基于DEM的坡形与水土流失的关系——以西溪小流域为研究区

季 翔 黄炎和 林金石 蒋芳市 余明明

(1.福建农林大学 资源与环境学院，福州 350002；2.福建省土壤环境健康与调控重点实验室，福州 350002)

我国是世界上水土流失(Soil and water loss, SWL)最严重的国家之一。水土流失不仅使农业减产、生态环境退化，对人类生活和社会经济的发展也造成严重威胁。水土流失是气候、土壤、地形和植被等自然要素以及人类对其利用和改造共同作用的结果，其中地形条件在水土流失中起着关键性的作用[1-4]。目前主要采用通用水土流失方程(Universal soil loss equation, USLE)估算水土流失量，该方程对于水土流失的地形因素影响主要通过坡度因子和坡长因子体现[5-7]，关于地形与水土流失的研究也主要集中在这2个因子[8-11]。然而，坡长不仅受坡度影响[5-7]，还受到坡面形状的影响，例如同样坡度时直线坡的坡长小于凸形坡或凹形坡[12]，这说明坡形在水土流失中具有不可忽视的作用。另外，从目前的研究结果也可以看出坡形对水土流失的影响显著[13-18]。如范昊明等[15]采用小区试验的方法，发现直线坡的水土流失量最大、凸形坡其次及凹形坡最小。另外，也有学者通过室内模拟降雨测量3类坡形的泥沙产量的得到了相似的结果[17-18]。小区试验和室内试验是目前研究坡形-水土流失关系较为普遍的方法，通过该方法所得数据较为准确，不易受其他因素干扰。但对坡形的划分相对简单，坡形类别较少，并且由于场地以及试验设置等限制，增加坡形类别的可行性较低。因此该方法所获取的数据量不大，难以建立坡形与水土流失之间的连续性关系。

基于空间高程数据获取坡形可以解决这一问题，有学者通过地面曲率表征坡形[19-20]，如李俊[19]根据总曲率将南沟流域的坡面划分为直线坡、凸面坡和凹面坡3种类型。但地面曲率更侧重于反应地面扭曲变化程度而非坡面形状[21-22]。P指数是目前最为明确用于表征坡面形状的指数[21-23]。坡面对水土流失的影响主要来自于最大坡降方向，即坡面纵向[3-7]。然而，P指数所表征的坡形不仅包括纵向坡形，也涵盖了横向坡形[23]，因此该指数在表征坡形-水土流失关系方面不够精确。另外，坡度、坡长和坡形与水土流失的关系并非独立，它们之间相互作用、相互干扰[8-11]，坡形在其他地形因子的作用下与水土流失之间的关系也有待探明。

鉴于此，本研究以P指数为基础，构建基于DEM的表征纵向坡形的指数，并在此基础上探讨坡形-水土流失关系以及坡形与坡度/坡长对水土流失的联合关系，以期进一步明确坡形对水土流失的作用关系，为水土流失的地形影响机制提供新的研究思路，并为水土流失的预防和防治工作提供参考依据。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区域

西溪流域位于南方花岗岩地区，土壤多发育为红壤，风化壳厚且疏松，由于该区域属于亚热带海洋性季风气候，降雨量高且集中，地形以丘陵山地为主，土壤受水力侵蚀较多[24-25]。特别是茶园种植区，地表缺少次级覆被，表土裸露，水土流失极为严重，本研究选择西溪流域中茶园种植较为密集的小流域为研究区域。该小流域位于福建省安溪县感德镇中部，地理范围为25°16′～25°19′N、117°47′～118°53′E，总面积为4 331.4 hm2；其土壤类型均一，为花岗岩发育的红壤，地形以丘陵山区为主，土地覆被多为茶园，且茶园的空间分布与水土流失的空间分布几乎重叠(图1)。为排除地形外其他因子的干扰，选择该区域中的茶园部分作为本研究的具体研究范围，约1 690.6 hm2。该研究范围内气候、土壤和植被等自然要素一致，且对土地的经营管理方式相似。因此，该范围在坡形与水土流失关系方面的研究具有较好的代表性。

