張耀南

1.國家冰川凍土沙漠科學數(shù)據(jù)中心，蘭州 730000

2.中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，蘭州 730000

*Email:yaonan@lzb.ac.cn

黃土高原西起日月山、東至太行山、北抵陰山、南達秦嶺，涵蓋青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南7 個省，總面積643 000 km2，以山、陵、塬、梁、峁為主要地貌形態(tài)，長期的水土流失，造成地表支離破碎，坡陡溝深，植被稀疏。由于降雨量少、蒸發(fā)量大，氣候干旱，災害頻繁。黃土高原水土流失面積454 000 km2占總面積的70.9%，是我國乃至世界上水土流失最嚴重、生態(tài)環(huán)境最脆弱的地區(qū)。

一、黃土高原水土流失問題

多年資料統(tǒng)計分析顯示，黃河多年平均輸沙量16 億噸中的89%來自黃河中游黃土高原地區(qū)。嚴重的水土流失使得土層瘠薄，土壤肥力下降，持水能力降低，加劇干旱、風沙等自然災害的發(fā)生，導致生態(tài)環(huán)境惡化，制約著當?shù)厣鐣?jīng)濟的發(fā)展。同時，大量泥沙下泄，淤積水庫、河道，使得河床不斷抬高，下游洪澇災害頻發(fā)，嚴重威脅著黃河下游群眾的生命財產(chǎn)安全，成為困擾中華民族幾千年的心頭之患。

二、黃土高原水土保持使命

國家為治理黃土高原水土流失，改善黃河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，自1952 年起，先后在西峰、天水、綏德建立了3 個黃土高原水土保持野外科學觀測研究站，開展水土流失與治理長期連續(xù)的野外定位科學數(shù)據(jù)觀測，探索黃土高原不同水土流失類型區(qū)水土流失規(guī)律，研究水土流失防治技術、水土保持措施配置、防治效益評價方法、產(chǎn)流產(chǎn)沙預測預報模型等，為區(qū)域生態(tài)建設、國家宏觀決策、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和黃河治理開發(fā)提供科學支持。

在新時期黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的指導下，需要建立更加完善的體系化黃土高原水土保持科學數(shù)據(jù)，更加充分地發(fā)揮黃土高原水土保持科學數(shù)據(jù)的作用，基于數(shù)據(jù)工程支持，形成大數(shù)據(jù)驅(qū)動的水土保持綜合治理能力、預測預警能力和綜合評估能力，面向黃河流域生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展，圍繞鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，將黃土高原水土保持與美麗鄉(xiāng)村緊密結合，創(chuàng)新支持區(qū)域生態(tài)建設和鄉(xiāng)村高質(zhì)量發(fā)展的水土流失綜合防治技術，為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和幸福黃河構建提供數(shù)據(jù)工程支持。

