基于鄉鎮的青島市水土流失易發區評價指標體系研究

孫 琳，徐佳佳，李昌研，徐曉飛

(1.青島市水利勘測設計研究院有限公司，山東 青島 266071； 2.青島市水務管理局，山東 青島 266071； 3.青島市嶗山區農業農村局，山東 青島 266061)

1 研究背景

青島市地處山東半島東南部沿海、膠東半島東部，瀕臨黃海，為海濱丘陵城市，地勢東高西低、南北兩側隆起、中間低凹，地形以山地、平原、洼地為主，其面積分別約占總面積的15.5%、37.7%、21.7%。根據青島市2015年遙感普查結果，全市有輕度以上水土流失面積1 274 km2，約占全市總面積的11.3%。

在《全國水土保持區劃(試行)》中，國家層面已經將青島市全部行政區域以區市(縣級行政區域，下同)為單位劃入“膠東半島丘陵蓄水保土區”；在《山東省水土保持規劃(2016—2030年)》中，結合全國區劃成果和山東省地形特點，將青島市全部行政區域以區市為單位劃入“山丘區”。從全國、省級劃分情況來看，根據水保法的相關要求，青島市境內全部生產建設項目開展水土保持方案編制有明確的法律支撐。但是基層水行政監督管理部門在具體執法過程中發現，一些生產建設單位對水土保持專業法律法規不了解，對位于平原區的生產建設項目是否需要編制水土保持方案存在異議，增加了基層執法的工作難度。修訂后的水保法賦予了水土保持規劃法律層面的權力，同時第二十五條規定“在山區、丘陵區、風沙區以及水土保持規劃確定的容易發生水土流失的其他區域開辦可能造成水土流失的生產建設項目，生產建設單位應當編制水土保持方案”。因此，青島市在市級水土保持規劃編制的過程中，充分考慮基層執法需求，以更細致的鄉鎮、街道為行政單元對“容易發生水土流失的其他區域”進行了劃分和確定。本研究采用改進的層次分析法建立評價指標體系模型，對劃入水土流失易發區的鄉鎮(街道)進行了進一步的研究和探討。

2 研究方法、過程與結論

2.1 研究方法

在《青島市水土保持規劃(2016—2030年)》中，將除劃入青島市級水土流失重點預防區和重點治理區外的其他鄉鎮(街道)全部劃入青島市水土流失易發區，其面積占全市土地總面積的54.9%，主要分布在中部平原洼地和城市建成區內。

結合青島市實際情況，打破以往定性為主、定量為輔的原則，采用改進的層次分析法(AHP法)，在充分考慮鄉鎮(街道)行政單元級別能采集到的自然和經濟社會數據的基礎上，科學合理地確定評價指標，構建青島市水土流失易發區評價指標體系模型，采用改進的9標度法確定指標權重，對各指標進行歸一化處理，并將其劃分為Ⅰ～Ⅴ級進行賦分，最終根據綜合評價等級分析評價水土流失易發性。

2.2 指標確定

江蘇、江西等省份開展過通過建立評價模型對水土流失易發區劃分成果的合理性進行探討的研究[1-2]，但這些研究均是基于縣級行政單元進行評價的，對于鄉鎮(街道)行政級別的研究尚無先例可循。本次針對青島市水土流失易發區的研究，在充分調研、收集相關研究成果和鄉鎮(街道)資料的基礎上，篩選適合鄉鎮(街道)的評價指標，保證選取指標具有科學性、系統性和合理性，并考慮指標數據獲取的可操作性、可比性和民眾可接受程度。

水土流失的誘因有自然因素和社會因素。

(1)自然因素指標確定。降雨、坡度、坡長、植被覆蓋度、土壤物理化學性質等是主要的自然因素影響因子。在青島市水土保持規劃開展過程中，采用資源三號衛星數字遙感影像作為原始解譯圖件，輔助高分二號衛星影像，利用“3S”技術對全市水土流失現狀進行了遙感解譯普查。將鄉鎮(街道)的行政邊界信息與通過數字地形模型(DTM)獲得的高程、坡度、坡長和溝谷密度信息，通過不同光譜獲得的植被覆蓋度和土地利用類型信息，以及全市歷年平均年降水量分布等信息進行疊加計算，獲得以鄉鎮(街道)為單元的各項自然因素數據。考慮微地形變化對水土流失強度的直接影響，以及土壤可蝕性和土壤侵蝕模數的綜合影響，最終選取平均坡度、土壤可蝕性K值和土壤侵蝕模數作為自然因素的3項評價指標。

