王小琳，蘭安軍*，劉發(fā)勇

(1.貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽　550001；2.貴州師范大學(xué) 中國南方喀斯特研究院，貴州 貴陽　550001)

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貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分研究

王小琳1，蘭安軍1*，劉發(fā)勇2

(1.貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽550001；2.貴州師范大學(xué) 中國南方喀斯特研究院，貴州 貴陽550001)

摘要：水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分是提高水土流失防治成效的重要途徑。為進(jìn)一步探究貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的空間分布，參照國家級水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分導(dǎo)則，結(jié)合貴州省水土流失類型及特點(diǎn)，建立貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分的指標(biāo)體系，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為劃分基本單元，利用ArcGIS空間疊加分析模型，進(jìn)行貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分。研究結(jié)果顯示：貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)包括水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和水土流失重點(diǎn)治理區(qū)，面積132 485.10km2，占貴州省總面積75.20%。其中水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)面積37 718.90km2，占貴州省總面積21.41%；水土流失重點(diǎn)治理區(qū)面積94 766.20km2，占貴州省總面積53.79%。

關(guān)鍵詞：水土流失；重點(diǎn)預(yù)防區(qū)；重點(diǎn)治理區(qū)；貴州省

水土流失是全球性的嚴(yán)重環(huán)境問題，是生態(tài)破壞的主要形式。嚴(yán)重的水土流失已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展的制約因素。水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃定是新修訂的水土保持法中明確賦予各級政府的一項重要工作，也是提高防治水土流失成效的重要途徑。根據(jù)我國第二次遙感調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國水土流失總面積356萬km2。其中，水蝕面積165萬km2，風(fēng)蝕面積191萬km2。開展水土流失治理工作刻不容緩[1]。

新修訂的《中華人民共和國水土保持法》規(guī)定的水土流失重點(diǎn)防治區(qū)不再保留水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)，明確為水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)(以下簡稱“兩區(qū)”)，并要求縣級以上人民政府依據(jù)水土流失調(diào)查結(jié)果劃定并公告。依法重新劃定水土保持重點(diǎn)防治區(qū)，建立相應(yīng)的管理制度，科學(xué)地選取劃分指標(biāo)則是合理劃分水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的關(guān)鍵。目前許多學(xué)者從不同角度對水土流失分區(qū)問題進(jìn)行了大量的研究，內(nèi)容涵蓋了水土流失的類型區(qū)劃分[2-4]，水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)[5-7]，劃分方法[8-10]，防治措施[11-12]等諸多方面。近幾年來，學(xué)者們對于水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分的指標(biāo)體系的建立及基于3S技術(shù)的水土流失防治區(qū)劃分進(jìn)行了大量深入的研究[13-16]。研究以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基本單元，依據(jù)新修訂的水土保持法，結(jié)合貴州省水土流失的類型及特點(diǎn)，建立貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分的指標(biāo)體系，明確劃分出貴州省水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)與水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。劃分結(jié)果以期為深入推進(jìn)貴州省水土保持工作，加快貴州省水土流失防治步伐提供客觀、科學(xué)的依據(jù)。

1研究區(qū)概況

貴州省地處中國第二級階梯上，位于中國西南的東南部，云貴高原東部。全省由西向東呈梯級狀下降，平均海拔約1 100m，自中向北、東、南三面傾斜，地貌結(jié)構(gòu)是東西三級階梯，南北兩面斜坡，年平均氣溫14.0～18.0℃，年平均降水量在1 100～1 300mm之間。全省土壤共分紅壤、黃壤、黃棕壤、石灰土等15個土類。植被類型除具有明顯的亞熱帶性質(zhì)外，還具有組成種類繁多、類型復(fù)雜、地域差異明顯等特點(diǎn)，但受人為活動的影響，又具有較強(qiáng)的次生性。在脆弱的喀斯特自然背景下，加之不合理的人為活動原因，生態(tài)環(huán)境更加惡化，尤其在西部地區(qū)，人口密度大，植被覆蓋度低，耕地墾殖率高，水土流失與石漠化現(xiàn)象嚴(yán)重。

