關于水土保持監測基本方法的思考

陳世梅

（重慶市渝北區水利局，重慶 401120）

1 前言

水土保持監測指以從保護水土資源和維護良好的生態環境出發，運用多種手段和方法，對水土流失的成因、數量、強度、影響范圍、危害及其防治成效等進行動態監測和評估，是防治水土流失的基礎工作。《中華人民共和國水土保持法》及其實施條例均規定，由國務院水行政主管部門建立水土保持監測網絡，對全國水土流失動態進行監測預報，并予以公告。

雖然水土保持監測機構成立的歷史不長，但國家組織的水土保持監測工作在20世紀80年代以后，就已經開始較快發展。在這一時期以來，水土流失的觀測手段和設備有了一定的改善，新的觀測試驗站點陸續投入運行，地面觀測在全國不同侵蝕類型區相繼展開。同時，隨著遙感技術的普及，水土流失遙感調查的研究開始出現。目前，我國水土保持監測隊伍不斷壯大，監測技術不斷提高，監測成果不斷積累，有力地支持了國家和地方的水土保持生態建設。但是由于理論基礎的局限和部分技術原因，這一年輕的領域的繼續發展還面臨許多問題。

2 水土保持監測概述

2.1 水土保持監測

水土保持監測指以水土流失過程、水土保持活動及其環境因子變化為對象的監測。在我國，水土保持監測通常也稱為觀測或試驗觀測。自1991年《中華人民共和國水土保持法》頒布后，根據第29條和水土保持法實施條例22條，我國開展了較大規模的水土保持監測。此后文獻及政府文件中較多的將水土保持觀測稱為水土保持監測。

試驗觀測是指數據的采集過程，重在通過科學試驗過程認識客觀規律；監測是指數據采集和分析的過程，是一個業務化運行的系統，重在水土流失狀況的變化。監測以觀測為基礎和手段，通過觀測來實現。從中國水土保持監測技術規程中，基于地面方法的監測就被稱為地面觀測。

根據對于信息采集與處理的深度，水土保持監測有廣義和狹義兩種理解。廣義的水土保持監測是對水土流失及其治理信息進行全面的采集和處理過程，包括信息采集、信息傳輸、信息存儲、信息處理、信息服務及其相關的應用系統，也包括這些信息采集一傳輸一處理一分發等的站網和計算機網絡系統。這種理解經常是基于網絡環境的，包括監測網絡和信息傳輸網絡。根據這種理解，監測和評價其實是一體化的。而狹義的水土保持監測，僅僅指水土保持信息采集。這種監測經常是就某個監測點而言的，只是強調用科學合理、可操作的方法收集水土流失和水土保持信息。其概念的內涵和外延與水土保持試驗觀測基本相同。

2.2 水土保持監測的目的與意義

2.2.1 水土保持監測目的

水土保持監測的主要目標是，逐步認識理解水土流失過程的本質特征及其與影響因子的關系，為水土資源合理利用、區域可持續發展規劃與決策提供數據支持，并以公告形式為社會公眾提供關于水土流失和水土保持的基本信息；具體目標是為水土保持效益評價和水土流失預報模型開發提供數據支持。

水土保持監測的服務對象包括水土保持科學研究和教育工作者(認識科學規律，進行水土保持科學教育)、水土保持規劃設計者(對具體項目的管理者)和水土保持決策者(各級政府水行政主觀部門)。