三、專題工作形成數(shù)據(jù)成果

在黃河水利委員會黃河上中游管理局、水利部黃土高原水土保持野外科學觀測研究站及國家冰川凍土沙漠科學數(shù)據(jù)中心的共同努力下，此次系統(tǒng)梳理和整理的天水水土保持科學試驗站、西峰水土保持科學試驗站、綏德水土保持科學試驗站野外試驗觀測數(shù)據(jù)，是跨越1942年到2018 年62 年的水土保持科學數(shù)據(jù)資料。從建立規(guī)范、系統(tǒng)培訓開始，到形成工作流程，完成數(shù)據(jù)整理，歷時近3 年時間。形成的高質(zhì)量數(shù)據(jù)空間上覆蓋了：黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)（綏德的韭園溝、王茂溝、裴家峁、橋溝、橋溝一支溝、橋溝二支溝和辛店溝）7 個小流域，黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)（天水的羅玉溝、呂二溝、橋子東溝和橋子西溝）4 條小流域，黃土高塬溝壑區(qū)（西峰的南小河溝、楊家溝、董莊溝和硯瓦川）4 個小流域，共15 個典型小流域（控制面積566.23 km2）。數(shù)據(jù)內(nèi)容包含了代表性流域的基礎地理信息，植被覆蓋、土地利用和水土保持措施類型等下墊面情況，以及不同影響因子（如坡度、植被、整地方式等）徑流小區(qū)的水文、氣象、土壤等方面定位/半定位綜合實地觀測數(shù)據(jù)，如降水量、徑流量、泥沙量、土壤含水率等。專題整理共形成高質(zhì)量科學數(shù)據(jù)集171 個，具有區(qū)域代表性強、數(shù)據(jù)時空跨度大序列長、體系設置科學完整的資源優(yōu)勢。此次刊印的黃土高原水土保持專題，僅對其中40 余個數(shù)據(jù)集進行了介紹，形成數(shù)據(jù)論文14 篇：《1964–2018 年黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)韭園溝流域降水觀測數(shù)據(jù)集》《1964–2018 年黃土丘陵區(qū)溝壑第一副區(qū)韭園溝流域徑流泥沙觀測數(shù)據(jù)集》《1954–1960 年黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)辛店溝流域徑流場觀測數(shù)據(jù)集》《2017–2018 年黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)辛店溝流域重力侵蝕觀測數(shù)據(jù)集》《2017–2018年黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)辛店溝流域壩庫淤積觀測數(shù)據(jù)集》《1954–2018 年黃土高塬溝壑區(qū)南小河溝流域楊家溝控制站徑流泥沙觀測數(shù)據(jù)集》《1976–2018 年黃土高塬溝壑區(qū)硯瓦川流域徑流泥沙觀測數(shù)據(jù)集》《1954–2018 年黃土高塬溝壑區(qū)南小河溝流域徑流泥沙觀測數(shù)據(jù)集》《1954–2018 年黃土高塬溝壑區(qū)南小河溝流域徑流場數(shù)據(jù)集》《2013、2016 年黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)羅玉溝流域下墊面調(diào)查數(shù)據(jù)集》《1987–2018 年黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)羅玉溝流域徑流場觀測數(shù)據(jù)集》《1985–2018 年黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)羅玉溝流域徑流泥沙觀測數(shù)據(jù)集》《1985–2018 年黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)羅玉溝流域降水觀測數(shù)據(jù)集》《黃河中游多沙粗沙區(qū)基礎邊界數(shù)據(jù)集》。后續(xù)我們還將陸續(xù)刊印已整理的本專題數(shù)據(jù)集文章，進一步介紹黃土高原水土保持科學數(shù)據(jù)。

四、數(shù)據(jù)應用支持形成成效

在長達半個多世紀的不懈積累中，西峰、天水、綏德三站形成的豐富詳實的水土保持數(shù)據(jù)資料，支持了黃土高原水土保持理論發(fā)展，支持了系列水土保持工程措施的形成。經(jīng)過對黃土高原的長期不懈的治理與保護，黃河流域水土流失治理取得了長足發(fā)展，水土流失面積較1990 年減少46.54%，林草植被覆蓋率普遍增加10%–30%，入河泥沙大幅減少，生態(tài)環(huán)境持續(xù)向好，群眾生產(chǎn)生活、基礎設施等方面均有較大改善。水土保持科學數(shù)據(jù)發(fā)揮了重要的支撐作用。但受其獨特的自然稟賦和經(jīng)濟社會發(fā)展水平等因素制約，水土保持發(fā)展不平衡不充分的一些突出問題尚未得到根本解決，當前仍有水土流失面積241 500 km2，水土流失率比全國平均水平高9%。土壤侵蝕強度高，溝道重力侵蝕問題突出，水土流失治理難度大，任務依然艱巨。

五、需要持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)與共享服務

面向新時代黃河生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展要求，水土保持需要更加科學和可持續(xù)發(fā)展，水土保持措施要更加貼近鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，水土保持成效要能更加提升農(nóng)民幸福感。為此，國家冰川凍土沙漠科學數(shù)據(jù)中心將與黃河上中游局以及天水、西峰、綏德三站緊密合作，發(fā)揮各自優(yōu)勢，來建設更加系統(tǒng)、全面的黃土高原水土保持的科學數(shù)據(jù)體系，通過開放共享，凝聚各方力量，圍繞黃土高原綠色可持續(xù)發(fā)展，建設數(shù)據(jù)工程驅(qū)動的水土保持治理能力與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的融合模式，有效提升水土保持的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、美麗鄉(xiāng)村環(huán)境和黃河流域幸福感！