年在人类活动作用下增加土壤侵蚀量
24.91 万t，其中因植被覆盖变化而增加土壤侵蚀量31.09 万t，因地表形态变化而减少
土壤侵蚀量6.18 万t。与1958 年人类活动水平下的土壤侵蚀相比，1978—2010 年在人
类活动作用下减少土壤侵蚀量逐年增加，侵蚀量减少1.19~14.01 万t，其中因植被覆盖
变化而减少土壤侵蚀量0.71~11.48 万t，因地表形态变化而减少土壤侵蚀量0.48~2.53 万
t，与地表形态变化相比，植被覆盖变化对减少土壤侵蚀的作用更为明显。
关键词：土壤侵蚀环境，GIS，定量表征，人为作用，黄土高原