1.2 数据来源与处理

本研究需要用到的空间数据有：由福建省测绘局提供的2000年1∶1万地形图，由福建省水利厅提供的2008年1∶1万水土流失等级图，由福建省地质测绘院提供的2009年1∶1万土地利用现状图。将以上数据统一到西安80坐标系(3°带、中央经线117°E)下；考虑到小区试验常用的面积大小[13-16]，并且1∶1万比例尺数据的最佳分辨率为5 m[26]，因此将本研究所有数据统一转换为5 m分辨率的栅格数据。

2 方法

2.1 地形因子的选取与量化

水土流失的影响因素繁多且复杂，不仅包括地形、植被、气候等自然条件，还受人类对土地利用和改造的影响。本研究的研究范围为小流域内茶园密集种植的区域，在一定程度上保证了植被、气候以及土地利用的均质性。因此，在此研究范围内水土流失的空间差异主要来自于不同地形因子的共同作用，包括坡形、坡度和坡长。

图1 研究区域位置示意图Fig.1 Location sketch map of study area

2.1.1坡形指数

P指数是目前较为明确用以描述坡面形状的指数。该指数以DEM数据为基础，通过计算中心栅格与邻域栅格高程之间的数量关系表征坡面形状，其计算公式如下：

(1)

式中:Hg为坡面中心栅格的高程，Hi为邻域中第i个栅格的高程，n为邻域栅格的个数。该指数为无具体范围， <0时为凹形坡，=0时为直线坡，>0时为凸形坡[21-23]。

由式(1)可以看出P指数所量化的坡形既包括纵向坡形又包括横向坡形，而在坡形对水土流失的作用主要来自于最大坡降方向的影响，即纵向坡形；另外该指数的取值无具体范围，因此在量化分析时易产生极端值，且由数值对客体的表征也较不直观。因此本研究在P指数的基础上做了适用于研究坡形-水土流失关系的改进，记为Pv指数。具体思路为：提取出邻域中具有最大坡降的2个栅格，与中心栅格组成纵向坡形。如图2(a)。

图2(a)中表示DEM数据中任意3个栅格所形成的坡面。其中，该坡面的坡向如箭头所示，g为该坡面的中心栅格，u和d分别为该坡面的上游栅格和下游栅格，则该坡面Pv指数的计算公式如式(2)。

(2)

式中:Hu、Hg和Hd分别表示上游栅格u、中心栅格g和下游栅格d的高程，m。

图2 坡形指数示意图Fig.2 Scheme of slope shape index

该指数为(-1, 1)， <0时为凸形坡，=0时为直线坡，>0时为凹形坡，越接近-1时坡形越凸，越接近1时坡形越凹。如图2(b)表示坡度分别为30°、45°和60°时，Pv指数不同取值所表征的坡形，可以看出该指数对坡形的量化不受该坡面总体坡度的影响，并可直观的表征纵向坡形。

2.1.2其他地形因子

坡度可由ArcGIS的地理分析模块根据DEM数据求得，取值为[0°～90°]，越接近于0°地形越平缓，反之坡面越陡峭。

由于本研究旨在探究坡形-水土流失关系，需要提取不受坡度和坡形影响的坡长，即水平坡长。目前对于水平坡长的量化多通过D8邻域计算其累积量[12, 27]，该值可由ArcGIS的地理分析模块根据DEM数据求得，取值为0～+∞。该值越小说明目标栅格的上游栅格越少，坡面越短；反之，上游栅格越多，坡面越长。由于水流汇聚量的作用是用以提取流域中的河网，当该值过大时，地表水汇流成河，此时不能表征坡面长度。因此，根据河网提取中的阈值设置以及研究区域的地形特点[28-30]，保留该指标200(即1 000 m)以下的值，该部分约占总面积的98%，并不影响该因子对区域坡长的表征。

2.2 水土流失强度的量化

本研究所用水土流失数据为水土流失等级，共分为5个等级，等级越高水土流失越严重。由于水土流失面积及其等级在不同区域内的分布具有较强的空间差异性，因此通过面积加权的方法计算某一区域的平均水土流失等级，用以表示该区域的水土流失强度，称作水土流失指数，如式(3)。

(3)

式中:L为某一区域的水土流失指数；l为水土流失等级；n为水土流失等级的数目；Sl为l等级水土流失的面积，m2；S为该区域的总面积，m2。

2.3 统计分析方法

应用ArcGIS中相关工具提取出各地形因子，在对数据进行分布检验和相关性检验后，将所有数据转换为易于计算的ASCII格式；借助Matlab软件对ASCII格式的地形因子分别进行级别划分，然后与水土流失等级数据叠加，从而计算得各地形因子级别中的水土流失指数。

