張亞琳 張瀚洋
【摘?要】將2019 年度黃河流域(片)伏牛山中條山國家級水土流失重點治理區水土流失動態監測結果與2018年進行對比,結果表明:該區域水土流失面積減少,土壤侵蝕強度以輕度為主,侵蝕強度呈現由高強度向低強度明顯轉化的趨勢。通過年度動態監測,掌握該區水土流失面積和動態變化狀況,為當地科學推進水土流失綜合防治工作提供重要數據支撐。
【關鍵詞】水土流失;動態監測;遙感解譯
水土保持是生態文明的重要內容,水土流失動態監測是實行水土保持最嚴格監管的重要基礎和手段,是貫徹落實新時期水利發展總基調的基礎性工作。準確掌握縣級行政區年度水土流失動態變化,是水土保持目標責任考核、生態文明評價考核的基礎支撐[1]。根據《全國水土流失動態監測規劃(2018—2022年)》和年度動態監測工作安排,2019年黃河流域(片)伏牛山中條山國家級水土流失重點治理區繼續開展了全覆蓋的水土流失動態監測,進一步摸清了區域水土流失面積、強度和分布狀況,為水土保持“強監管”提供了強有力的科學依據。
1 研究區概況
黃河流域(片)伏牛山中條山國家級水土流失重點治理區位于河南省西部和山西省南部地區,共涉及2省21縣(市、區)總面積29288km2。地理位置在北緯33°33′~35°41′,東經110°14′~113°16′,地貌類型以低山丘陵為主,土壤類型主要有褐土、黃褐土和潮土。屬暖溫帶半濕潤季風氣候,年均氣溫12.1~15.6℃,年均降水量700~1000mm。區域內部分地區地形破碎,溝壑縱橫,坡耕地和荒坡較多,水源涵養功能較低,水土流失嚴重,治理難度較大。
2 研究方法
根據《區域水土流失動態監測技術規定(試行)》要求,研究區主要采用資料收集、遙感監測、野外調查、模型計算和統計分析等方法。在水力侵蝕地區,1采用中國土壤流失方程CSLE(Chinese Soil Loss Equation)計算土壤侵蝕模數。方程基本形式為:
式中,降雨侵蝕力因子R、土壤可蝕性因子K均采用水利部水土保監測中心統一下發的數據;坡長和坡度因子L、S采用北京師范大學開發的地形因子計算工具[2]計算得到;耕作措施和工程措施因子T、E是根據土地利用和水土保持措施解譯成果,查水土保持耕作措施因子賦值表和水土保持工程措施因子表賦值;植被覆蓋與生物措施因子B是利用MODIS歸一化植被指數(NDVI)產品和TM多光譜影像,采用融合計算或參數修訂的方法,得到24個半月30 m分辨率的植被覆蓋度(FVC),再結合24個半月降雨侵蝕力因子比例計算得到。
通過模型計算,獲取以縣級行政區為單元的水土流失動態監測成果,依據《土壤侵蝕分類分級標準》(SL190-2007)[3],評價每個柵格的土壤侵蝕強度,從而獲得區域水土流失面積、強度和分布情況,并與2018年度動態監測成果進行動態變化分析。
3 結果與分析
3.1 2019年度水土流失監測結果
2019年度監測結果顯示,該區域土壤侵蝕類型均為水力侵蝕,水土流失面積為9851.82 km2,占土地總面積的33.64%。侵蝕強度以輕度侵蝕為主,面積6907.70km2,占水土流失面積的70.11%;中度、強烈、極強烈、劇烈侵蝕面積分別為2256.43km2、460.70km2、201.79 km2、25.20 km2,占水土流失面積比例為22.90%、4.68%、2.05%、0.26%。
從空間分布來看,該區域輕度侵蝕主要發生在一些坡度較緩的耕地和覆蓋度較低的林地、草地上;中度侵蝕主要發生在部分坡耕地和覆蓋度較低的園地上;強烈及以上侵蝕占比較少,主要發生在一些有人為擾動的生產建設項目和農村道路等地類上。
3.2 年度水土流失動態變化情況