2.2.2 監測工作的意義

水土保持監測工作的意義主要表現在：(1)支持水土保持科學研究，提高水土保持科技含量：利用現代信息化技術對水土流失規律、水土保持預防保護和治理、規劃設計、分析評價、決策管理等方法和途徑進行改造和提升，將有助于全面提高水土保持規劃、科研示范、監督、管理工作的科技含量，有效解決當前相對落后的信息獲取方式中存在的問題，促進傳統水保向現代水保的轉變。(2)為水土保持規劃、水土保持效益評價和水土流失模型開發提供基礎數據：首先，監測是水土保持規劃和效益評價的基礎，如果沒有系統的監測，則不能全面、準確、及時地提出水土流失及其治理現狀的數據，規劃和效益評價的科學性和客觀性將大打折扣，水土保持方案將缺乏科學性和可操作性，從而影響國家宏觀決策效率和質量；其次，只有通過監測，才能根據水土流失、社會經濟等的最新變化，對水土保持規劃做出適時的戰術性調整，增強水土保持工作的主動性、實效性、針對性；增強水土保持管理和決策的透明度，提高可信度。第三，監測數據是水土流失模型開發的基礎。(3)落實和體現水土保持執法，提高水土保持宏觀決策水平，滿足和有效服務社會：建立水土保持監測網絡，開展水土流失監測和預報，是《中華人民共和國水土保持法》、《水土保持生態環境監測網絡管理辦法》和《水土保持監測資格證書管理暫行辦法》等法規文件的規定，也是各級水土保持行政主管部門必須履行的職能。通過科學、高效的監測，獲取水土保持基礎數據，可為國家提供科學、實時、有效的流域或區域水土流失、監督執法、規劃設計、工程建設等動態信息。對于提高流域水土保持生態建設的宏觀決策與監控能力，提高工作效率，促進生態環境建設健康發展，遏制新的人為水土流失具有十分重要意義。

2.3 監測對象與內容

2.3.1 水土保持監測對象

水土保持監測的對象是小流域范圍內的水土流失。這是一種自然現象和過程，是現代地表過程的主要表現形式，包括降水徑流過程(水循環和水平衡)，地貌、土壤和植被發育演替過程，土地利用過程，人文過程(商品流通、人力物力的投入等)。因而水土流失和水土保持過程中耦合了多種物質、能量和信息的遷移、轉換過程。水土流失發生的地段，是地表物質遷移最強烈的地段，因而也是地理科學、土壤科學等學科研究的重點部位。科學、全面地監測水土流失與水土保持過程具有重要的基礎學科意義和生產實踐意義。

2.3.2 水土保持監測內容

根據水土保持法及實施條例，水土保持監測內容包括水土流失因子、水土流失狀況和水土保持效益3個方面，已經頒布執行的水土保持監測技術規程，也基本遵循和體現了這幾個方面的內容。實際的操作過程中，在小區和小流域兩種尺度上，較多地注意了對徑流和泥沙的觀測。在較大面積的區域，則是對水土流失因子(植被、治理措施、投資等)及侵蝕強度和面積的監測。

隨著形勢的發展，現有水土保持監測已經不能滿足學科發展的需求，也不能滿足水土保持規劃決策的需求，主要表現在以下方面：長期水土流失治理已開始見效，人為破壞趨于減弱；側重于傳統的水沙觀測，現有規程要求的觀測內容尚未完全展開；水土流失和水土保持，已經對環境要素形成了明顯的影響，并日益受到學界、政界的關注；一些臨時性的監測(研究性的監測。)和針對具體項目的監測，已經開始了比較全面的監測。因此全面的、完整的水土保持監測，須考慮以下4個方面：水土流失的影響因子，水土流失過程、類型與強度特征；水土流失治理措施，水土流失與水土保持對環境的影響。在具體的監測業務中，考慮到數據采集的相似性，可調整為監測水土流失本底信息，水土流失的影響因子信息，水土流失與治理措施信息，水土流失與水土保持對環境影響信息等。同時對于一些環境敏感要素(土壤有機碳含量、CO2排放等)，生物多樣性、社會經濟要素，婦女兒童參與等，應給予特別關注。

水土流失和水土保持均是一個多時空尺度的過程。水土流失的空間尺度有微型小區、試驗小區、小流域和區域尺度等。開展三個尺度的研究，包括坡面積、小流域和區域。不同尺度，監測內容(指標體系)和方法是不同的。