方差分析用于检验各组数据之间的差异性大小，从而确定坡形对水土流失的作用是否显著，以及其与坡度/坡长作用的显著关系。折线图可以直观地展示2组变量的关系，构建坡形类别与水土流失指数的折线图，从而反映水土流失在不同坡形间的变化，并通过趋势线的拟合度确定两者之间是否具有连续的映射关系，并通过折线图中各点的斜率分析水土流失随坡形变化而产生的变异程度。

3 结果与分析

3.1 数据检验

3.1.1数据的分布检验

为分析坡形与水土流失的关系需要了解数据的基本情况，根据ArcGIS的数据统计功能对各地形因子以及水土流失等级进行传统的数据统计，结果如表1。

表1 各地形因子和水土流失等级数据的基本统计值Table 1 Descriptive statistics of topographic factors and SWL grade in study area

由表1中可以看出：P指数、Pv指数和坡度的偏态系数均接近于0，平均值与中位数也较为接近，说明这3个指标均符合正态分布；坡长的偏态系数为4.48，≫0，这主要是由于该因子是通过累加计算所得，因此小数值的累积分布值较高，属于左偏态分布；由于水土流失等级的数据较为离散，因此该数据并不符合正态分布。

3.1.2相关性检验

通过各地形因子之间的相关性分析，一方面检验本研究构建的Pv指数与目前现有的P指数之间的相关性大小，从而判断Pv指数表征坡形的可行性；另一方面检验不同地形因子之间是否独立，保证对水土流失的地形因子作用分析的独立性。通过ArcGIS中的波段集统计工具计算各地形因子之间的相关系数，如表2。

由表2中可以看出：Pv指数与P指数的相关系数为-0.77，说明两者之间具有较强的相关关系，由于P指数可以表征坡面形状[21-23]，由此可以假设修正后的Pv指数也可表征坡形；另外，各地形因子间的相关系数均<0.3，这说明所提取的地形因子之间是相互独立的，不存在互相影响和干扰。

表2 各地形因子之间的相关系数Table 2 The correlation between each topographic factors

3.2 坡形-水土流失关系的总体特征

以坡形指数为基础划分坡形类别，分析各坡形类别中水土流失指数的分布情况，进而得到坡形与水土流失关系的总体特征。由于2个指数的分布范围不同，为了使其具有可比性，因此采用标准差法对其进行类别划分，具体如下。

1)Pv指数。以标准差0.2为间距，0为中心值划分为10个类别：(-1.0, -0.8]极凸坡(记为T4)、(-0.8, -0.6]凸坡(记为T3)、(-0.6, -0.4]小凸坡(记为T2)、(-0.4, -0.2]微凸坡(记为T1)、(-0.2, 0)凸直坡(记为T0)、[0, 0.2)凹直坡(记为C0)、[0.2, 0.4)微凹坡(记为C1)、[0.4, 0.6)小凹坡(记为C2)、[0.6, 0.8)凹坡(记为C3)、[0.8, 1.0)极凹坡(记为C4)。

2)P指数。以标准差0.37为间距，0为中心值划分为10个类别：[1.48, +∞]极凸坡(记为T4)、[1.11, 1.48)凸坡(记为T3)、[0.74, 1.11)小凸坡(记为T2)、[0.37, 0.74)微凸坡(记为T1)、[0, 0.37) 凸直坡(记为T0)、(-0.37, 0) 凹直坡(记为C0)、(-0.74, -0.37] 微凹坡(记为C1)、 (-1.11, -0.74] 小凹坡(记为C2)、(-1.48, -1.11] 凹坡(记为C3)、 [-∞ -1.48] 极凹坡(记为C4)。

