深圳市位于广东省南部，地处东经113°52′～114°37′，北纬22°27′～22°39′，东临大亚湾与惠州市相连；西与中山市、珠海市隔海相望；南至深圳湾与香港相连；北部与东莞市、惠州市接壤。全市占地1 996.62 km²，约占全国总面积的0.02%，常住人口1 252.83万人，下辖9个行政区和1个新区。深圳市行政区划见图1。

全市多为低丘陵地，地势西北低、东南高，属亚热带海洋性气候，每年4～9月为雨季，平均年降雨量为1 933 mm，日照时间较长，常年日照时数为2 120 h。全市主要土壤类型有花岗岩赤红壤、砂页岩赤红壤和花岗岩红壤等。按中华人民共和国水利行业标准《土壤侵蚀分类分级标准（SL190—2007）》^[11]统计，截至2017年，深圳市土壤侵蚀面积为43.14 km²，其中轻度侵蚀面积6.64 km²，中度侵蚀面积9.08 km²，强度侵蚀面积11.11 km²，极强度侵蚀面积9.65 km²，剧烈侵蚀面积6.66 km²。全市建成区绿化覆盖率达45.04%，主要植被类型为常绿针叶林、常绿阔叶林和常绿季雨林等。由于深圳市降雨较集中、地表植被遭到人为长期破坏、以及土壤类型等原因，导致水土流失问题严重。

本研究需要收集高程数据集、气象数据集和土壤数据集等数据，其主要来源和数据特征，见表1。

文中采用修正RUSLE模型，其水土保持量的计算见式（1）。

式（1）中，A_c为年平均水土保持量（t/hm²·a）；R为降雨侵蚀力因子（MJ·mm/hm²·h·a）；K为土壤可蚀性因子（t·hm²·h/hm²·MJ·mm）；L、S为地形因子；C为地表植被覆盖因子；A_p为潜在土壤侵蚀量；A_r为实际土壤侵蚀量。根据参考文献[1]进行各类因子的具体计算。

R因子是指降雨引发土壤侵蚀的潜在能力，是由降雨量和降雨强度统计计算出来的指标。本文利用日降雨量的数据来求解R值^[12-13]，见式（2-3）。

式（2-3）中，R为多年平均年降雨侵蚀力（MJ·mm/hm²·h·a）；k为1年24个半月；${\bar R_{{\text{半月}}k}}$为第k个半月的平均降雨侵蚀力（MJ·mm/hm²·h·a）；i为年份；j为第i年第k个半月侵蚀性降雨日的天数；P_i,j,k为第i年第k个半月第j个侵蚀性日降雨量（mm）。α为参数，暖季时α＝0.393 7，冷季时α＝0.310 1。

K因子表示土壤受侵蚀的潜在可能性，主要与土壤的理化性质有关，包括土壤的结构、组成和有机物含量等。K值估算采用Williams等发展的由土壤有机碳和土壤颗粒组成数据的可蚀性模型^[14-15]，见式（4-5）。

式（4-5）中，K_EPIC为修正前的土壤可蚀性因子；K表示修正后土壤可蚀性因子；m_silt为粉粒含量，%；m_c为粘粒含量，%；m_s为砂粒含量，%；orgC为有机碳的含量，%。

坡长因子L和坡度因子S是组成地形因子的两个方面，反映地形对土壤侵蚀的影响。在评估中，应用地面一定距离范围内最大高差，即地形起伏度，作为区域土壤侵蚀评估的地形指标。在ArcGIS中，选择高程数据集，在空间分析模块下使用领域统计，设置统计类型为最大值和最小值，得到高程数据集的最大值和最小值，然后使用栅格计算器RasterCalculator，公式为［最大值—最小值］，获取地形起伏度，即地形因子栅格图。

植被覆盖因子是个控制土壤侵蚀的积极因素，它反映了土地表面有关覆盖对土壤侵蚀的综合作用^[16-17]，其值越接近于0表示越不容易发生侵蚀。本研究参照N-SPECT的参数采用人工赋值法对荒漠赋值为0.7、城镇赋值为0.01、湿地和水田均赋值为0、旱地按植被覆盖度换算，计算见式（6）。

式（6）中，C_旱为旱地的植被覆盖因子；c₁为小数形式的植被覆盖度。按照不同的植被覆盖度，对其余的生态系统类型赋值，见值，见表2。

采用深圳市33个主要气象站连续5年(2011～2015年)的日雨量资料，计算出各气象站的降水侵蚀力因子，并采用克里金差值法对无监测数据的地区进行插补，以获得全市的降水侵蚀力因子分布情况，见图2。