與2018年相比,研究區2019年水土流失面積減少了273.50km2,減幅2.70%。其中,輕度侵蝕面積增加437.95km2,增幅6.77%;中度、強烈、極強烈、劇烈侵蝕面積分別減少316.26 km2、210.53km2、136.02km2、48.64km2,減幅分別為12.29%、31.36%、40.27%、65.87%。
3.3結果及原因分析
通過查閱相關資料,該區域水土流失面積變化的主要原因有:
(1)城鎮化加快發展
據統計結果顯示,2018年,河南省城鎮化率51.71%,比上一年提高1.55%;山西省城鎮化率達58.41%,比上年末提高1.07個百分點。城鎮化的快速發展,不斷推進農村人口向城市轉移,生產方式由鄉村型向城鎮型不斷轉化,集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮化建設,引導人們對自然的干擾和破壞減少,從而減少了人為水土流失面積。
(2)水土保持措施持續發揮效益
區域內各項水土保持重點工程持續實施。2018年河南省全力推進水土保持重點工程建設,強化水土保持生態文明工程、水土保持科技示范園區建設管理,加強淤地壩安全運行管理;山西省不斷加大水土保持投入力度,擴大治理范圍,尤其是中央水利發展資金水土保持、坡耕地水土流失綜合治理等項目綜合治理成效顯著。水土保持措施的有效實施,使區域內水土流失實現面積強度“雙下降”。
(3)生產建設項目監管不斷增強
2018年河南省和山西省陸續開展了生產建設項目水土保持“天地一體化”監管、生產建設項目水土保持專項監督檢查,全面加強生產建設項目事中事后監管,嚴格落實水土保持“三同時”制度,有效遏制了由生產建設項目造成的人為水土流失。
(4)土地利用結構發生變化
2019年研究區解譯土地利用全部采用2m分辨率遙感影像,與2018年采用的16m分辨率遙感影像相比,地物判別和邊界勾繪的準確性有很大提高。不同土地利用類型對水土流失的影響不同,各種地類綜合影響該區域2019年水土流失結果。由影像分辨率不同導致的兩年遙感影解譯結果存在較大差異,也是造成兩年間水土流失面積變化的重要原因之一。
4 存在問題與思考
2019年是《全國水土流失動態監測規劃(2018—2022年)》實施的第二年,相比第一年,各項工開展更加熟練有序,但仍存在一些問題:
(1)部分水土保持措施較難通過影像準確解譯出來。從2米分辨率的遙感影像上一般比較容易解譯出梯田、淤地壩等水土保持工程措施,但造林、封育等生物措施以及魚鱗坑、谷坊等工程措施,較難直接通過影像確定其邊界。建議加強與地方水保部門的溝通,以獲取項目區水土保持措施的準確位置,校核解譯成果。
(2)運用CSLE模型計算過程中,當不同因子數據的精度和分辨率不一致時,會對計算結果產生影響,使得計算結果有誤差。建議統一使用相同精度的數據,提高計算結果準確性。
(3)CSLE模型中土壤可蝕性因子K和降雨侵蝕力因子R,數據由水利部監測中心統一下發,但在個別地區會出現異常值,建議使用時要注意判別。
參考文獻:
[1]蒲朝勇.貫徹落實十九大精神 做好新時代水土保持工作[J].中國水土保持,2017(12):1-6.
[2]符素華劉寶元,周貴云,等.坡長坡度因子計算工具[J].中國水土保持科學,2015,13(5):105-110.
[3]中華人民共和國水利部水土保持司.土壤侵蝕分類分級標準(SL 190—2007)[S].北京:中國水利水電出版社,2008:8.
作者簡介:
張亞琳(1991 -),女,助理工程師。主要研究方向:水土保持遙感監測。
(作者單位:黃河流域水土保持生態環境監測臨潼分中心)