根據(jù)2010年貴州省第一次全國水利普查水土保持專項普查及全省水土流失遙感調(diào)查成果，全省水土流失面積為55 269.40km2，占土地總面積31.37%[17]，與2000年水土流失情況相比，10年間全省水土流失面積由73 179.01km2減少到55 269.40km2，減少了17 909.61km2，減少了10.17%，水土流失得到有效遏制，生態(tài)環(huán)境明顯改善，但局部區(qū)域水土流失形勢依然十分嚴(yán)峻。2000、2010年貴州省水土流失情況如圖1所示。

圖1　2000、2010年貴州省水土流失面積及強(qiáng)度圖Fig.1　Map of soil and water loss in Guizhou area and intensity in 2000 and 2010

2研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源與處理

水土流失數(shù)據(jù)采用2010年貴州省第一次全國水利普查水土保持專項普查及全省水土流失遙感調(diào)查成果，石漠化數(shù)據(jù)為《貴州省水利建設(shè)生態(tài)建設(shè)石漠化治理綜合規(guī)劃-石漠化綜合治理專項規(guī)劃(2011～2020)》所用數(shù)據(jù)，森林覆蓋率數(shù)據(jù)來源于貴州省林業(yè)廳，坡耕地數(shù)據(jù)來源于貴州省國土資源廳，其他數(shù)據(jù)均來源于各地水利主管部門上報數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均以鄉(xiāng)鎮(zhèn)級行政單元收集，共88個縣級單元，1 482個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)均以1∶5萬地形圖進(jìn)行校正并統(tǒng)一定義為Albers Conical Equal Area投影，確保數(shù)據(jù)的空間疊加分析。

2.2劃分方法

根據(jù)國家級水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分導(dǎo)則[18]，結(jié)合貴州省實(shí)際情況，協(xié)調(diào)省級主體功能區(qū)規(guī)劃及其他相關(guān)行業(yè)規(guī)劃，采用分層指標(biāo)法，定量指標(biāo)與定性指標(biāo)相結(jié)合，自上而下與自下而上相結(jié)合的劃分程序進(jìn)行。首先，指標(biāo)體系依據(jù)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的法律釋義提出，對相關(guān)指標(biāo)采取一定技術(shù)手段量化處理，在此基礎(chǔ)上，研究各指標(biāo)與水土流失的關(guān)系，確定劃分標(biāo)準(zhǔn)；其次，將貴州省鄉(xiāng)鎮(zhèn)面數(shù)據(jù)與各專題圖層疊加，運(yùn)用ArcGIS空間分析模塊，對滿足條件的劃分單元進(jìn)行屬性的判別；在ArcGIS技術(shù)的支持下，根據(jù)各指標(biāo)的耦合疊加關(guān)系初步劃定水土流失重點(diǎn)防治區(qū)，然后再經(jīng)過定性指標(biāo)和輔助性指標(biāo)對劃分結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，最終確定劃分結(jié)果。

2.3劃分標(biāo)準(zhǔn)

基于貴州省綜合調(diào)查數(shù)據(jù)，采取定量指標(biāo)與定性指標(biāo)相結(jié)合的方法，科學(xué)合理地篩選劃分指標(biāo)，構(gòu)建指標(biāo)體系和劃分模型，并制定了貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.1水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)新《中華人民共和國水土保持法》，水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)是指水土流失潛在危險較大的區(qū)域[20]。基本特征為植被相對較好，林草覆蓋度較大；人口密度較低，人為活動較少；現(xiàn)狀水土流失輕微，但潛在水土流失危險程度較高；對國家或區(qū)域防洪安全、水資源安全和生態(tài)安全有重大影響。在分析總結(jié)現(xiàn)有研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出貴州省水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)劃分的指標(biāo)體系，包括定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。

