侯 雷, 吳發(fā)啟, 吳秉校, 霍春平, 牛銀環(huán)

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 2.西安市水利水土保持工作總站, 陜西 西安 710016)

陜西省西安市水土保持區(qū)劃研究

侯 雷1, 吳發(fā)啟1, 吳秉校1, 霍春平2, 牛銀環(huán)2

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 2.西安市水利水土保持工作總站, 陜西 西安 710016)

[目的] 分析總結(jié)2014—2015年西安市水土保持區(qū)劃工作，為區(qū)域水土流失綜合治理提供依據(jù)和方向。[方法] 通過(guò)對(duì)西安市的實(shí)地調(diào)查及相關(guān)資料的收集，利用遙感和GIS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，明確該市水土流失現(xiàn)狀及特點(diǎn)，在一定區(qū)劃原則基礎(chǔ)上，進(jìn)行指標(biāo)的選擇和分析。[結(jié)果] 將西安市劃分為6個(gè)水土保持區(qū)，提出各分區(qū)的水土保持治理方向，為城市建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要依據(jù)。[結(jié)論] 西安市開(kāi)展水土保持應(yīng)在預(yù)防為主，保護(hù)優(yōu)先的前提下，依據(jù)水土保持分區(qū)，以城區(qū)為核心，以河流和道路為廊道，對(duì)各斑塊實(shí)施水土流失與環(huán)境的綜合治理。

水土保持; 區(qū)劃; 指標(biāo); 治理

文獻(xiàn)參數(shù)： 侯雷, 吳發(fā)啟, 吳秉校, 等.陜西省西安市水土保持區(qū)劃研究[J].水土保持通報(bào)，2017,37(1)：315-318.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.055; Hou Lei, Wu Faqi, Wu Bingxiao, et al. Research on regionalization of soil and water conversation in Xi’an City, Shaanxi Province[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(1)：315-318.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.055

西安市水務(wù)局為貫徹落實(shí)新修訂的水土保持法精神，從2014年起組織了有關(guān)高等院校和市、區(qū)(縣)的水土保持科技工作者和管理人員開(kāi)展了該市的水土保持規(guī)劃工作[1]。水土保持區(qū)劃是水土保持規(guī)劃的主要內(nèi)容之一[2-9]，為此,筆者擬總結(jié)2014—2015年的區(qū)劃工作，以期服務(wù)于西安市水土保持工作。

1 研究區(qū)概況

西安古稱(chēng)“長(zhǎng)安”，位于陜西省關(guān)中平原中部，南靠秦嶺，北臨渭河，共轄10區(qū)3縣，總面積10 108 km2。該市地處中緯度內(nèi)陸地區(qū)，受東亞季風(fēng)影響明顯，屬溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候。≥10 ℃的積溫為4 500～4 700 ℃，年均氣溫13.0～13.5 ℃，年平均降雨量500～700 mm。四季分明，雨熱同季，利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。西安市地貌受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖性和氣候等因素的影響，類(lèi)型較為多樣，但總體分為南部秦嶺山地和北部渭河平原兩部分。植被群落構(gòu)成種類(lèi)豐富；植物區(qū)系古老，保留了大量第三紀(jì)古老的孑遺植物；有2 000 a余的栽培歷史，且自然植被與栽培植被區(qū)域界線(xiàn)分明，在山地呈現(xiàn)出垂直分異規(guī)律。該市的土壤母質(zhì)種類(lèi)復(fù)雜，河流縱橫交錯(cuò)，人類(lèi)影響程度不一，土壤類(lèi)型及其特征隨著地貌類(lèi)型、海拔、氣候、植被和成土母質(zhì)等不同垂直分布和水平帶狀分布的規(guī)律發(fā)生變化[10]。

西安市的水土保持區(qū)劃最早始于1984年，該區(qū)劃為后續(xù)水土保持工作的開(kāi)展起到了很好的指導(dǎo)作用。但該區(qū)劃是在當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)條件下進(jìn)行的，如區(qū)劃指標(biāo)、治理目標(biāo)等難免都與現(xiàn)在的國(guó)標(biāo)和西安市的戰(zhàn)略位置等存在著一定差距。為此，本次區(qū)劃擬在繼承原區(qū)劃科學(xué)特征的基礎(chǔ)上，以服務(wù)于國(guó)際大都市建設(shè)為目標(biāo)而進(jìn)行，服務(wù)期為15 a。

