長嶺縣水土保持區(qū)劃研究

劉洪超，呂 軍，鄭國臣，王鯤鵬

(1.松遼水環(huán)境科學(xué)研究所，吉林 長春130021； 2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150030)

長嶺縣位于吉林省松原市西南部，是吉林省重要的生態(tài)屏障。特殊的自然條件加上人類活動(dòng)的影響，致使長嶺縣森林退化、黑土流失、草原“三化”等生態(tài)環(huán)境問題突出。目前長嶺縣有水土流失面積1 597.19 km2，占土地總面積的27.9%，水土流失給全縣生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。面對日益嚴(yán)重的水土流失問題，首要工作是了解水土流失狀況，編制水土保持區(qū)劃，為長嶺縣水土保持規(guī)劃工作提供依據(jù)，這對于推進(jìn)長嶺縣生態(tài)文明建設(shè)和指導(dǎo)水土保持事業(yè)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。

1 長嶺縣基本情況

1.1 自然條件

長嶺縣地理位置介于東經(jīng)123°6′～124°45′、北緯43°59′～44°42′之間，東與農(nóng)安縣接壤，南與公主嶺市、雙遼市交界，西與內(nèi)蒙古科爾沁左翼中旗毗連，北與通榆縣、乾安縣、前郭爾羅斯蒙古族自治縣為鄰，距省會(huì)長春市120 km。長嶺縣地形起伏，東南高、西北低，海拔140.0～274.8 m，平均比降為1/1 300。地貌類型可分為臺(tái)地、平原、沙丘、丘間平地等，其中平原主要分布于縣域中部，除局部地方有固定沙丘外，大多地勢比較平坦，相對高差在20 m左右。

長嶺縣屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，一年四季更替分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽溫差大，冬季寒冷降水少冰凍期長；多年平均氣溫為5.6 ℃，最高氣溫為37.6 ℃，最低氣溫為-34.9 ℃；多年平均降水量為446.30 mm，6—9月降水量占全年降水量的87.1%，降水量由東南向西北逐漸減少，東南部地區(qū)降水量為450～500 mm，中部地區(qū)為450 mm左右，西部地區(qū)為400～450 mm；多年平均風(fēng)速為3.1 m/s，最大風(fēng)速可達(dá)21.7 m/s；多年平均蒸發(fā)量為1 532.2 mm；多年平均日照時(shí)數(shù)為2 713.1 h；多年平均封凍天數(shù)為41 d，冰厚1 m左右。

長嶺縣土壤分布具有明顯的地帶性規(guī)律，可分為東南部黑土、黑鈣土區(qū)，中部淡黑鈣土區(qū)，西部風(fēng)沙土、鹽堿土區(qū)3個(gè)區(qū)。土壤類型比較復(fù)雜，共有9個(gè)土類19個(gè)亞類27個(gè)土屬80個(gè)土種，最常見的是黑鈣土(草甸黑鈣土)、草甸土、風(fēng)沙土(半固定風(fēng)沙土)和鹽堿土。其中，黑鈣土主要分布在東南部高臺(tái)地糧薯區(qū)的6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積占全縣土地總面積的15.0%，土層較厚，肥力較高，屬于高肥、適應(yīng)性廣的土壤；草甸土和淡黑鈣土主要分布在中部糧油林區(qū)的15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積占土地總面積的24.4%，耕層土壤較薄，自然肥力較差，屬于中肥、適應(yīng)性中等的土壤；風(fēng)沙土主要分布在北部沙丘糧牧林區(qū)的10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積占土地總面積的50.6%，耕層土壤很薄，肥力較差，土質(zhì)疏松，跑水跑肥，易受風(fēng)剝，屬于肥力低的瘠薄土壤。

長嶺縣自然植被屬半干旱草原型，可大概分為半干旱區(qū)典型羽茅、西伯利亞蒿植被群落，半干旱區(qū)典型羊草草甸草原植被群落，堿蓬、沙木蓼耐鹽植被群落，香蒲、蘆葦沼澤植被群落，蒙古黃榆、甘草沙地植被群落，典型輕度鹽化土壤植被群落6種類型。由于大部分土地已被開墾為農(nóng)田，因此目前全縣森林覆蓋率僅為26.5%，主要樹種為楊、柳、榆等。