分别计算坡形指数中各类别所对应的水土流失指数，做折线图并插入趋势线，如图3。

图3(a)Pv指数和P指数中各类别坡形与水土流失指数的折线图及其趋势线，趋势线的拟合度分别为0.98和0.99，说明这2个指数与水土流失指数之间均具有较强的相关性以及较连续的映射关系。由这2个指数所表征的坡形与水土流失指数的折线图可以看出： 1)P指数和Pv所反映的坡形-水土流失关系总体相似，均表现为直线坡的水土流失强度高于凸形坡和凹形坡，而且向两侧(凸形坡和凹形坡方向)递减。2)但其在凸形坡和凹形坡的水土流失强度方面则完全不同。Pv指数中，凹形坡时水土流失强度整体上小于凸形坡时；而P指数中，凹形坡时水土流失强度整体上大于凹形坡时。通过小区试验和室内试验得到的结果为直线坡的水土流失强>凸形坡>凹形坡[15-18]，这与P指数反映的坡形-水土流失关系存在差异，但与Pv指数反映的坡形-水土流失关系完全一致。坡面水土流失一般是由水力冲刷导致的，而水力冲刷的动能主要来自于坡面最大高差所带来的重力势能。同时，Pv指数是在确定坡向(即最大高差方向)的基础上计算而得的。由此说明，在表征对水土流失影响较大的纵向坡形方面，Pv指数相对P指数准确，因此Pv指数更适用于分析坡形与水土流失之间的关系。

图3 各坡形类别中水土流失强度Fig.3 SWL intensity in each type of slope shape factors

为进一步分析不同坡形对水土流失的影响，计算图3(a)-Pv中各点与前一点之间的斜率(图3(b))，斜率>0说明水土流失强度处于增大趋势，<0则为减小趋势，其绝对值越大，说明该坡形对水土流失的影响越大。结合图3(a)可以看出，T4～T2、T0～C0和C2～C4段的斜率较小，而T2～T0和C0～C2段的斜率较大，特别是T1～T0和C0～C1之间；这说明坡形对水土流失的作用主要集中在小凸坡T2到小凹坡C2之间(Pv为-0.6～0.6)，特别是微凸坡T1至凸直坡T0之间(Pv为-0.4～-0.2)和凹直坡C0至微凹坡C1之间(Pv为0.2～0.4)，其他坡形对水土流失的作用相对较小。这主要是直线坡时水土流失强度最大，改变坡形所带来的边际效益也就越大。由于微凹坡C1的水土流失强度小于微凸坡T1，因此在改造坡形防止水土流失时，将直线坡稍微改造为微凹坡C1(Pv为0.2～0.4) 的成效最显著。

3.3 基于坡度分异的坡形-水土流失关系

坡度、坡长和坡形共同作用于水土流失，为探究坡形对水土流失之间的关系，需要控制其他因子处于相对稳定的范围。首先由于研究区的坡度为0°～72°，属于丘陵山区，因此按照丘陵山区的坡度划分标准将其分为6个级别：≤5°平坡(记为Ⅰ)、5°～15°缓坡(记为Ⅱ)、15°～25°斜坡(记为Ⅲ)、25°～35°陡坡(记为Ⅳ)、35°～45°急坡(记为Ⅴ)、>45°险坡(记为Ⅵ)。然后在每个坡度级别中根据Pv指数划分坡形，并计算每个坡度-坡形级别中的水土流失指数。

首先确定坡形和坡度对水土流失作用的是否显著及其显著性大小，对各级坡形和坡度的水土流失强度进行显著性水平为0.05的无重复双因素方差分析，结果如表3。

表3 坡度-坡形的方差分析结果Table 3 Variance analysis results of slope gradient and slope shape

表3中，坡形和坡度的F均大于Fcrit，且P-value 均<0.05，这说明坡形和坡度对水土流失的作用均显著。由于坡度的F与Fcrit之间差值大于坡形，且坡度的P-value远小于坡形，说明坡度对水土流失作用大于坡形。

分别作各级坡度中坡形-水土流失指数的折线图，并计算各坡度级别中坡形-水土流失的标准差d，该值越大表明不同坡形中的水土流失的差异越大，即坡形对水土流失的作用越显著。具体如图4。

图4 基于坡度分异的坡形-水土流失关系Fig.4 Relationship between slope shape and SWL in each slope gradient level