2 水土流失類(lèi)型及特征

全市水土流失以水力侵蝕和人為侵蝕為主，兼有重力侵蝕和混合侵蝕，化學(xué)侵蝕已由高陵、臨潼灌區(qū)和閻良部分地區(qū)延伸到城市，風(fēng)力侵蝕微弱，但其與強(qiáng)烈的人為侵蝕堆積物相互作用后常造成嚴(yán)重的城市揚(yáng)塵和空氣污染。降雨和徑流是該市水土流失的主要?jiǎng)恿σ蛩?，但受到地貌特征影響，水土流失過(guò)程及類(lèi)型存在明顯差異。

2.1 水土流失類(lèi)型

① 秦嶺山地山體多為植被覆蓋，水土流失輕微。但由于強(qiáng)烈的水力侵蝕所形成的溝谷，在暴雨發(fā)生時(shí)會(huì)伴有泥石流的發(fā)生。另外，此地山高坡陡、土層薄、潛在水土流失程度較高，若植被遭到破壞，或坡麓遭不合理開(kāi)發(fā)利用，必將引起嚴(yán)重的侵蝕(水力侵蝕和重力侵蝕)，恢復(fù)難度極大。② 位于臨潼以南的驪山，是矗立于渭河地塹的斷塊山地，周?chē)吧綆X之間為丘陵地貌，溝壑縱橫、梁峁起伏，區(qū)域內(nèi)濺蝕、面蝕和溝蝕現(xiàn)象普遍，水土流失嚴(yán)重。③ 秦嶺北麓在坡積、洪積作用下形成了東西走向的洪積扇群，該地區(qū)多被農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)利用，面蝕、細(xì)溝、淺溝侵蝕也有發(fā)生。④ 臺(tái)塬表面起伏平緩，由于早期流水侵蝕而洼地較多，面蝕、溝蝕、滑坡和崩塌等重力侵蝕發(fā)育。該區(qū)水土流失可分為2個(gè)單元：一是溝間地，該地區(qū)的塬面、梁峁頂部，除了濺蝕不明顯外，常可見(jiàn)到面蝕和溝蝕的痕跡。在距分水嶺不遠(yuǎn)的地方，薄層水流匯集，發(fā)生細(xì)溝侵蝕，水流自行合并則發(fā)生淺溝侵蝕，降低了開(kāi)展農(nóng)業(yè)活動(dòng)的方便程度，且侵蝕進(jìn)一步發(fā)育成為切溝侵蝕，切割塬面，地塊愈變愈小。二是溝谷，包括沖溝、干溝及河溝。其侵蝕方式以溯源侵蝕、溝床下切侵蝕和溝谷側(cè)蝕為特征。同時(shí)還伴有洞穴侵蝕，在臨空面大的地段常誘發(fā)滑坡、崩塌等重力侵蝕，在汛期降雨時(shí)影響更加明顯。⑤ 渭河沖積平原平坦開(kāi)闊、范圍較大，是該市的主要經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)，水土流失輕微。依據(jù)當(dāng)前主要土地利用方式可將該區(qū)劃分為平原農(nóng)耕區(qū)和平原城市開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)兩部分。平原農(nóng)耕區(qū)存在農(nóng)田過(guò)量施肥、噴藥等造成的土壤質(zhì)量退化等問(wèn)題，以高陵、臨潼和閻良部分農(nóng)田為主的鹽堿化急需修復(fù)等；城市開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)的水土流失主要發(fā)生于開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)比較活躍的地段。

2.2 水土流失特征

2.2.1 空間分布差異大 從水土流失強(qiáng)度來(lái)看，驪山低山丘陵區(qū)侵蝕最為強(qiáng)烈，秦嶺深山區(qū)的侵蝕則較弱，平原區(qū)水土流失狀況則分為2類(lèi)，一類(lèi)是平原農(nóng)區(qū)的侵蝕較弱，主要因其地勢(shì)平坦；另一類(lèi)是平原城區(qū)的侵蝕相對(duì)較強(qiáng)，由于受人為因素的影響，各種生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)對(duì)地表擾動(dòng)較大，導(dǎo)致水土流失加劇。

