膠東半島省級重點預(yù)防區(qū)水土流失動態(tài)變化特征研究

邢先雙，杜子龍，孟慶平，董明明，董學(xué)陽，徐 敏

(1.山東省水文局，山東 濟南 250002； 2.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計有限公司，山東 濟南 250001；3.黃河水利委員會 山東水文水資源局，山東 濟南 250000； 4.濟寧市水文局，山東 濟寧 272000)

為及時、全面、準確地掌握山東省省級水土流失重點防治區(qū)水土流失動態(tài)變化與生態(tài)環(huán)境狀況，2016年山東省水利廳啟動了省級重點防治區(qū)水土流失動態(tài)監(jiān)測工作，選取膠東半島北部水土流失重點預(yù)防區(qū)煙臺市福山區(qū)、威海市榮成市作為首批省級重點預(yù)防區(qū)典型縣，2017年在原有兩個典型縣的基礎(chǔ)上，又在棗莊市嶧城區(qū)開展了水土流失動態(tài)監(jiān)測工作。本研究以位于山東省省級水土流失重點防治區(qū)的煙臺市福山區(qū)為研究對象，采用遙感監(jiān)測與野外調(diào)查復(fù)核相結(jié)合的方法，重點圍繞區(qū)域土地利用、水土流失、生態(tài)環(huán)境、預(yù)防保護措施和預(yù)防保護效果等5個方面開展監(jiān)測，研究結(jié)果對了解和掌握福山區(qū)水土流失與生態(tài)環(huán)境狀況，評價水土流失防治效果，以及后期防治對策的制定提供了數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

福山區(qū)是隸屬于山東省煙臺市的一個市轄區(qū)，位于山東半島東北部，東以大沽夾河為界，與芝罘區(qū)、萊山區(qū)隔河相望，東南與牟平區(qū)為鄰，西南與棲霞市相連，西北與蓬萊市接壤，北臨煙臺經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，地理坐標為東經(jīng)121°15′～121°22′、北緯37°14′～37°29′，土地總面積482.83 km2。全區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)以耕地為主，其次為林地、園地。耕地面積為139.19 km2，占土地總面積的28.83%；林地面積為112.24 km2，占23.25%；園地面積為97.14 km2，占20.12%。林草植被覆蓋土地面積為211.29 km2，占土地總面積的43.76%，其中高覆蓋度(>75%)、中高覆蓋度(60%～75%)、中覆蓋度(45%～60%)、中低覆蓋度(30%～45%)、低覆蓋度(15%～30%)土地面積分別為65.31、65.39、28.80、46.23、5.56 km2。坡度分布以平緩坡(<5°)為主，面積為260.99 km2，占土地總面積的54.05%，而中等坡(5°～8°)、斜坡(8°～15°)、陡坡(15°～25°)、急坡(25°～35°)、急陡坡(>35°)土地僅分別占18.66%、17.62%、8.10%、1.44%、0.13%。

2 數(shù)據(jù)采集與處理

通過購置福山區(qū)2016、2017年3月GF-1遙感影像(2 m分辨率)、2016年6月至2017年6月的Landsat OIL 影像(30 m分辨率)，基于ENVI和ArcGIS平臺，對福山區(qū)的土地利用、植被覆蓋度進行解譯，通過對土地利用、植被覆蓋度和坡度三因子指標的監(jiān)測(考慮到本次監(jiān)測時間間隔較短，區(qū)域坡度數(shù)據(jù)無明顯變化，因此僅分析土地利用及植被覆蓋度的變化情況)，結(jié)合野外調(diào)查，采用綜合評判法，依據(jù)《土壤侵蝕分類分級標準》(SL 190—2007)，定性和定量相結(jié)合分析評價福山區(qū)水土流失分布特征、面積和強度。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用狀況及變化

2016、2017年福山區(qū)土地利用變化情況見表1。2016—2017年全區(qū)土地利用總的變化面積為1.75 km2，占土地總面積的0.36%，其中：耕地面積減少了0.69 km2，園地減少了0.21 km2，林地增加了0.22 km2，草地增加了0.07 km2，城鎮(zhèn)及工礦用地增加了0.10 km2，交通運輸用地增加了0.18 km2，水域及水利設(shè)施用地減少了0.16 km2，其他用地增加了0.49 km2。土地利用轉(zhuǎn)出方面，相對于其他土地利用類型，耕地面積減少較多，主要轉(zhuǎn)變?yōu)榱值睾推渌玫兀黄浯问菆@地，主要轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫氐取Ｍ恋剞D(zhuǎn)入方面，其他用地增加最多，主要來自棄耕的耕地和園地；其次是林地，增加的林地絕大部分來自棄耕的耕地。其余地類變化量不大。

