甘肅省水土保持功能區劃分研究

王守俊

(甘肅省水利廳 水土保持局，甘肅 蘭州 730000)

甘肅省水土保持功能區劃分研究

王守俊

(甘肅省水利廳 水土保持局，甘肅 蘭州 730000)

水土保持；功能區劃；甘肅省

為提高水土保持區劃對水土保持規劃的指導作用和水土流失防治體系布局的科學性、可操作性，以全國水土保持三級區劃為指導，以鄉(鎮)為基本信息單元，采用層次分析、專家咨詢等方法，對甘肅省水土保持功能區劃的原則、指標進行了研究，確定了地貌特征、林草覆蓋率、≥10 ℃積溫、多年平均降水量、墾殖指數、土壤侵蝕類型及強度、人口密度等水土保持功能分區的指標。在GIS軟件中通過對鄉(鎮)分區指標的疊置分類、水土保持基礎功能的對比分析，將甘肅省劃分為4個一級、6個二級、8個三級、23個四級水土保持功能區，確定了各功能區水土流失防治措施、土地利用方向，為甘肅省水土保持規劃和水土流失防治體系的布局提供了科學依據。

水土保持區劃是部門綜合區劃，是水土保持的一項基本工作，是一個宏觀、戰略、方向性的技術文件[1-2]。2012年《全國水土保持區劃(試行)》(以下簡稱《區劃(試行)》)將全國劃分為8個一級區(總體格局區)、41個二級區(區域協調區)、117個三級區(基本功能區)。甘肅省共涉及4個一級區、6個二級區和8個三級區。鑒于全國水土保持區劃指標的宏觀性和地域的廣泛性[3]，以及各省(區)水土流失成因及危害、水土流失防護體系及措施布局的地域性，《區劃(試行)》在指導各省(區)水土流失防治工作時不能滿足實際需要，所以在《區劃(試行)》中明確要求“各省(自治區、直轄市)水行政主管部門和有關單位應在《區劃(試行)》的基礎上，進一步組織開展省級水土保持區劃和水土保持規劃編制工作，以促進我國水土保持工作的全面持續健康發展”。目前貴州、遼寧、湖北、江蘇、廣東、江西等省份相繼進行了水土保持區劃，除了貴州和江蘇兩省以鄉(鎮)為單元劃分，其他省份都是以縣級為劃分單元，劃分范圍較宏觀，指標選取較單一[4-7]。本次區劃為提高水土保持分區的準確性，增強縣(市、區)水土保持功能定位和分區防治的指導性，對甘肅省水土保持功能區劃的指標體系、區劃方法、水土保持功能分區進行了研究。同時，為使本次以水土保持功能為主導因子的區劃與1980年甘肅省完成的以地質地貌為主導因子的《甘肅省水土保持區劃》有所區別，本次區劃定名為“甘肅省水土保持功能區劃”。

1 研究區概況

甘肅省位于黃土高原、青藏高原、內蒙古高原三大高原和西北干旱區、青藏高寒區、東部季風區三大自然區域的交接處，土地總面積為42.58萬km2，地形呈狹長狀，東西長1 655 km，南北寬530 km，介于北緯32°31′～42°57′、東經92°13′～108°46′之間，位居西北五省中部，是亞歐大陸橋沿線上的一個重要省份。總的地勢呈西南高東北低，除隴南部分谷地和疏勒河下游谷地地勢較低外，全省大部分海拔在1 000 m以上，地貌可劃分為平原、高原與臺地、丘陵、山地4種基本類型，山地和高原是主要的地貌類型。根據地勢高低及地形特征將全省分為河西走廊平原區、北山中山區、隴中黃土高原丘陵區、隴南中低山區、甘南高原區、祁連山高山區6個區。地形條件復雜，氣候類型復雜多樣，具有北亞熱帶、暖溫帶、中溫帶等多種氣候類型。地表水系復雜多樣，境內河流分為長江、黃河和內陸河三大流域，共12個水系。土壤類型多樣，水平分布的緯度地帶性和垂直分布地帶性明顯。受自然地理條件的影響，植被在分布上也具有明顯的水平地帶性和垂直地帶性。

