韋 石，謝福倩，蔡卓杰，李 茂

(廣西壯族自治區(qū)水土保持監(jiān)測站，廣西 南寧 530023)

水土流失是世界各國都不同程度存在的環(huán)境問題，是一種具有漸進性危害的自然災害。我國的水土流失問題十分嚴重，受自然及人為因素影響，滇黔桂巖溶區(qū)部分地區(qū)水土流失已經嚴重到無土可蝕的地步[1]。為推進廣西巖溶區(qū)水土流失防治進程，改善當地的生態(tài)環(huán)境和群眾的生產生活條件，中央和自治區(qū)政府加大了對廣西巖溶區(qū)水土保持工程的投入力度。因此，充分調查項目區(qū)水土流失面積、強度等動態(tài)變化情況，分析水土保持工程治理成效對推進水土流失防治工作十分必要。通過遙感、地面觀測和抽樣調查等方式方法，對江村小流域進行綜合治理成效監(jiān)測，分析該區(qū)域水土流失消長情況，旨在為今后廣西巖溶區(qū)小流域水土保持綜合治理提供借鑒[2]。

1 研究區(qū)概況

江村小流域位于廣西壯族自治區(qū)崇左市龍州縣上降鄉(xiāng)，涵蓋上降鄉(xiāng)江村13個村屯，土地總面積為34.82 km2，其中水土流失面積951.09 hm2。

項目區(qū)地處北回歸線以南，屬南亞熱帶季風氣候區(qū)，熱量、雨量充沛，日照充足；無霜期360 d，多年平均降水量1 382.0 mm，多年平均蒸發(fā)量1 307.7 mm，平均相對濕度83%～89%；日平均氣溫≥10 ℃的活動積溫年均為7 901.7 ℃，持續(xù)350 d，平均日照時數為1 679.9 h，日照時數最多的是7—9月，歷年月平均達189.6～206 h。

龍州縣主要為巖溶地貌，多沖溝，巖溶地貌以峰林洼地為主，項目區(qū)土石山混雜，海拔多在400 m以下；同時斷層十分發(fā)育，除了一組北東向的大斷層外，還有一組北西向的小斷層將北東向大斷層剪斷錯動，受這兩組斷裂的影響，當地巖層十分破碎，這就為巖溶發(fā)育提供了極為有利的條件。地表巖溶發(fā)育，多為比高不大的峰林，峰林比高都在200 m以下，峰叢迭起。土壤為水稻土、石灰(巖)土、紫色土、黃壤和赤紅壤等。

廣西龍州縣小灣河項目區(qū)江村小流域國家水土保持重點建設工程總投資為451萬元，其中中央投資316萬元、自治區(qū)配套135萬元。工程措施設計及變更情況見表1。

表1 項目水土保持措施匯總

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

基礎地理數據及遙感數據為項目區(qū)1∶10 000地形圖，2016年及2019年WorldView衛(wèi)星遙感影像、2020年高分1號遙感影像、2016年和2020年哨兵2號衛(wèi)星遙感影像。衛(wèi)星遙感影像的采樣時間和空間分辨率見表2。

表2 遙感影像信息匯總

降雨侵蝕力因子及土壤可蝕性因子采用水利部水土保持監(jiān)測中心統(tǒng)一下發(fā)的數據。土地利用狀況相關數據通過遙感解譯與地面調查相結合的方法獲取。

2.2 研究方法

2.2.1 土壤侵蝕模數計算

根據獲取的流域基本數據信息，利用已被國內廣泛應用的土壤侵蝕計算模型CSLE[3-4]，估算江村小流域年平均土壤侵蝕量。土壤侵蝕模數的計算公式為

A=R·K·L·S·B·E·T

式中:A是平均土壤流失量，t/(km2·a)；R是降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h·a)；K是土壤可蝕性因子，t·h/(MJ·mm)；L為坡長因子，無量綱；S為坡度因子，無量綱；B是植被覆蓋與生物措施因子，無量綱；E是工程措施因子，無量綱；T是耕作措施因子，無量綱。

2.2.2 土壤侵蝕強度分析

研究區(qū)屬于巖溶地區(qū)，根據水利部頒布的《巖溶地區(qū)水土流失綜合治理技術標準》(SL 461—2009)[5]中的侵蝕強度分級標準進行分級，即：微度、輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈，見表3。

表3 巖溶地區(qū)土壤侵蝕強度分級

3 江村小流域水土流失監(jiān)測

3.1 江村小流域土地利用情況

通過遙感解譯與地面調查相結合的方法，獲得江村小流域2016年(項目實施前)和2020年(項目評估年)土地利用情況，對項目實施前后土地利用情況進行對比分析，見圖1。評估年江村小流域的土地利用以林地為主，占流域總面積的82.68%，其后依次為耕地(9.88%)、園地(3.01%)、水域及水利設施用地(2.36%)、城鎮(zhèn)村莊及工礦用地(1.10%)、草地(0.97%)。