图4(a)～(f)为各级坡度中坡形-水土流失折线图，拟合度R2均>0.87，说明各坡度级别中坡形与水土流失间均具有连续的映射关系。各级坡度中坡形-水土流失的趋势可以大致分为2种：1)Ⅰ-Ⅱ级坡度中，直线坡的水土流失强度最小，并且向两侧(凸形坡和凹形坡)递增，整体上凸形坡的水土流失强的大于凹形坡，这与坡形-水土流失的总体特征中直线坡水土流失强度最大的特征相反。这主要是由于坡度极小的直线坡地面起伏较小，难以形成地表径流，而凸形坡或凹形坡使地面产生起伏，因此其水土流失强于同级坡度的直线坡。2)Ⅲ-Ⅵ级坡度中，直线坡的水土流失强度最大，并且向两侧(凸形坡和凹形坡)递减，整体上凸形坡的水土流失强度大于凹形坡，这与坡形-水土流失的总体特征相同。其中，Ⅵ级坡度时各坡形之间的水土流失差异较小，这主要是由于在坡度极大时，极凸坡和极凹坡均对应极其陡峭的地形，此时土体不仅受地表径流的冲刷侵蚀，还受到自身重力的作用容易发生崩塌或滑坡等较为剧烈的水土流失现象，从而减小了其与直线坡水土流失强度之间的差距。

图4(g)为各级坡度中坡形-水土流失指数的标准差。1)在Ⅳ级坡度时，坡形对水土流失的作用最显著，其次为Ⅴ级和Ⅲ级，因此在Ⅲ～Ⅴ级坡度时，要格外注意由于坡形所加剧的水土流失。2)在Ⅵ级坡度时，坡形对水土流失作用的显著性最小，这与图4(f)中的表现的趋势相符。

图4(h)为图4(a)～(f)中各坡形点与前一点之间的斜率。与图4(a)～(f)对应，该图中各级坡度的坡形-水土流失趋势也可分为两类，Ⅰ～Ⅱ级与Ⅲ～Ⅵ级。1)Ⅰ～Ⅱ级坡度时，T1～T0段的斜率最小，C1～C2段的斜率最大，说明在坡度较小的坡面上进行的坡形改造防治水土流失时，将T1坡改造为T0坡或将C2坡改造为C1坡的效果最为显著。2)Ⅲ～Ⅵ级坡度时，T1～T0段的斜率最大，C0～C1段的斜率最小，这与坡形-水土流失的总体特征一致，说明在坡度较大的坡面上进行的坡形改造防治水土流失时，将C0坡改造为C1坡或将T0坡改造为T1坡的效果最为显著。

3.4 基于坡长分异的坡形-水土流失关系

由于坡长为偏态分布，故按照该数据的分位数将其划分为6个级别：≤ 5 m超短坡(记为Ⅰ)、5～15 m短坡(记为Ⅱ)、15～30 m中坡(记为Ⅲ)、30～50 m 中长坡(记为Ⅳ)、50～95 m长坡(记为Ⅴ)和> 95 m 超长坡(记为Ⅵ)。然后在每个坡度级别中根据Pv指数划分坡形，并计算每个坡度-坡形级别中的水土流失指数。

首先确定坡形和坡长对水土流失作用的是否显著及其显著性大小，对各级坡形和坡长的水土流失强度进行显著性水平为0.05的无重复双因素方差分析，结果如表4。

表4 坡长-坡形的方差分析结果Table 4 Variance analysis results of slope length and slope shape

表4中，坡形和坡向的F均远大于Fcrit，且P-value均远<0.05，这说明水土流失在不同级别坡形和坡长间的差异均显著，即坡形和坡长对水土流失均存在较为显著的作用。由于坡形的F与Fcrit之间差值远大于坡长，说明坡形对水土流失作用的显著性要大于坡长。

然后，分别作各级坡长中坡形-水土流失指数的折线图，并计算各级别坡长中坡形-水土流失指数的标准差d，具体如图5。

图5(a)～(f)为各级坡长中坡形-水土流失折线图，其拟合度R2均>0.92，说明各坡长级别中坡形与水土流失间均具有连续的映射关系。各级坡长中坡形-水土流失的趋势与坡形-水土流失的总体特征一致：直线坡>凸形坡>凹形坡，这也进一步说明了坡形对水土流失的作用显著于坡长。

图5(g)为各级坡长中坡形-水土流失指数的标准差。1)各级坡长中标准差的波动较小，这也说明了坡形对水土流失的作用显著于坡长。2)Ⅳ～Ⅵ级(≥30 m)坡长时坡形对水土流失的作用显著于Ⅰ～Ⅲ (<30 m)级坡长时，且在30～50 m时，该作用最显著。

