Page 40 - 《华中农业大学学报）》2024年第6期

34 华 中 农 业 大 学 学 报 第 43 卷

现了不同社会经济影响因素在驱动中国各地级市土 自然和社会经济因素影响，本研究基于研究目的仅
壤侵蚀速率空间异质性格局时作用尺度的差异。结 使用了社会经济因素解释其空间变异，且受限于数
果表明，相较于其他变量，中国各地级市土壤侵蚀速 据可得性，可能忽略了一些重要因子。表 2 展示了
率对人口密度和复种指数等因素较为敏感，其作用 MGWR 模型结果中各变量的系数。为了更好地探
尺度较小（相应带宽分别为 38 和 48），反映了各地级 究不同社会经济因素对土壤侵蚀速率的贡献程度，
市在不同人口密度和复种指数的背景下，其土壤侵 本研究在进行多尺度地理加权回归之前将解释变量
蚀速率变化程度差异较大。相比之下，地区生产总 和因变量的值在进行了对数化处理后，均缩放为平
值增长率和农业机械化水平的作用尺度较大，其带 均值为 0 且标准差为 1 的标准化变量，因此各变量
宽分别为 346 和 197，表明这些因素对各地级市土壤 的回归系数可用于比较不同变量对土壤侵蚀速率
侵蚀速率的驱动作用在较大尺度上相似。 的相对贡献程度。从各系数的平均值来看，人口密
多尺度地理加权回归模型得到的决定系数 R 的 度对土壤侵蚀速率的贡献程度最大。而各变量系
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空间分布（图 2）显示，MGWR 模型在中国大部分地 数范围均覆盖了正负值，这表明不同变量对于土壤
区解释程度都较高，R 均在 0.54 以上。但在东北地 侵 蚀 速 率 的 影 响 因 素 会 随 着 空 间 位 置 的 变 化 而
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区和西南地区模型拟合优度相对较低，该部分地区 变化。
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R 在 0.33～0.40。这是因为土壤侵蚀速率同时受到

图2 多尺度地理加权回归模型中决定系数（A）和标准化残差的空间分布（B）
Fig.2 The spatial distribution of local R（A） and standardized residual in MGWR model（B）
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2.3 驱动因素的空间异质性分析 农业集约化程度较高，由于大型农机在耕作过程中
图 3展示了 MGWR模型中各个社会经济驱动因 可能会对土壤进行压实 ［30］ ，降低土壤孔隙度和透水
素空间回归系数。从农业活动相关的驱动因素来 性，导致土壤抗水蚀能力的下降，从而增加土壤侵
看，复种指数和人均机械总动力表征的农业集约化 蚀。此外，依赖机械化进行大面积翻耕会增加对土
程度几乎在全国范围内均对土壤侵蚀速率呈现正向 壤的扰动程度，破坏土壤团聚体，从而增加土壤侵
驱动作用，这表明了农业活动对土壤侵蚀起到加速 蚀的风险。
作用。具体而言，复种指数在中国西部地区对土壤 在人口因素方面，人口密度在中国大部分区域
侵蚀速率的正向作用更为明显。较高的复种指数反 对土壤侵蚀速率呈现正向驱动作用。本研究中东北
映了农作物种植面积的增加和耕作频率的提高，这 地区、位于华北平原的山东河南等省份以及西南地
可能会导致土壤结构的破坏，增加土壤水蚀风险，但 区等地，人口密度的驱动作用更为明显。这些地区
其原因进一步受区域自然条件、政策等因素的交互 耕地利用更为集约化，农业活动更为频繁，土地利用
影响，呈现复杂分异。人均农业机械总动力表征的 压力较大。相反，城镇化对土壤侵蚀速率的作用在
农业集约化程度对土壤侵蚀速率的正向驱动作用主 中国几乎所有地区均呈现负向作用，这是因为城镇
要表现在中国东部地区如华北平原或东北地区。东 化过程中会造成大量地表硬化，抑制了水土流失。
北地区和华北平原作为中国的重要农业生产基地， 从经济方面来看，人均地区生产总值在所有地区均