表1 2016—2017年福山區(qū)各土地利用面積變化量 km2

3.2 植被覆蓋狀況及變化

2016、2017年各土地利用類型植被覆蓋狀況變化情況見表2。2016—2017年，植被覆蓋度發(fā)生變化的面積為2.480 km2，占土地總面積的0.51%，其中覆蓋度降低面積為0.643 km2，占0.13%；覆蓋度增加面積為1.837 km2，占0.38%。

表2 植被覆蓋度發(fā)生變化的面積統(tǒng)計

3.3 水土流失狀況及變化

3.3.1 水土流失面積

2016、2017年水土流失面積變化統(tǒng)計結(jié)果見表3。與2016年相比，2017年水土流失面積減少了0.48 km2，占土地總面積的0.10%，水土流失狀況總體呈減輕趨勢但變化幅度不大。其中：輕度侵蝕面積最大，且增加了0.11 km2；中度侵蝕面積次之，減少了0.30 km2；強烈侵蝕面積減少了0.21 km2；極強烈侵蝕面積減少了0.08 km2。2017年福山區(qū)水土流失強度分布見圖1。

表3 2016、2017年不同侵蝕強度面積統(tǒng)計

圖1 2017年福山區(qū)水土流失強度分布

3.3.2 時空特征分析

2016—2017年福山區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)以耕地為主，其次為林地、園地，其他土地利用類型所占比例相對較小。其中：耕地占比大且分布相對集中，主要分布在海拔較低、坡度較小的中部地區(qū)；林地植被覆蓋度較高，主要分布在西南部和東南部地區(qū)；園地分布較廣，主要分布在坡度25°以下的丘陵、臺地。在空間分布上，耕地、園地、居民點等主要分布在道路兩側(cè)。

高覆蓋度土地主要分布在丘陵、小起伏低山區(qū)域，如門樓鎮(zhèn)、回里鎮(zhèn)、張格莊鎮(zhèn)；中高覆蓋度土地主要分布在丘陵與低山交界處及低山區(qū)域，如高疃鎮(zhèn)、門樓鎮(zhèn)、回里鎮(zhèn)等；中低覆蓋度及中度覆蓋度土地主要分布在低山、丘陵及臺地區(qū)域，其中分布在丘陵及臺地區(qū)域的主要為園地；低覆蓋度土地主要分布在平原區(qū)域。

土壤侵蝕強度空間分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律性：微度侵蝕主要分布在坡度較為平緩的平原區(qū)，以及植被覆蓋度較高的低山丘陵區(qū)；輕度侵蝕主要分布在丘陵區(qū)的園地，雖然植被覆蓋度較高， 但是地表植被相對較少、坡度較大，因此常發(fā)生輕度侵蝕；中度侵蝕主要集中分布在坡度相對較大、植被覆蓋度相對較低的丘陵區(qū)；強烈、極強烈侵蝕主要發(fā)生在海拔相對較高、坡度較大、植被覆蓋度較低的低山地帶。

4 結(jié) 論

本研究以煙臺市福山區(qū)為研究對象，采用遙感監(jiān)測與野外調(diào)查復(fù)核相結(jié)合的方法，分析了福山區(qū)2016—2017年土地利用、植被覆蓋及水土流失面積的動態(tài)變化，主要結(jié)果如下：①與2016年相比，2017年土地利用總的變化面積為1.75 km2，耕地、園地減少較多，其他土地和林地增加較多，其余地類變化不明顯。②2016—2017年，植被覆蓋度面積變化了32.480 km2，占全區(qū)土地總面積的0.51%。③水土流失總體以輕度侵蝕為主，其主要分布在植被覆蓋度較高但地表植被少、坡度較大的丘陵區(qū)園地，中度侵蝕主要集中分布在坡度相對較大、植被覆蓋度相對較低的丘陵區(qū)，而強烈、極強烈侵蝕主要發(fā)生在海拔相對較高、坡度較大、植被覆蓋度較低的低山地帶。與2016年相比，2017年全區(qū)水土流失面積減少了0.48 km2，占土地總面積的0.10%，水土流失呈現(xiàn)總體減少的趨勢。本研究選用的監(jiān)測期較短，未來將結(jié)合每年度的水土流失動態(tài)監(jiān)測結(jié)果研究該區(qū)域水土流失消長狀況及分布。