2.2.2 年內(nèi)、年際間變化明顯 主要與降水因素有關(guān)，不同年和月內(nèi)的降水量和降水強(qiáng)度變化較大，對(duì)土壤侵蝕的影響很大，雨量增多和雨強(qiáng)加大都會(huì)加劇土壤侵蝕的發(fā)生。其次，隨著城市人為水土流失的加劇，自然侵蝕與人為作用相互疊加使各種侵蝕幾乎在全年均有分布。

2.2.3 人為因素造成的侵蝕作用加劇 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，人類(lèi)活動(dòng)空間的不斷擴(kuò)大，土地轉(zhuǎn)換頻繁過(guò)度，嚴(yán)重破壞了地表植被，引起土壤污染和鹽漬化，加重了水力、重力侵蝕作用，因此更多的區(qū)域在受到自然因素影響的同時(shí)也受到人為因素的影響。

2.2.4 城市水土流失成因復(fù)雜 城市水土流失除在原有土壤侵蝕類(lèi)型特征的基礎(chǔ)上，揚(yáng)塵、霧霾、拋灑、內(nèi)澇、管網(wǎng)淤積堵塞和化學(xué)侵蝕等現(xiàn)象皆有出現(xiàn)，且大部分侵蝕現(xiàn)象是由2種或2種以上作用力共同作用的結(jié)果，因此成因較為復(fù)雜[11-14]。

3 區(qū)劃原則及依據(jù)

3.1 區(qū)劃原則

根據(jù)對(duì)西安市自然及人為因素的綜合考慮，并結(jié)合西安市的現(xiàn)狀及發(fā)展方向，可將區(qū)劃原則歸納為以下幾點(diǎn)： ① 影響水土流失發(fā)生和發(fā)展的自然因素的相似性； ② 水土流失特征的相似性； ③ 土地利用及治理措施的相似性； ④ 區(qū)位的特殊性； ⑤ 地貌形態(tài)的相似性。

3.2 區(qū)劃依據(jù)

① 依照地貌類(lèi)型和水土流失類(lèi)型； ② 依照地貌形態(tài)、植被覆蓋度和水土流失強(qiáng)度的變化； ③ 依照人口密度的高低； ④ 分區(qū)界線(xiàn)盡量與鄉(xiāng)界吻合。

4 區(qū)劃的主要指標(biāo)

4.1 地貌指標(biāo)

在地貌特征分析的基礎(chǔ)上篩選溝壑密度和坡度作為反映水土流失與水土保持特征的地貌指標(biāo)。從圖1可以看出，位于平原的區(qū)縣地形平坦完整，不利于水土流失的發(fā)生，而包含山區(qū)的區(qū)縣溝壑密度均較大，水土流失較為嚴(yán)重，是重點(diǎn)治理的主要區(qū)域[15]。對(duì)西安市DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度提取，圖2為坡度劃分的結(jié)果統(tǒng)計(jì)。

圖1 西安市溝壑密度統(tǒng)計(jì)

圖2 西安市坡度分級(jí)與面積統(tǒng)計(jì)

4.2 植被指標(biāo)

植被的防蝕作用采用植被覆蓋度表示，植被覆蓋度越大，防蝕作用越強(qiáng)。通過(guò)對(duì)西安市遙感影像數(shù)據(jù)的定量解譯，其結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 西安市植被覆蓋度分級(jí)與面積統(tǒng)計(jì)

4.3 土壤侵蝕強(qiáng)度

土壤侵蝕強(qiáng)度的分級(jí)以國(guó)標(biāo)(SL190-2007)為基礎(chǔ)，并結(jié)合西安市的實(shí)際情況而定(見(jiàn)表2—3)，西安市土壤侵蝕模數(shù)見(jiàn)附圖9。

表2 土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)

表3 耕地和非耕地侵蝕強(qiáng)度分級(jí)指標(biāo)體系

4.4 人為活動(dòng)

人為活動(dòng)的強(qiáng)烈程度以人口密度來(lái)反映，由圖3可以看出城區(qū)人口密度高，周邊縣區(qū)人口密度較低[16]。

圖3 西安市各縣區(qū)人口密度統(tǒng)計(jì)