图5(h)为图5(a)～(f)中各坡形点与前一点之间的斜率，该值在各级坡长中的趋势相对统一。1)T4 ～T0段为增加，T0～C4段为减小，说明坡形对水土流失的作用先增大后减小，即直线坡水土流失强大最大。2)T1～T0段最大，C0～C1段最小，这与坡形-水土流失的总体特征一致，也与Ⅲ-Ⅵ级坡度时坡形-水土流失的特征一致，说明在任何坡长时，将C0坡改造为C1坡或将T0坡改造为T1坡的水土流失防治效果最为显著。

图5 基于坡长分异的坡形-水土流失关系Fig.5 Relationship between slope shape and SWL in each slope length level

4 结论与讨论

本研究为探讨坡形与水土流失之间的关系，以应用较为成熟的P指数为基础，构建了表征纵向坡形的Pv指数。并以福建省安溪县小流域为研究区域，依据P指数和Pv指数分别将坡形划分为10个类别，通过对比各类坡形中水土流失强度发现，Pv指数所反映的坡形-水土流失关系更符合现有试验结果(直线坡>凸形坡>凹形坡)[13-18]，说明Pv指数在表征对水土流失影响较大的纵向坡形方面相比P指数准确，由此确认了Pv指数在表征纵向坡形以及分析坡形-水土流失关系的合理性和准确性。并且由于Pv指数符合正态分布，取值为-1～1，其对坡形的表征较为直观，可直接由数值定位到具体坡形。

在此基础上，进行了基于坡度分异和基于坡长分异的坡形-水土流失分析，得到以下结论：

1)坡形对水土流失的作用小于坡度、大于坡长，这进一步说明了坡形对水土流失具有不可忽视的作用；总体上，坡形-水土流失关系表现为直线坡水土流失强大最大，凸形坡其次，凹形坡的水土流失强大最小；但当坡度<15°时，凸形坡的水土流失强度仍大于凹形坡，但直线坡的水土流失强度则为最小，这主要是由于极小坡度的直线坡面几乎无起伏，难以形成地表径流，而凸形坡和凹形坡的坡面相较同坡度的直线坡起伏略大，易形成地表径流从而造成水土流失；另外，当坡度>45°时，坡面陡峭，极端坡形同时受水力和重力的作用，从而减小了其与直线坡水土流失强度之间的差距。

2)坡度为25°～35°、坡长为30～50 m时，坡形对水土流失的作用最为显著；且坡形对水土流失的作用主要集中在微凸坡T1至凸直坡T0之间(Pv为-0.4～-0.2)和凹直坡C0至微凹坡C1之间(Pv为0.2～0.4)，在较凸或较凹坡形(Pv<-0.4和Pv>0.4)的作用较小。说明在Pv为-0.4～-0.2和0.2～0.4内改造坡形对防止水土流失的收效较为显著，并且由于凹形坡水土流失强度均小于凸形坡，因此将坡形改造为微凹坡C1(Pv为0.2～0.4)的成效最佳。

目前，国内学者对坡形-水土流失关系研究结论并非一致，如范昊明得出径流速度为直线坡>凸形坡>凹形坡[15]，而杨丽娜等[13]和于晓杰等[14]则认为不论是产流量还是产沙量均是凹形坡>凸形坡>直线坡。由于径流速度与产流量、产沙量为正相关，因此这2种结论是完全相悖的。国外学者在此方面的研究结果相对统一，不仅明确指出了凹形坡具有较强的稳定性[17]，并且得出了与范昊明等[15]和Sensay等[16]相同的结论。这2种不同结论的原因主要来自于试验中对坡形的设置，即凸形坡和凹形坡的偏离直线坡的维度是否一致，若不一致则失去了两者之间的可比性。根据这一原则，本研究最终引用了“直线坡> 凸形坡>凹形坡”作为坡形-水土流失关系通过试验方法得到的结论。

空间数据是解决数据量限制的重要手段，其关键在于数据指标的提取。本研究以DEM数据为基础，一方面改进了量化纵向坡形的指数，从而解决了研究坡形-水土流失关系的数据量限制问题；另一方面，在此基础上进一步明确了在不同坡度/坡长时坡形-水土流失关系，不仅为研究水土流失的地形因子影响机制提供了新的思路，同时提出了防治水土流失的坡形改造建议。

需要明确的是本研究所得结论均为数理统计的结果，因此，该结论在实际工作中的合理性还有待验证。另外，根据DEM数据提取坡形、坡度和坡长等地形因子时会存一定的尺度效应，对于这一问题也有待进一步研究。