基于SOFM与随机森林的大别山区水土保持空间管控分区

水土保持是国家生态文明建设的重要内容,水土保持空间管控分区是水土流失区域科学治理的前提与关键。然而,目前水土保持管控区域划分研究还未形成成熟的空间划定方法,且以小流域为单元的水土保持空间管控研究较少。为探索水土保持空间管控分区的新方法,落实差别化保护治理措施,该研究利用通用土壤流失方程（universal soil loss equation,USLE）计算研究区潜在土壤侵蚀模数与实际土壤侵蚀模数,并通过随机森林确定了土壤侵蚀的主要影响因子,基于小流域单元的土壤侵蚀及其影响因子利用自组织映射神经网络（self-organizing feature map,SOFM）确定了大别山区的水土保持空间管控分区。结果显示：1）大别山区的平均潜在土壤侵蚀为84415.7 t/(km²·a),平均实际土壤侵蚀为210.25 t/(km²·a)。小流域的实际土壤侵蚀主要分布于0～300 t/(km²·a),小流域尺度上潜在土壤侵蚀与实际土壤侵蚀空间分布格局基本一致,高值区主要分布于研究区中部与东部海拔较高的山区腹地;2）植被覆盖度、坡度分别为小流域尺度上潜在土壤侵蚀与实际土壤侵蚀的主要影响因子,植被覆盖度、坡度与土壤侵蚀呈显著正相关（$ P $＜0.01）。高植被覆盖区主要分布于林地占比较高的大别山区腹地,坡度较大的区域沿大别山山脊线自西向东分布。3）SOFM结果显示,小流域尺度上的大别山水土保持空间管控区域划分为重点预防区、一般预防区与其他区域3个区域,其中重点预防区涉及小流域710个,面积15287.4 km²。一般预防区共890个小流域,面积18874.4 km²。两个预防区面积共占研究区61.2%。各区域间的实际土壤侵蚀、潜在土壤侵蚀与坡度差异明显,可作为大别山水土保持空间管控各区域的主要划分指标。研究结果为水土保持空间管控分区提供了新思路,为分区域进行水土保持空间管控提供了理论支持与决策依据。