5 研究結(jié)果

5.1 分區(qū)結(jié)果

根據(jù)對(duì)區(qū)劃指標(biāo)的選擇和分析，將西安市劃分為以下6個(gè)水土保持區(qū)(附圖10)。① 城市水土流失易發(fā)監(jiān)管區(qū)； ② 渭河川道微度侵蝕護(hù)岸保灘區(qū)； ③ 黃土臺(tái)塬輕度侵蝕溝坡防治保塬區(qū)； ④ 驪山低山丘陵強(qiáng)度侵蝕溝坡兼治區(qū)； ⑤ 山前洪(沖)積扇中度侵蝕綜合治理區(qū)； ⑥ 秦嶺山地輕度侵蝕封山育林水源涵養(yǎng)保護(hù)區(qū)。

5.2 分區(qū)描述

5.2.1 城市水土流失易發(fā)監(jiān)管區(qū) 該區(qū)主要包括新城、碑林、蓮湖、未央、雁塔這5個(gè)區(qū)的全部，以及長(zhǎng)安、灞橋、臨潼、高陵、戶(hù)縣這5區(qū)(縣)的部分地區(qū)。該區(qū)地理位置優(yōu)越、交通便利、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，目前已形成了以航空、航天、電子、儀表、機(jī)械制造、紡織、商貿(mào)和交通運(yùn)輸業(yè)為主的工業(yè)體系及城市服務(wù)體系，成為中國(guó)中西部地區(qū)重要的金融、科技、教育、旅游及商貿(mào)中心。因此，該區(qū)水土流失主要以預(yù)防和監(jiān)督為主。

5.2.2 渭河川道微度侵蝕護(hù)岸保灘區(qū) 該區(qū)主要為“城市水土流失易發(fā)監(jiān)管區(qū)”以外的平原區(qū)域，主要是以渭河一、二級(jí)階地組成的沖積平原，該區(qū)地勢(shì)平坦，土地肥力高，耕作條件良好，水資源較豐富，復(fù)種指數(shù)高，基本上是一年兩熟或兩年三熟制，產(chǎn)量穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，蔬菜生產(chǎn)模式已由原來(lái)的露天栽培向溫室大棚生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，以石榴、獼猴桃等水果為主的林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)較好，已成為該區(qū)的特色主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。新型工業(yè)園區(qū)、休閑農(nóng)業(yè)的興起等，將促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。但春旱、伏旱、過(guò)量使用化肥農(nóng)藥仍是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制因素。另外，河道堤岸整治、道路綠化、田間覆蓋、免耕等還是該區(qū)治理的重要內(nèi)容。為此，當(dāng)前和今后一段時(shí)期內(nèi)該區(qū)的水土保持主要任務(wù)為以河道、道路、農(nóng)田防護(hù)完善、修復(fù)和重建為框架，通過(guò)農(nóng)田減藥與覆蓋，并與養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)等。

5.2.3 黃土臺(tái)塬輕度侵蝕溝坡防治保塬區(qū) 該區(qū)位于市區(qū)的東南部，涉及雁塔、灞橋、長(zhǎng)安、藍(lán)田、碑林5區(qū)(縣)的部分地區(qū)，包括白鹿原、少陵原、神禾原和八里原等。該區(qū)地下水埋藏深，水資源相對(duì)缺乏，但土層深厚，光熱資源豐富。面蝕、溝蝕和重力侵蝕是該區(qū)土壤退化和水土資源損失的主要原因。同時(shí)因其地理位置優(yōu)勢(shì)，臨近城區(qū)且開(kāi)發(fā)力度較大，特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。故該區(qū)的水土保持應(yīng)是在固溝保塬的基礎(chǔ)上，著力發(fā)展觀(guān)光農(nóng)業(yè)，提升整體的環(huán)境質(zhì)量。

5.2.4 驪山低山丘陵強(qiáng)度侵蝕溝坡兼治區(qū) 該區(qū)位于西安市東部，包括臨潼區(qū)渭河以南，藍(lán)田北部及灞橋區(qū)的洪慶一帶，該區(qū)是在斷塊上升的基礎(chǔ)上為流水侵蝕剝蝕而成的低山。驪山受河流及溝谷切割，由分水嶺向周?chē)史派錉钛由?，山地上部大多為基巖裸露或被薄層風(fēng)化殘坡積碎屑覆蓋，在較低部位上有土狀堆積物覆蓋。地區(qū)地形破碎、溝深坡陡，土壤結(jié)構(gòu)松散，水蝕、重力侵蝕較為嚴(yán)重。故該區(qū)的水土保持應(yīng)實(shí)施“山、水、田、林、路”的統(tǒng)一規(guī)劃和綜合治理，發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)、觀(guān)光農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)群眾脫貧致富和增產(chǎn)增收，形成風(fēng)景秀麗又具水土保持特色的旅游觀(guān)光區(qū)。