(2)社會因素指標確定。經濟社會快速發展帶來的大規模開發建設活動是加劇水土流失的決定性因素，城鎮化進程越快、建設用地比例越高、人口越密集、經濟社會越發達，人為活動對原有地表破壞的程度就越嚴重。社會因素指標基礎數據一般只能通過官方發布的經濟社會統計信息取得，與自然因素相比，鄉鎮級別的經濟社會資料收集獲取難度較大。參考各省份研究成果中選取的社會因素指標，結合青島當地鄉鎮(街道)經濟社會數據采集的實際情況，最終選取國民生產總值(GDP)、建設用地比例和人口密度作為社會因素的3項評價指標。

2.3 評價體系建立

在綜合考慮自然和社會因素對水土流失影響的基礎上，采用層次分析法構建青島市水土流失易發區評價指標體系模型，最終提出包含目標層、準則層、指標層的模型構架(見表1)。

表1 青島市水土流失易發區評價指標體系構架

2.4 指標權重的確定

傳統的AHP方法在構建判斷矩陣時，采用1～9比率標度，判斷矩陣的一致性需要重復計算進行驗證，本次研究借鑒劉洋等[3]對傳統9標度法的改進成果，采用改進后的標度定義和更新的隨機一致性指標RI值，對各指標層指標通過征求專家意見的方式進行兩兩判斷，最終計算獲得滿足一致性要求的判斷矩陣，具體見表2。

表2 指標層判斷矩陣

2.5 量化分級

由于指標層各個指標的量綱、數據性質等均不相同，需要進行歸一化處理。參考劉康等[4]的研究成果，結合青島市當地水土流失自然和社會影響因素的實際情況，將各指標劃分為Ⅰ～Ⅴ級，并對各等級進行賦分，具體見表3。

表3 青島市水土流失易發區綜合評價指標量化賦分

2.6 綜合評價

青島市水土流失易發區劃分的綜合評價采用加權求和的方法進行，綜合評價公式為

式中：S為指標綜合評價得分；Wi為各指標權重；Fi為各指標分值。

參考吳穎超等[5]對江蘇省水土流失易發區的研究成果，結合青島市實際情況，將最終的評價結果劃分為5個等級，綜合評價等級劃分標準見表4。

4 綜合評價等級劃分標準

2.7 評價結論

經計算，青島市被劃入水土流失易發區的58個鄉鎮(街道)評價單元綜合評價打分在3.71～8.27之間，平均綜合得分為5.85分，其中萊西市夏格莊鎮綜合得分最低，為3.71分，黃島區辛安街道綜合得分最高，為8.27分。根據各評價單元的綜合得分可以看出，除最高值和最低值之外，青島市水土流失易發區的各鄉鎮(街道)均為Ⅲ級和Ⅳ級，其中Ⅲ級的最多。根據青島市水土流失易發區綜合評價等級，Ⅲ級和Ⅳ級為在現有條件下或者可預見的未來若存在一定的或較大的自然或人為擾動，則容易或較易發生水土流失。

3 分析與討論

本研究從青島市水土流失和監督管理的實際情況出發，建立青島市水土流失易發區評價指標體系模型，通過改進的層次分析法確定各指標權重，利用多級加權求和的方法，最終評價各鄉鎮(街道)的水土流失易發等級，為《青島市水土保持規劃(2016—2020年)》中被劃入水土流失易發區的鄉鎮(街道)的確定提供了有力的技術支撐。

本研究對以鄉鎮(街道)為評價單元的水土流失易發區研究提供了一種操作性較強的量化評價手段，為同類城市開展水土流失易發區研究提供了可借鑒的經驗，未來應進一步結合“3S”技術與水土保持規劃同期開展水土流失易發區的研究。但是，本研究在指標層指標選取時，受到鄉鎮行政單元基礎資料收集困難等現實條件的影響，對某些社會因素和自然因素因子未能全面考慮；在各個指標的等級劃分方面，因未有本地區同類研究的先例，主要參考江蘇省、陜西省、太湖流域[6]等的研究成果，等級劃分的準確性有待論證，未來還需要進一步研究。