1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況

長嶺縣轄12個(gè)鎮(zhèn)、10個(gè)鄉(xiāng)，共232個(gè)行政村1 094個(gè)自然屯。截至2013年底，全縣總?cè)丝?3.11萬人，總戶數(shù)20.48萬戶(含鄉(xiāng)村戶數(shù)12.84萬戶)，其中農(nóng)業(yè)人口52.80萬人(含農(nóng)村勞動(dòng)力18.62萬人)、非農(nóng)業(yè)人口10.31萬人。土地總面積為5 734.61 km2，其中：農(nóng)業(yè)用地3 332.16 km2，草地680.56 km2，林業(yè)用地638.84 km2，城鎮(zhèn)村莊及工礦用地299.96 km2，交通運(yùn)輸用地125.33 km2，水域及水利設(shè)施用地83.56 km2，其他土地(田坎、鹽堿地、沼澤地、沙地、裸地等)574.20 km2。

2016年長嶺縣實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值327億元，全口徑財(cái)政收入7.6億元，地方級財(cái)政收入5.2億元，完成固定資產(chǎn)投資253億元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達(dá)19 800元，農(nóng)村居民人均可支配收入達(dá)10 800元。目前全縣已初步形成了油氣開發(fā)、風(fēng)能利用、化肥生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品深加工、建筑建材5個(gè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。為進(jìn)一步鞏固農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位，通過不斷調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，糧食總產(chǎn)量逐年提高；繼續(xù)發(fā)展畜牧業(yè)，實(shí)施“牧業(yè)發(fā)展三年攻堅(jiān)戰(zhàn)”，全縣牧業(yè)小區(qū)已發(fā)展到455個(gè)；注重打造勞務(wù)輸出品牌，常年在外務(wù)工人員在10萬人以上，年勞務(wù)收入在8億元以上；服務(wù)業(yè)發(fā)展水平進(jìn)一步提高，旅游、商貿(mào)、餐飲娛樂、交通運(yùn)輸持續(xù)發(fā)展，深入推進(jìn)“萬村千鄉(xiāng)”市場工程、家電下鄉(xiāng)工程。

2 長嶺縣水土流失現(xiàn)狀

長嶺縣屬吉林省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)，土壤侵蝕類型以水力侵蝕和風(fēng)力侵蝕為主。水土流失面積最大的5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)依次為太平川鎮(zhèn)、三青山鎮(zhèn)、三團(tuán)鄉(xiāng)、永久鎮(zhèn)、太平山鎮(zhèn)。長嶺縣輕度侵蝕面積最大，以面蝕或梁窩狀沙丘迎風(fēng)坡出現(xiàn)風(fēng)蝕破口、農(nóng)耕地中出現(xiàn)較密線性風(fēng)蝕溝為主要表現(xiàn)形式，面積為1 132.58 km2，占水土流失總面積的70.9%；中度侵蝕次之，面積為423.18 km2，占26.5%，主要表現(xiàn)形式為面蝕、溝蝕或在沙地出現(xiàn)較大的風(fēng)蝕坑、在農(nóng)耕地中出現(xiàn)中等深度的風(fēng)蝕洼地；強(qiáng)烈侵蝕面積為33.71 km2，占2.1%，主要表現(xiàn)形式為溝蝕或在沙地出現(xiàn)大風(fēng)蝕坑、在農(nóng)耕地中出現(xiàn)大型碟形洼地；極強(qiáng)烈侵蝕面積為5.94 km2，占0.4%；劇烈侵蝕面積為1.79 km2，占0.1%。強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕面積雖然相對較小，但是危害卻不容忽視，原因是水土流失的巨大破壞力，導(dǎo)致土壤基本流失殆盡、土地基巖裸露、嶺禿溝深，治理難度很大。值得注意的是，人為因素如陡坡開荒、蠶場沙化，以及各種開礦、基建和筑路等是造成強(qiáng)烈及以上侵蝕的主要原因。因此，尤其需要針對這些重點(diǎn)地區(qū)制定水土流失防治目標(biāo)，并采取恰當(dāng)?shù)乃帘３执胧瑢?shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。