定量指標(biāo)

1)微度侵蝕率。根據(jù)貴州省水土保持公告(2006～2010)，全省水土流失率31.37%，即微度侵蝕面積比為68.63%。而重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)空間不能重疊，將水土流失微度侵蝕率取值為≥75%。

2)森林覆蓋率。根據(jù)貴州省林業(yè)廳提供的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)森林覆蓋率顯示，貴州省森林覆蓋率為47.53%。充分考慮貴州省森林覆蓋率普遍較高的實(shí)際情況，參考水利部《水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分導(dǎo)則的相關(guān)研究成果，將水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)的劃分指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，森林覆蓋率指標(biāo)取值為≥50%。

表1　水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)劃分定量標(biāo)準(zhǔn)

定性指標(biāo)

1)重要生態(tài)功能區(qū)。包括世界自然遺產(chǎn)地、自然保護(hù)區(qū)、森林公園、風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)公園、濕地公園、水源保護(hù)區(qū)、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)。本次劃分主要考慮省級及以上等級的重要生態(tài)功能區(qū)，根據(jù)重要生態(tài)功能區(qū)占鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積比進(jìn)行劃分，即其占比≥50%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃為水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)。

2)集中連片區(qū)。由于劃分是以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基本單元進(jìn)行，為保證最小面積鄉(xiāng)鎮(zhèn)在劃分過程中不被遺漏，同時保證水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)具有一定規(guī)模，因此，集中連片指標(biāo)取值為≥10km2。

2.3.2水土流失重點(diǎn)治理區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《中華人民共和國水土保持法》，應(yīng)當(dāng)將水土流失嚴(yán)重的區(qū)域劃定為重點(diǎn)治理區(qū)[19]。主要指人口密度大、人為活動較頻繁、生態(tài)環(huán)境惡化、自然條件惡劣、水土流失是當(dāng)?shù)睾拖掠螄窠?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展主要制約因素的區(qū)域。根據(jù)以上重點(diǎn)治理區(qū)的概念表述，同水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)指標(biāo)選取，根據(jù)指標(biāo)選取的依據(jù)和要求，提出貴州省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)劃分的指標(biāo)體系，包括定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。

定量指標(biāo)

1)水土流失率。按照重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)空間不能重疊的原則，為保證與重點(diǎn)預(yù)防區(qū)微度侵蝕率≥75%指標(biāo)銜接，將水土流失率取值為≥25%。

2)中度以上水土流失面積比。參考水利部《水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分導(dǎo)則》及相關(guān)研究成果，并結(jié)合本研究的綜合調(diào)查數(shù)據(jù)，將中度以上水土流失面積比指標(biāo)取值為≥30%。

3)坡耕地面積比。本次劃分采用國家標(biāo)準(zhǔn)的取值，坡耕地面積比指標(biāo)取值為≥50%。

4)石漠化率。貴州省屬滇黔桂巖溶石漠化國家級水土流失重點(diǎn)治理區(qū)的主要區(qū)域，具有明顯的區(qū)域性特征，故將石漠化率作為輔助指標(biāo)，進(jìn)行水土流失重點(diǎn)治理區(qū)的劃分。輔助指標(biāo)的劃分采用統(tǒng)計學(xué)劃分方法，選取極端高值進(jìn)行劃分，根據(jù)其比例從高至低排序，當(dāng)累積頻率達(dá)到10%時，取其值參與水土流失重點(diǎn)治理區(qū)的計算。根據(jù)貴州省空間數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計各鄉(xiāng)鎮(zhèn)石漠化率，當(dāng)累積頻率達(dá)到10%時，石漠化率值為50.05，為便于計算，對該值進(jìn)行取整，因此石漠化率指標(biāo)取值為≥50%。

表2　水土流失重點(diǎn)治理區(qū)劃分定量標(biāo)準(zhǔn)

