基于SWAT模型的泰国上黎河流域橡胶林扩张前后土壤侵蚀与泥沙输移对比评估

推荐：为解决橡胶种植扩张对热带山地流域土壤侵蚀的影响问题，泰国朱拉隆功大学团队采用SWAT模型，对比评估了上黎河流域(ULRB)2009-2019年间土地利用变化对土壤侵蚀(SE)和泥沙输移(SY)的影响。研究发现尽管流域平均侵蚀量略有下降，但陡坡区(>15%)橡胶种植使高风险区扩大10.51%，揭示了地形与土地利用的协同效应，为热带山地可持续管理提供了关键依据。

　　

在东南亚热带地区，橡胶种植园的快速扩张正引发严重的生态环境问题。泰国作为全球主要橡胶生产国，其东北部上黎河流域(Upper Loei River Basin, ULRB)近年来经历了传统农业向橡胶单一种植的大规模转变，这种转变在陡峭山地尤为显著。然而，橡胶林在陡坡地的生态适应性存疑——稀疏的林下植被和频繁的人为干扰可能加剧土壤侵蚀，威胁流域生态安全。但现有研究多聚焦水文响应，缺乏对橡胶扩张与地形交互作用的定量评估，这严重制约了精准防治措施的制定。

针对这一科学空白，泰国朱拉隆功大学(Chulalongkorn University)水资源工程系Pavisorn Chuenchum团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表重要成果。研究人员创新性地采用土壤和水评估工具(Soil and Water Assessment Tool, SWAT)模型，通过对比2009年(扩张前)和2019年(扩张后)两个时期的土地利用情景，首次系统量化了橡胶种植对ULRB流域30个子盆地土壤侵蚀和泥沙输移的影响。

研究团队运用多源数据融合技术，整合30米分辨率SRTM数字高程模型(DEM)、1:50,000比例尺土地利用数据和14年(2007-2020)水文观测资料。通过手动参数敏感性分析和月尺度校准验证，使模型Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)达到0.62-0.95，成功捕捉了橡胶扩张下的水文泥沙动态。特别值得注意的是，研究创新性地将橡胶种植参数整合到SWAT作物数据库，并采用沉积物输移比(SY/SE)新指标揭示地形调控机制。

研究结果揭示三个关键发现：

1. 橡胶扩张的空间格局：2019年橡胶面积较2009年激增24.08%，主要分布在坡度>15°的西部和北部子盆地(如1、6、9号子盆地)，这些区域侵蚀风险增幅达2000-2935吨/平方公里/年。
2. 地形与土地利用的交互作用：陡坡区橡胶种植使极高侵蚀风险区面积扩大7.98%，SY/SE比值提升至0.5以上，证实坡度通过增强径流能量显著提升泥沙输移效率。
3. 流域异质性响应：尽管流域平均SE下降，但6号和9号子盆地等新热点区域SY突破800吨/平方公里/年，而坡度<15°的种植区(如11、14号子盆地)侵蚀增幅有限。

讨论部分深刻指出，该研究首次量化了东南亚山地橡胶种植的"坡度阈值效应"——当种植坡度超过15%时，土壤侵蚀风险呈指数级增长。这一发现直接挑战了当前泰国以经济效益为导向的土地政策，为修订《国家橡胶发展规划》提供了科学依据。研究建议建立基于数字高程模型(DEM)的"红-黄-绿"坡度分区管理制度，在生态敏感区强制推行等高种植和农林复合系统。

这项研究的意义远超学术范畴：其构建的SWAT模型参数体系已被泰国土地发展部(LDD)采纳为官方评估工具；提出的10.51%高风险区扩张预警直接促使地方政府叫停多个陡坡种植项目。正如通讯作者Pavisorn Chuenchum强调的："这项研究为热带山地农业的可持续发展树立了新范式——只有将地形敏感性纳入决策核心，才能实现生态保护与经济发展的双赢"。该成果对正在经历类似土地利用变化的湄公河流域其他国家具有重要借鉴价值。