3 分區(qū)原則與方法

分區(qū)時(shí)，在同一類型區(qū)內(nèi)，各地影響水土流失的自然環(huán)境條件、自然資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況具有明顯的相似性；人口密度、人均耕地、土地利用現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展方向基本一致；生產(chǎn)發(fā)展方向、土地利用方式和防治措施布局基本相似；水土流失類型、分布、強(qiáng)度和可能的發(fā)展趨勢基本相似；集中連片，適當(dāng)照顧行政區(qū)劃的完整性。水土保持區(qū)劃總原則有區(qū)內(nèi)相似性和區(qū)間差異性原則、主導(dǎo)因素和綜合性相結(jié)合原則、區(qū)域連續(xù)性與取大去小原則、自上而下與自下而上相結(jié)合原則[2-3]。

應(yīng)用于水土保持區(qū)劃的方法很多，主要有定性方法、定量方法及二者的結(jié)合。本研究采用系統(tǒng)聚類與GIS空間疊置分析相結(jié)合的方法進(jìn)行水土保持區(qū)劃。主要步驟為：將各指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；通過SPSS軟件進(jìn)行主成分分析，并計(jì)算各主成分的綜合得分；根據(jù)各要素的綜合得分使用平方歐氏距離進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，選定一定的距離形成分區(qū)的基本雛形，最后通過定性分析完善；根據(jù)各要素的聚類分析結(jié)果，采用ArcGIS軟件進(jìn)行空間疊置分析[4-5]。

主成分分析結(jié)果顯示，第一主成分載荷集中于平均海拔、0°～5°面積、林草覆蓋率、林地面積、風(fēng)蝕面積；第二主成分載荷集中于強(qiáng)烈侵蝕面積；耕地面積和水蝕面積在第一主成分和第二主成分載荷分布較為均勻。根據(jù)分區(qū)結(jié)果，將長嶺縣劃分為東部臺(tái)地土壤保持區(qū)、中部平原農(nóng)田防護(hù)區(qū)、西部沙丘防風(fēng)固沙區(qū)3個(gè)水土保持類型區(qū)。

4 水土保持區(qū)劃

4.1 東部臺(tái)地土壤保持區(qū)

東部臺(tái)地土壤保持區(qū)位于長嶺縣東部，其范圍涉及巨寶山、三青山、太平山、永久、三縣堡、前進(jìn)等6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總面積1 125.30 km2，其中耕地面積605.67 km2。該區(qū)地貌主要是起伏的洪積高臺(tái)地和侵蝕剝蝕臺(tái)地，呈弧形隆起，地形起伏變化較大，相對高差60～80 m，主要土壤為黑土、黑鈣土、草甸土等，土層厚度較大，土壤肥力較高。該區(qū)是長嶺縣重要的商品糧生產(chǎn)基地，自然資源豐富、土壤肥沃，種植業(yè)和畜牧業(yè)均比較發(fā)達(dá)，地下藏有大量膨潤土、草炭土、建筑用沙及硅砂等寶貴資源，同時(shí)光照充足、雨量充沛，極利于種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和林業(yè)的發(fā)展。

該區(qū)水土流失面積為102.53 km2，占土地面積的9.1%，土壤侵蝕以風(fēng)力、水力復(fù)合侵蝕為主，土壤侵蝕主要發(fā)生在坡耕地上和侵蝕溝道內(nèi)，水土流失敏感性和潛在危險(xiǎn)度較高，局地已有基巖出露現(xiàn)象。該區(qū)是長嶺縣重要的生態(tài)屏障區(qū)和農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)區(qū)，在全縣乃至吉林省生態(tài)建設(shè)全局中具有重要地位，但是由于水土流失潛在危險(xiǎn)度較高，一旦肥沃的表土層被破壞流失，基巖出露，將極難恢復(fù)土地生產(chǎn)能力，因此該區(qū)水土流失治理方向主要為植被保護(hù)與管理，應(yīng)大力推進(jìn)封山育林，恢復(fù)林草植被，同時(shí)強(qiáng)化草場管理，嚴(yán)禁開墾草場和過度放牧，通過生態(tài)修復(fù)、舍飼圈養(yǎng)、休牧、輪牧等措施恢復(fù)草場植被，綜合防治水土流失。