定性指標(biāo)重點(diǎn)治理區(qū)劃分中定性指標(biāo)選取了水土流失嚴(yán)重作為判斷依據(jù)。水土流失嚴(yán)重區(qū)域指的是土壤侵蝕強(qiáng)度屬中度以上的區(qū)域，即土壤侵蝕模數(shù)在2 500t/km2以上的區(qū)域。在這類區(qū)域水土流失十分嚴(yán)重，已經(jīng)對貴州省土地資源、土地生產(chǎn)力、抵御災(zāi)害能力、水環(huán)境安全、自然生態(tài)環(huán)境、生產(chǎn)生活等均帶來影響深遠(yuǎn)的危害，亟需采取一定的水土保持措施改善目前情況，根據(jù)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)的涵義，這類區(qū)域應(yīng)當(dāng)劃在重點(diǎn)治理區(qū)的范疇。

3結(jié)果與分析

利用ArcGIS的空間疊置分析功能將定量分析和定性分析的成果相疊加，按照“集中連片、協(xié)調(diào)平衡與已有成果和規(guī)劃的對接、統(tǒng)籌考慮水土流失現(xiàn)狀和防治需求”的劃分原則，進(jìn)行圖層的合并，最終得到貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分成果圖(見圖2)。根據(jù)劃分成果統(tǒng)計，貴州省劃水土流失重點(diǎn)防治區(qū)面積57 406.77km2，占全省土地面積的75.20%。

3.1水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)

全省水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)面積18 358.39km2，共涉及61個縣(市、區(qū)、特區(qū))274個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。從空間分布格局來看，水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)主要分布在黔東南州、黔南州的大部分地區(qū)以及遵義市和銅仁市等局部地區(qū)，其他地區(qū)分布較零散。水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)以黔東南州為最高，涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地總面積為19 371.21km2，占黔東南州土地總面積的63.85%，重點(diǎn)預(yù)防面積為8 193.20km2，其次是黔南州，水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地總面積為8 127.81km2，占黔南州土地總面積的31.03%，其重點(diǎn)預(yù)防面積為4 621.06km2。黔東南州以及黔南州東部和南部植被較好，植被覆蓋率高，土壤侵蝕主要以微度侵蝕為主，以水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)為主。

3.2水土流失重點(diǎn)治理區(qū)

全省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)面積39 048.33km2，涉及74個縣(市、區(qū)、特區(qū))817個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。水土流失重點(diǎn)治理區(qū)主要分布在貴州省北部、西部以及南部地區(qū)，貴陽市以及黔東南州分布較少且零散。其中，畢節(jié)市的水土流失重點(diǎn)治理區(qū)占其總面積的百分比為9個地州市的最高值，其水土流失重點(diǎn)治理區(qū)涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地總面積為2 873.50km2，占畢節(jié)市總面積的85.18%，重點(diǎn)治理面積為10 604.90km2；其次是六盤水市，水土流失重點(diǎn)治理區(qū)涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地總面積為8 305.27km2，占六盤水市總面積的83.77%，重點(diǎn)治理面積3 696.94km2。畢節(jié)市和六盤水市水土流失較嚴(yán)重，其水土流失率分別為43.46%和42.92%，是貴州省水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域，也是全省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生最頻繁的區(qū)域，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率高達(dá)90處/km2，因此其水土流失重點(diǎn)治理區(qū)所占比重較大。各市(州)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)統(tǒng)計詳見表3。各市(州)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)統(tǒng)計詳見表4。

表3　貴州省水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)劃分結(jié)果統(tǒng)計表

表4　貴州省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)劃分結(jié)果統(tǒng)計表

圖2　貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分結(jié)果圖Fig.2　Map of regionalization of the key preventing and controling area of soil and water loss in Guizhou province

