基于GIS与多准则分析的Upper Tekeze流域土地退化综合评价及可持续管理策略

本研究针对埃塞俄比亚Upper Tekeze流域严重的土地退化问题，创新性地结合GIS空间分析、多准则评价(MCA)和层次分析法(AHP)，首次构建了包含物理、生物、化学指标的综合退化评价体系。结果显示流域年均土壤流失达27.5 t ha-1 yr-1，95%区域存在中高度退化，为制定精准生态修复策略提供了科学依据。

　　

在埃塞俄比亚北部高原，Upper Tekeze流域正面临严峻的生态危机。这片面积达311,961公顷的土地承载着密集的农业人口，却因长期过度开发导致土地退化愈演愈烈。数据显示，该国85%的土地已出现不同程度退化，其中北部高地的土壤流失速率高达45 t ha^-1 yr^-1。更令人担忧的是，现有研究多聚焦单一退化指标，缺乏对物理侵蚀、生物衰减和化学劣化的系统评估，这严重制约了精准修复措施的制定。正是在这样的背景下，Alelgn Ewunetu和Abebe Kerbsh团队开展了这项开创性研究。

研究人员采用空间多准则决策框架，整合了修订通用土壤流失方程(RUSLE)、土壤理化参数遥感反演和野外验证等多维数据。通过非洲土壤信息服务(AFSIS)获取250米分辨率栅格数据，结合CHIRPS降水资料和Landsat 8影像，构建了包含12项关键指标的评估体系。特别值得注意的是，研究采用层次分析法(AHP)确定各指标权重，使评价结果更具客观性。

【物理退化特征】

通过RUSLE模型计算显示，流域年均土壤流失量达26.5 t ha^-1 yr^-1，71.7%区域超出土壤容许流失阈值(18 t ha^-1 yr^-1)。地形因子(LS)分析揭示下游陡坡区侵蚀风险最高，其中10.87%区域流失量超过75 t ha^-1 yr^-1。土壤物理参数显示42.87%区域存在中度压实(容重1.55-1.77 g/cm³)，近半流域呈现浅土层特征(50-100cm)。

【生物退化格局】

土壤有机质(SOM)转化分析发现，62.71%区域SOM含量低于0.2%，处于极度贫瘠状态。调整土壤植被指数(SAVI)评估显示55.56%区域植被覆盖中等，但结合有机质指标后，68.89%区域被判定为高度生物退化。这种"双重衰减"现象与当地秸秆还田率低、有机投入不足密切相关。

【化学退化状况】

土壤化学分析呈现差异化特征：63%区域pH值中性(6.7-7.3)，但31%耕地存在酸化趋势(pH 5.5-6.7)。交换性钠百分比(ESP)显示76.1%区域钠含量正常，但2.03%区域ESP>25%，存在碱化风险。整体而言，化学退化程度轻于物理和生物退化。

【综合退化评估】

通过加权叠加分析，研究首次绘制了流域综合退化风险图。结果显示物理退化权重占比达64%，成为主导因素。空间上65.15%区域属中度退化，29.44%为高度退化，主要分布在农耕密集的中游地带。当地长者访谈证实，这些区域正经历着生产力持续下降的恶性循环。

这项发表在《Scientific African》的研究具有多重科学价值：其一，创建的RUSLE-MCA-AHP-GIS框架为干旱区土地退化评估提供了可复制的方法论；其二，揭示物理退化(特别是土壤侵蚀)是埃塞俄比亚高地的核心生态约束；其三，提出的植被恢复优先策略直接呼应联合国可持续发展目标(SDGs)中的陆地生态保护目标。研究者特别强调，未来应扩大土壤养分指标的监测范围，并将沟蚀等特殊侵蚀形态纳入评估体系。这些发现不仅为Upper Tekeze流域的生态修复规划提供了精准"导航图"，也为非洲其他面临类似挑战的地区提供了宝贵的治理范式。