图2可见，降雨侵蚀力与土壤侵蚀成正相关关系，深圳市降雨侵蚀力因子R值主要分布在614.03～1 104.97之间，总体分析，深圳市降雨侵蚀力因子R值东部高于西部，最高值在东北部和中部。对各行政区而言，平均降雨侵蚀力因子从高到低依次排列为罗湖区、盐田区、福田区、龙岗区、大鹏新区、坪山区、龙华区、光明区、宝安区和南山区。罗湖东部、盐田西部、龙岗区北部及大鹏新区北部等地更易受到降雨侵蚀。降雨侵蚀力主要受日降雨量和降雨天数影响，降雨量与自然环境特征和人为因素密切相关。宝安区、南山区南部及光明区西部等地城市开发强度大，植被资源相对匮乏，降雨量相对较小，土壤相对不易受降雨侵蚀。

基于深圳市土壤类型矢量数据，参考深圳市基本生态控制线的专项调查研究成果，得到全市不同土壤类型的可蚀性因子K值，结果见表3。

土壤可蚀性，是指土壤对侵蚀的敏感性，在相同条件下，K值越大，表示土壤受侵蚀的潜在危险就越大，反之越小^[18]。由表3可知，全市共分布有土壤类型41种，其中河砂质田、河砂坭田、河坭田、盐渍坭滩和粗砂坭田的K值最大，为0.29；轻咸田和中咸田的K值次之，为0.28；盐渍砂滩的可蚀性最低，K值为0.07。

根据深圳土壤类型分布和K值获得深圳土壤可侵蚀因子分布情况，见图3。

图3可见，深圳市土壤可蚀性因子K值主要分布在0.07～0.29之间，高值区分布总体面积不大，但分布较为零散，主要分布在宝安区西部、光明区西部、福田区南部、龙华区东部和南山区东部，在龙岗区、坪山区及大鹏新区也有零星分布，较容易发生土壤侵蚀；低值区则主要分布在宝安区东部、南山区北部、龙华区西部、龙岗区北部、坪山区东部以及罗湖区、盐田区、大鹏新区的南部，相对不容易发生土壤侵蚀。

土壤可蚀性因子主要由土壤类型及其主要性质决定，深圳土壤以赤红壤为主，相对其他土壤类型，属于易被侵蚀类型；沿海岸线呈现两个极端，最易被侵蚀的河砂质田、河砂坭田等土壤类型分布在宝安、光明两区的西部，最不易被侵蚀的盐渍砂滩分布在深圳湾沿岸。

坡长L和坡度S是产生水土流失的内在因素，地形起伏度体现坡长坡度的综合特征，和土壤侵蚀强度的分布有直接相关性。地形起伏度越大说明对土壤侵蚀越敏感，越容易受到土壤侵蚀。地形因子分布见图4。

深圳市地形起伏度介于0～298 m之间，总体呈现东部高于西部，南部高于北部的特征。对于各区而言，大鹏新区、盐田区、宝安区中部、南山区南部和北部及福田区北部等地城市地形地貌变化较大，山体丘陵较多，地形起伏度较大，较容易受到土壤侵蚀的影响。对于全市大部分地区来说，地形起伏度较小，不容易发生土壤侵蚀。

植被覆盖因子对水土保持起着积极的作用，是无量纲参数，其值介于0～1，越接近于1表示越容易发生土壤侵蚀。植被覆盖因子分布情况，见图5。

图5可见，植被覆盖因子值低值区在全市内以集中连片分布为主，分布区域较大，全市各区均有分布，植被覆盖率高达40%以上，森林资源丰富，整体水土保持能力较强。高值区则以散状分布为特色，有分布区域广、单块面积小和分布较零散的特点，光明区东部和北部及宝安区东部等地城市开发建设强度较大，受人为干扰因素多，植被资源相对匮乏，生态系统结构单一，水土流失相对较严重。

将各因子统一成10 m分辨率的栅格数据，在ArcGIS栅格计算器（SpatialAnalyst→RasterCalculator）中，根据公式计算得到生态系统水土保持量，见图6。