4.2 中部平原農(nóng)田防護(hù)區(qū)

中部平原農(nóng)田防護(hù)區(qū)位于長嶺縣中部地區(qū)，包括東嶺、海青、流水、利發(fā)盛、長嶺、集體、新安、腰坨子、前七號等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，土地面積為2 136.81 km2，其中耕地面積為628.45 km2。該區(qū)地貌類型以平原為主，地勢比較平坦，相對高差為20 m左右，主要土壤類型為淡黑鈣土和草甸土等，耕層土壤較薄，自然肥力較差，屬于中肥、適應(yīng)性中等的土壤。該區(qū)氣候條件適宜，屬中溫帶濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，光照充足，無霜期141 d左右，降雨集中，年降水量450 mm左右，春季升溫速度較快，有利于農(nóng)作物生長。該區(qū)水利資源豐富，種植業(yè)發(fā)達(dá)，盛產(chǎn)玉米、大豆、向日葵、西瓜等經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)牧草資源豐富，水草肥美，且交通便利，商品流通速度快，適宜發(fā)展牧業(yè)，目前以農(nóng)戶飼養(yǎng)與小區(qū)飼養(yǎng)相結(jié)合的方式已經(jīng)形成；種植業(yè)以種植經(jīng)濟(jì)作物為主，主要包括辣椒、蘿卜、向日葵和芝麻等，這里是東北地區(qū)最大的三櫻椒和青首白根蘿卜種植基地，種植面積已超過25 km2，產(chǎn)品已打開了國內(nèi)和國際市場。

該區(qū)水土流失面積為204.33 km2，占土地面積的9.56%，土壤侵蝕主要為輕度風(fēng)力侵蝕，水土流失敏感性及潛在危險(xiǎn)度較高。該區(qū)是長嶺縣重要的畜牧業(yè)、種植業(yè)發(fā)展區(qū)，也是長嶺縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心，在長嶺縣生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中占有核心地位。該區(qū)村鎮(zhèn)集中，開發(fā)建設(shè)活動(dòng)頻繁，耕層土壤較薄，自然肥力較差，嚴(yán)重的水土流失使寶貴的黑土資源面臨嚴(yán)重流失威脅，因此水土流失防治應(yīng)以控制人為水土流失為中心，以完善農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)和開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目管理為重點(diǎn)，加快高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田建設(shè)，科學(xué)配置工程、植物和耕作措施，結(jié)合小型水利水保工程，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，大力改造中低產(chǎn)田，改良土壤，改善生產(chǎn)條件，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，同時(shí)強(qiáng)化草場管理，嚴(yán)禁開墾草場和超載放牧，恢復(fù)草場植被，同時(shí)加強(qiáng)植樹種草，改善生產(chǎn)條件，美化人居生態(tài)環(huán)境。

4.3 西部沙丘防風(fēng)固沙區(qū)

西部沙丘防風(fēng)固沙區(qū)地處長嶺縣西部，主要包括大興、三團(tuán)、北正、太平川、八十八、三十號等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，土地面積為2 472.50 km2，其中耕地面積620.15 km2、林地面積739.03 km2、草地面積789.55 km2。該區(qū)地貌類型以沙丘和丘間平地為主，局部有固定沙丘，主要土壤類型為草甸風(fēng)沙土、蘇打鹽化草甸土和淡黑鈣土等，其中：風(fēng)沙土和草甸土耕層土壤很薄，肥力較差，土質(zhì)疏松，跑水跑肥，易受風(fēng)剝，屬于肥力低的瘠薄土壤；淡黑鈣土耕層土壤較薄，自然肥力較差，屬于中肥、適應(yīng)性中等的土壤。該區(qū)適于種植玉米、高粱、綠豆、向日葵、馬鈴薯等多種糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)森林和草原等自然資源豐富，具有得天獨(dú)厚的種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)優(yōu)勢，多年來一直是長嶺縣重要的飼料和油料、雜糧種植基地。此外，該區(qū)規(guī)劃內(nèi)地下礦藏資源較多，蘊(yùn)藏著大量的硅砂、原煤、石油、天然氣、伊利石等礦藏，具有廣闊的開采前景。