圖1 江村小流域土地利用情況對比

土地利用變化情況見表4。

表4 江村小流域項目區(qū)土地利用變化情況

由表4可以看出，2016—2020年，耕地面積由364.78 hm2減少為343.84 hm2，變化幅度為-5.74%；其中水澆地面積減少了16.56 hm2，坡耕地面積減少了4.38 hm2。園地面積由69.70 hm2增加至104.84 hm2，變化幅度為50.41%。林地面積由2 892.97 hm2減少至2 878.77 hm2，變化幅度為-0.49%；其中有林地面積增加了799.06 hm2，疏幼林面積減少了813.26 hm2，灌木林面積保持不變。草地、水域及水利設施用地、城鎮(zhèn)村莊及工礦用地的面積無變化。

3.2 江村小流域土壤侵蝕情況

項目實施前小流域的平均土壤侵蝕模數為51.53 t/(km2·a)，小流域范圍內水土流失面積為951.09 hm2，占流域總面積的27.31%。其中輕度侵蝕面積829.99 hm2，占流域水土流失面積的87.27%；中度120.36 hm2，占12.65%；強烈0.65 hm2，占0.07%；極強烈0.09 hm2，占0.01%。

項目實施后，小流域的平均土壤侵蝕模數為25.87 t/(km2·a)，小流域范圍內水土流失面積為488.32 hm2，占流域總面積的14.02%。其中輕度侵蝕面積430.24 hm2，占治理后流域水土流失面積的88.11%；中度57.67 hm2，占11.81%；強烈0.29 hm2，占0.06%；極強烈0.12 hm2，占0.02%。

對比項目實施前和評估年的土壤侵蝕情況，流域內平均土壤侵蝕模數下降了近一半，水土流失面積減少了462.77 hm2。其中輕度侵蝕面積減少了399.75 hm2，占流域總面積的11.48%；中度侵蝕面積減少了62.69 hm2，占1.80%；強烈侵蝕面積減少了0.36 hm2，占0.01%；極強烈侵蝕面積增加了0.03 hm2，不足流域總面積的0.01%。

通過統(tǒng)計不同土壤侵蝕強度土地面積及其土壤侵蝕模數，計算項目實施前及評估年的年土壤侵蝕總量。

項目實施前小流域范圍內的年土壤侵蝕總量為1 794.03 t，各侵蝕強度每年產生的水土流失量分別為：微度侵蝕72.12 t，占比4.02%；輕度侵蝕1 185.52 t，占比66.08%；中度侵蝕520.58 t，占比29.02%；強烈侵蝕12.67 t，占比0.71%；極強烈侵蝕3.14 t，占比0.18%；無劇烈侵蝕情況。

項目評估年小流域范圍內的年土壤侵蝕總量為900.65 t，各侵蝕強度產生的水土流失量為：微度侵蝕51.18 t，占比5.68%；輕度侵蝕589.13 t/a，占比65.41%；中度侵蝕249.98 t，占比27.76%；強烈侵蝕6.10 t，占比0.68%；極強烈侵蝕4.26 t，占比0.47%；無劇烈侵蝕情況。

通過對比可以看出，各項治理措施實施后，除極強烈侵蝕外，輕度至強烈等級的侵蝕面積均減少，其中微度、輕度、中度、強烈侵蝕量每年分別減少了20.94、596.39、270.60、6.57 t，極強烈侵蝕量略微增加了1.12 t。小流域范圍內土壤侵蝕模數下降了25.66 t/(km2·a)，年土壤流失量減少了893.38 t。經過綜合治理后，小流域水土流失治理程度為48.66%。江村小流域治理前后不同侵蝕強度侵蝕量和面積消長情況見表5。

表5 江村小流域治理前后不同侵蝕強度侵蝕量和面積消長情況

4 土壤侵蝕年度消長變化主要原因分析

土地利用差異是江村小流域土壤侵蝕消長的主要影響因素，具體表現(xiàn)為：部分坡度較緩、交通條件較好的水澆地及坡耕地由于群眾自發(fā)地種植果樹，使得部分耕地變?yōu)閳@地，所以項目區(qū)耕地有所減少，園地面積增加，植物覆蓋度較以往種植玉米、甘蔗等農作物有一定的提高；項目實施中對部分坡度較緩但植被長勢不佳的疏幼林采取了種植經果林措施，使林地變?yōu)閳@地；項目采取了封禁治理措施，使得大量疏幼林提高了植被覆蓋度而轉變?yōu)橛辛值?。根據陳銳銀等[6]的研究，植被覆蓋與生物措施因子B為CSLE模型中最敏感的因子，對土壤侵蝕量影響較大。

5 結 論

2020年江村小流域水土流失面積為488.32 hm2，較2016年水土流失面積減少了462.77 hm2。輕度、中度、強烈水土流失面積分別較治理前減少了399.75、62.69、0.36 hm2，極強烈侵蝕面積增加了0.03 hm2，不足流域總面積的0.01%。2020年土壤侵蝕量為900.65 t，比2016年減少了893.38 t，植被覆蓋情況基本穩(wěn)定。開展小流域水土保持綜合治理后，水土流失治理度為48.66%，有效保持了江村小流域的水土資源，土壤侵蝕強度大為減輕，江村小流域生態(tài)環(huán)境也得到了改善。