通过模型计算，得到不同类型生态系统水土保持量栅格图，在arcGIS归一化处理后，依据《指南》^[1]并结合深圳市实际，将服务值按从高到低的顺序排列，计算累加服务值。将累加服务值占生态系统服务总值比例的20%、50%与80%所对应的栅格值，作为生态系统服务功能评估分级的分界点，利用地理信息系统软件的重分类工具，将生态系统服务功能重要性分为4级，即极重要、高度重要、重要和一般重要，具体评价结果见图7，各等级分布情况，见表4。

水土保持极重要区主要分布在深圳市东南部，具体分布在大鹏半岛国家地质公园、大鹏半岛自然保护区、田头山自然保护区、马峦山郊野公园、梧桐山森林公园、梧桐山风景名胜区、银湖山郊野公园、塘朗山郊野公园、羊台山森林公园、凤凰山森林公园、东深供水-深圳水库饮用水水源保护区、清林径水库饮用水水源保护区和公明水库饮用水水源保护区等地，见图7。

在空间位置分布上，主要是一般重要区，以集中连片分布为主，分布区域较大，以分布在深圳市西部和北部为主；重要区区域面积在所有生态系统服务功能重要性分级中排名第二，以散状分布为特色，有分布区域广、单块面积小、分布较零散的特点；高度重要区、极重要区主要呈现连片斑块集中分布。

在数量上，从深圳市水土保持功能重要性评价结果分级图可以看出，水土保持重要性分级以一般重要为主，而重要、高度重要、极重要区域相对较小。综合来看，全市水土保持功能极重要区域面积为61.90 km²，占全市国土面积的3.10%；水土保持功能高度重要区面积为161.93 km²，占全市国土面积的8.11%；二者总面积为223.82 km²，占全市国土面积的11.21%。

在结构上，深圳市水土保持功能重要性以一般重要为主，重要次之，其他类型相对较小。水土保持功能一般重要区和重要区面积为1 772.79 km²，占全市国土面积的88.79%，水土保持服务能力较弱，应限制城市建设开发活动，减少人为因素干扰，丰富城市生态系统结构，增强水土保持功能。

总体分析，全市水土保持功能总体呈现由西北部逐渐向东南部增强的分布趋势。对于各区而言，大鹏新区、盐田区、罗湖区东部、龙岗区东北部等地城市开发建设活动较少，森林资源丰富，地形地貌变化较大，丘陵山体较多，因此整体的水土保持能力相对较强；南山区、福田区、宝安区沿海一带、龙华区、坪山区等地地势平缓，主要是平原地貌，城市建设开发强度大，人为干扰较多，城市生态系统结构较为单一，植被资源相对匮乏，导致水土保持能力较弱。

基于GIS和RUSLE模型，利用深圳市高程数据集、气象数据集和土壤数据集等数据，对深圳市水土保持量进行研究。得出如下结论。

1）深圳市生态系统服务功能重要性以一般重要为主，主要分布在深圳市西部和北部，呈集中连片分布，分布区域广，面积大。生态系统服务功能重要区呈散状分布，单块面积小、分布较零散。生态系统服务功能一般重要区和重要区面积共为1 772.79 km²，占全市国土面积的88.79%。总体来说，应加强水土保持能力。

2）水土保持功能极重要区域面积为61.90 km²，占全市国土面积的3.10%；水土保持功能高度重要区面积为161.93 km²，占全市国土面积的8.11%；二者总面积为223.82 km²，占全市国土面积的11.21%。二者主要以连片斑块集中分布为特点，主要分布在深圳市东南部。

3）水土保持功能高度重要区和极重要区主要分布在大鹏新区、盐田区、罗湖区东部、龙岗区东北部等地。此地城市开发建设活动较少，森林资源丰富，地形地貌变化较大，丘陵山体较多，因此，整体的水土保持服务能力相对较强。

运用RUSLE模型并利用GIS平台进行空间数据处理，定量算出水土保持量，作为生态系统水土保持功能的评价指标，为生态功能重要性评估的等级划分提供参考，进而为深圳市生态保护红线的划定提供依据。运用RUSLE模型定量估算得到的水土保持量，能比较真实地反映深圳市水土保持现状，但仍存在一些不足之处，如利用GIS平台处理数据的过程中，精确度有待进一步提高。同时，计算结果也暴露出深圳市水土流失的严峻形势，按文献[11]统计，截至2017年，深圳市水土流失面积达43.14 km²。而城市大面积的开发建设、人为因素的植被破坏都是导致水土流失的主要原因。在今后的工作中，应加强对城市开发建设活动的监督监测、加大水土保持的宣传，提高全民水土保持意识和造林种草增加植被覆盖率等。