4結(jié)論與討論

4.1結(jié)論

在貴州省水土流失現(xiàn)狀綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)貴州省的自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)和水土流失的主導(dǎo)影響因子，采用分層指標(biāo)法和GIS空間分析法，構(gòu)建了貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分指標(biāo)體系，其中預(yù)防區(qū)指標(biāo)體系包括微度侵蝕率和森林覆蓋率；治理區(qū)指標(biāo)體系包括水土流失率、中度以上水土流失面積比、坡耕地面積比和石漠化率。指標(biāo)體系的構(gòu)建能夠真實(shí)反映出貴州省水土流失的空間分布規(guī)律，建立的指標(biāo)體系及劃分的結(jié)果為貴州省土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃和規(guī)劃提供了重要參考，并為全省生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持監(jiān)管提供重要依據(jù)。

本次采用的劃分方法避免了以往劃分過程中標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不完整，界線不明確等問題。劃分出貴州省水土流失重點(diǎn)防治區(qū)面積132 485.10km2，占貴州省總面積75.20%。其中水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)面積37 716.37km2，占貴州省總面積21.41%；水土流失重點(diǎn)治理區(qū)面積94 766.11km2，占貴州省總面積53.79%。劃分結(jié)果作為貴州省“十三五”及今后一段時期水土流失防治的目標(biāo)和任務(wù)，為水土流失防治力度、工程空間布局和效益評估等工作提供客觀、科學(xué)的依據(jù)。

4.2討論

水土流失是眾多因素綜合作用的結(jié)果，本次劃分的指標(biāo)雖經(jīng)過多次專家論證，但仍有不足之處，在今后的研究中可針對指標(biāo)的類型，取值范圍，特色指標(biāo)應(yīng)用等問題進(jìn)行深入的研究論證，以期能更加全面、客觀、準(zhǔn)確地反映劃分基本單元內(nèi)的水土流失現(xiàn)狀及防治需求，為貴州省水土流失綜合防治提供更加科學(xué)的決策支持。

由于本次劃分是以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元進(jìn)行劃分，數(shù)據(jù)的收集存在一定的困難，部分區(qū)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不夠完善，對劃分結(jié)果造成了一定的影響，且劃分結(jié)果有待在應(yīng)用實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)。在以后的研究中，可建立適當(dāng)?shù)脑u價體系對劃分的結(jié)果進(jìn)行評估，使劃分結(jié)果更合理，更具說服力。

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文章編號：1004—5570(2016)01-0008-06

收稿日期：2015-09-16

基金項目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金[ 黔科合J 字[2013] 2300]

作者簡介：王小琳(1989-),女,碩士研究生,研究方向：地理信息系統(tǒng)與遙感,E-mail:2263051934@qq.com. *通訊作者：蘭安軍(1974-),男,副教授,研究方向:喀斯特環(huán)境遙感,E-mail:493486980@qq.com.

中圖分類號：S157.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Study on the division of the key prevention and control area of soil and water loss in Guizhou province

WANG Xiaolin1,LAN Anjun1*,LIU Fayong2

(1.School of Geography and Environment Sciences Guizhou Normal University,Guiyang,Guizhou 550001,China;2.Institute of South China Karst Guizhou Normal University, Guiyang, Guizhou 550001, China)

Abstract:Regionalization of the key preventing and controling area of soil and water loss is an important way.To further explore the spatial distribution of soil and water loss in Guizhou province, consulting the division of the key preventing and controling area of soil and water loss in the national level,combining the type and characteristics of soil erosion in Guizhou province, the paper established the index system of the key areas of soil and water loss in Guizhou province, taking the township as the basic unit, using ArcGIS spatial overlay analysis model,a regionalization of the key preventing and controling area of soil and water loss in Guizhou province is carried out.The results show that: The key preventing and controling area in the province consists of key preventing area and key controling area,with a total area of 132 485.10km2 that accounting for 75.20% of the whole province.The two key areas are 37 718.90km2 and 94 766.20km2,acounting for 21.41% and 53.79% of the whole province,respectively.

Key words:soil and water loss; key prevention area; Guizhou province