3 水土保持監測方法

3.1 自動化地面觀測

目前我國水土保持監測機構擁有100多個地面觀測、實驗站和超過6000名技術人員，但地面監測點的密度相對于水土流失面積占國土37%的中國來說是遠遠不夠的。而且目前我們的地面監測設施還有待于進一步加強和完善。另外，對開發建設項目進行全面、及時的跟蹤監測還比較困難。擴大地面監測點的覆蓋面，增加監測頻次和監測內容是我們的長期目標。因此，發展自動化的地面觀測手段將是我們實現這一目標的重要基礎。

當前地面觀測的效率瓶頸包括取樣、分析、數字化觀測結果生成和地表量測等環節。這些環節涉及的徑流、泥沙、土壤取樣技術，泥沙樣品分析技術，滑坡和泥石流監測技術，目前開發建設項目水土流失的跟蹤測量等技術的自動化程度都有所提高，但大多存在經濟性和可靠性不高的問題。這些技術也是監測部門普遍關心的領域，自動化地面觀測相關技術的發展，不僅需要提高監測效率和數據精度，還需要考慮在人工成本日益上升的背景下提高監測經濟性的設計。自動化地面觀測技術中比較薄弱的領域包括風蝕監測、溝道侵蝕監測等。取樣、樣地和小區布設的設計等問題也是在提高自動化程度中需要改進的

3.2 監測信息管理技術

我國未來的水土保持監測將基于全國水土保持監測網絡，開展網絡化的綜合監測。在全國監測網絡中，微觀和宏觀的數據將根據不同的權限進行管理和共享。屆時全國數百個監測點將為各級監測機構提供更加全面和完整的數據。新的信息網絡專業管理系統，將把全國水土保持監測基礎數據的采集、傳輸、交換和處理有機地結合起來。

3.3 調查技術

詢問調查、抽樣調查、典型調查等和地面觀測一樣，也屬于常規監測方法。但相對地面監測和遙感監測技術而言，水土保持監測的調查技術還不夠成熟。尤其詢問調查、典型調查和地面觀測技術差異很大，所使用的技術需要考慮較多的社會經濟和人文因素，調查技術對調查成果可能產生很大影響，從而影響水土流失和水土保持評價，但目前相關研究卻甚少。著名國際水土保持技術合作組織—世界水土保持方法和技術縱攬設計了一系列水土保持技術調查表(QT)，以標準化的方式提供了評價世界各地水土保持技術的依據，值得我國水土保持監測中的典型調查參考。但是我國幅員遼闊，各地自然條件差異大，社會經濟發展水平不一，設計標準化的調查技術還需要充分考慮水土流失和農村經濟結構的區域差異。

4 結束語

4.1 強化水土保持監測理論體系建設 吸收國內外水土保持監測(包括生態監測)研究和監測實踐，開展水土保持監測理論問題研究。如水土保持監測的對象與內容、監測與水土保持效益評價及其與土壤侵蝕預報關系，監測目標與任務等，以便更好地指導小流域監測工作的開展。

4.2 加強水土保持監測系統中基層觀測點網的建設。現有水土保持監測系統中，已建立了比較完善的管理機構和數據管理體系，今后應該重視基層觀測點網及其基礎沒施建設，包括人才培養，將基層觀測站的工作變成一個有運行經費保障的業務運行系統。

4.3 強化監測數據和服務。利用現代科學技術成果，基于網絡環境，建立分布式的水土保持監測成果數據庫，高效安全管理監測數據(包括歷史數據)。同時通過完善有關法規制度，逐步實現監測數據成果的共享，加強監測數據對社會公眾、管理決策的服務。

4.4 加強監測的自動化。通過現代技術使傳統監測方法得到全面提升，有計劃、有組織地研發和推廣自動化監測儀器設備，逐步實現監測工作的自動化。

[1]郭索彥，李智廣.我國水土保持監測的發展歷程與成就[J].中國水土保持科學，2009-10-15.