5.2.5 山前洪(沖)積扇中度侵蝕綜合治理區(qū) 該區(qū)為山區(qū)向平原的過(guò)渡地帶，沿東西向呈帶狀分布，包括周至、戶(hù)縣、長(zhǎng)安區(qū)沿山一帶的洪積地區(qū)和周至縣的翠峰、竹峪周?chē)狞S土塬。該區(qū)地表物質(zhì)疏松，以水蝕為主，受山區(qū)徑流沖刷作用，水土流失狀況較為嚴(yán)重。該區(qū)是山區(qū)向平原區(qū)的漸變段，也是山區(qū)的水土流失物輸往平原區(qū)的必由地段，所以搞好該區(qū)的水土保持工作對(duì)發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)，減少平原區(qū)河道的泥沙具有重要的意義。

5.2.6 秦嶺山地輕度侵蝕封山育林水源涵養(yǎng)保護(hù)區(qū) 該區(qū)包括周至、戶(hù)縣、長(zhǎng)安、藍(lán)田這4區(qū)(縣)的秦嶺山地，北由山腳開(kāi)始，南至秦嶺西安市南邊界。山坡坡度較大，海拔相對(duì)較高，地廣人稀，主要受水力侵蝕和重力侵蝕。因此該區(qū)應(yīng)在退耕還林的同時(shí)大力推行清潔小流域治理，并以封山育林、涵養(yǎng)水源、禁止開(kāi)墾為主要方向。

6 結(jié)論及展望

本研究通過(guò)對(duì)區(qū)域的自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水土流失及水土保持現(xiàn)狀等資料的實(shí)地調(diào)查、收集和整理，并借助遙感和GIS分析技術(shù)，提高了區(qū)劃的工作效率及準(zhǔn)確性，為西安市制定水土流失治理方向及水土保持措施配置提供科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)全市的水土資源分配及土地利用格局特征，西安市開(kāi)展水土保持應(yīng)在預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先的前提下，依據(jù)水土保持分區(qū)，以城區(qū)為核心，以河流和道路為廊道，對(duì)各斑塊實(shí)施水土流失與環(huán)境的綜合治理，讓西安市提升為青山與綠水交相輝映，歷史文化與現(xiàn)代文明相互依托，生態(tài)文明建設(shè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相輔相成的人類(lèi)宜居區(qū)。

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Research on Regionalization of Soil and Water Conversation in Xi’an City, Shaanxi Province

HOU Lei1, WU Faqi1, WU Bingxiao1, HUO Chunping2, NIU Yinhuan2

(1.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestUniversityofA&F,Yangling,Shaanxi712100,China; 2.Xi’anSoilandWaterConservationStation,Xi’an,Shaanxi710016,China)

[Objective] The objective of this study is to analyze and summarize works on regionalization of soil and water conservation during 2014—2015 and provide support for regional comprehensive management of soil erosion. [Methods] RS and GIS technologies have been used to analyze and process data, and clarify the status and characteristics of soil erosion in Xi’an City with field investigations and data collection. Indexes were selected and analyzed according to certain principle. [Results] The whole Xi’an City was divided into six subareas of soil and water conservation, and different strategies were proposed for each subarea. The regionalization of soil and water conservation will provide important support for construction, social and economic development. [Conclusion] Soil and water conservation should be carried out on the premise of prevention first and protection priority. According to the regionalization of soil and water conservation, it is necessary to implement integrated management of soil erosion and environment in each patch by regarding center of the urban area as core and considering rivers and roads as corridor.

soil and water conversation; regionalization; index; management

2016-06-09

2016-07-12

西安市水務(wù)局水土保持規(guī)劃項(xiàng)目“西安市水土保持規(guī)劃項(xiàng)目”(K332021501)

侯雷(1993—),男(漢族),陜西省藍(lán)田縣人,碩士研究生,主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源利用與管理。E-mail:houleizd@163.com。

吳發(fā)啟(1957—),男(漢族),陜西省黃陵縣人,博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要研究方向?yàn)樗帘３峙c流域管理。E-mail:wufaqi@263.net。

A

1000-288X(2017)01-0315-04

S157