該區(qū)水土流失面積為1 290.33 km2，占土地面積的52.2%，其中水力侵蝕面積282.84 km2、風(fēng)力侵蝕面積1 007.49 km2。土壤侵蝕以風(fēng)力侵蝕為主，局部地區(qū)存在風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕交錯(cuò)現(xiàn)象，水土流失敏感性及潛在危險(xiǎn)度較高。該區(qū)是長嶺縣重要的農(nóng)林業(yè)綜合發(fā)展區(qū)和畜牧業(yè)發(fā)展區(qū)，也是長嶺縣西南部的生態(tài)屏障，是長嶺縣生態(tài)環(huán)境建設(shè)和土地總體規(guī)劃的重要組成部分，其生態(tài)環(huán)境問題是制約長嶺縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，在全縣乃至吉林省生態(tài)建設(shè)全局中具有非常敏感的地位。該區(qū)耕層土壤較薄，自然肥力較差，嚴(yán)重的水土流失使寶貴的黑土資源面臨嚴(yán)重流失威脅，局部地區(qū)甚至出現(xiàn)基巖裸露現(xiàn)象，一旦基巖出露，就極難恢復(fù)土地生產(chǎn)能力。同時(shí)，水力和風(fēng)力侵蝕的交錯(cuò)作用，使得林地的立地條件較差，從而對林業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了限制。此外，由于近年來草地的無序開發(fā)利用，草原生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，表現(xiàn)為草地群落結(jié)構(gòu)簡單化、草場沙漠化、草原濕地萎縮，限制了牧草和糧食作物的生產(chǎn)，從而影響了畜牧業(yè)和種植業(yè)的發(fā)展，制約了長嶺縣生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展。因此，該區(qū)應(yīng)發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，實(shí)施節(jié)水灌溉工程，建設(shè)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施及水利工程；實(shí)施封山育林，恢復(fù)林草植被；強(qiáng)化草場管理，嚴(yán)禁開墾草場和過度放牧，通過生態(tài)修復(fù)、舍飼圈養(yǎng)、休牧、輪牧等措施恢復(fù)草場植被。總之，通過減少人為活動(dòng)的影響，結(jié)合水土流失綜合防治措施保護(hù)該區(qū)水土資源，實(shí)現(xiàn)水土資源的可持續(xù)利用，發(fā)揮該區(qū)重要的生態(tài)屏障作用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展。

5 結(jié) 語

在綜合考慮土地利用總體規(guī)劃、林地保護(hù)利用規(guī)劃和行政區(qū)劃完整性的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)聚類與GIS空間疊置分析相結(jié)合的方法進(jìn)行水土保持區(qū)劃，將長

嶺縣劃分為東部臺(tái)地土壤保持區(qū)、中部平原農(nóng)田防護(hù)區(qū)、西部沙丘防風(fēng)固沙區(qū)3個(gè)水土保持類型區(qū)，其中：東部臺(tái)地土壤保持區(qū)應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)植被，大力推進(jìn)封山育林，恢復(fù)林草植被；中部平原農(nóng)田防護(hù)區(qū)應(yīng)以完善農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)和開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目管理為重點(diǎn)；西部沙丘防風(fēng)固沙區(qū)應(yīng)發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，實(shí)施節(jié)水灌溉工程，建設(shè)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施及水利工程。長嶺縣水土保持區(qū)劃成果可以為長嶺縣水土流失防治工作提供支撐，對于維護(hù)和提高區(qū)域水土保持功能、滿足水土流失防治及水土保持管理工作需要具有重要作用。