依據全國第一次水利普查成果，全省水土流失面積28.33萬km2，占土地總面積的66.53%。按侵蝕類型劃分，水力侵蝕14.81萬km2，占水土流失面積的52.28%；風力侵蝕12.51萬km2，占44.16%；凍融侵蝕1.01萬km2，占3.56%。按侵蝕強度劃分，強烈及以上侵蝕面積10.96萬km2，占水土流失面積的38.69%。截至2016年，全省已初步治理水土流失面積7.86萬km2，仍有20.47萬km2水土流失區域需要治理。嚴重的水土流失造成土壤瘠薄、肥力低下、耕地面積減少、林草植被大量破壞、水源涵養能力銳減，導致農業生產條件惡化、干旱程度加劇、自然災害頻繁，嚴重影響農村經濟社會的可持續發展，已成為制約全省國民經濟發展的主要因素。

2 材料與方法

2.1 資料收集及來源

基礎資料主要來源于全國水土保持區劃協作平臺，各縣(市、區)上報的以鄉(鎮)為單元的地貌地勢、地形坡度、土壤類型、植被覆蓋等資料，同時補充甘肅省自然條件、社會經濟條件、土地利用狀況、水土流失類型及強度、新增水土流失治理面積等數據。其中：氣象數據主要來源于2010年甘肅省各縣氣象局站點數據(以縣為單元)；地勢地貌數據從30 m分辨率的數字高程模型(DEM)中提取；社會經濟數據主要來自甘肅省2012年社會經濟統計年鑒數據〔以鄉(鎮)為單元〕；土地利用數據來自第二次全國土地調查結果〔以鄉(鎮)為單元〕；水土流失數據來自全國第一次水利普查(2012年水土保持普查成果，以縣為單元)；新增水土流失治理面積來自甘肅省水土保持年報。

2.2 分區原則

(1)功能區劃。按照《全國水土保持區劃導則》要求，以及省級區劃的目的、尺度和區劃的特點和要求，甘肅省水土保持功能區劃的原則為：與全國水土保持區劃相銜接原則；區內相似性和區間差異性原則；定性分析和定量研究相結合原則；鄉級行政邊界基本完整原則；區域共輒性與取大去小原則。

(2)區域界定。四級區的劃分，是采用相關區劃(分區)資料整合分析、地理信息系統(GIS)平臺及其空間分析功能、因子分析和專家咨詢等技術手段進行定性和定量綜合分析來實現的。一是在三級區界定的基礎上，進一步細化區域特征、優勢地貌特征、植被分布特征、水土流失特點、水土保持功能、水土流失防治需求、水土保持重點及防治途徑等，最大限度地反映區內相對一致性和區間最大差異性，定性劃分水土保持功能四級區格局。二是定量劃分水土保持功能四級區范圍。進一步依據微地貌類型、林草覆蓋率、水土流失類型及侵蝕強度、氣溫條件、降水條件、墾殖指數、人口密度等指標因子的空間分布狀況，劃分四級區。三是水土保持四級區命名方式。參考《全國水土保持區劃導則》中的方法，采用“地理位置(區位、特征地理或水系名稱)+優勢(或主要特征)地貌類型(+植被類型)+水土保持主導功能”的方式命名。分區編碼在三級區編碼的基礎上，在同一個三級區內自左上向右下排序。主導功能符號為水源涵養(h)、土壤保持(t)、蓄水保水(x)、防風固沙(f)、生態維護(w)、農田防護(n)、防災減災(z)、攔沙減沙(j)。

2.3 分區指標

通過資料收集與數據處理，在分析甘肅省水土流失成因與危害和水土保持現狀的基礎上，按照綜合分析與主導指標分析相結合、定量與定性指標分析相結合等原則，通過專家評議制定了甘肅省水土保持功能分區的指標。

(1)主導指標。①地貌特征指標。按中國陸地基本地貌類型及其劃分指標[3]，地貌特征劃分為平原、丘陵、山地、高原和盆地五大形態類型。②土地利用結構特征指標。主要是林草覆蓋率。

(2)輔助指標。①水熱指標。包括≥10 ℃積溫、多年平均降水量。②土地利用結構特征指標。主要是墾殖指數。③土壤侵蝕類型及強度。全省土壤侵蝕類型主要為水蝕、風蝕、重力侵蝕和凍融侵蝕，侵蝕強度分為微度、輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈六級。由于第一次水利普查土壤侵蝕類型及強度統計均以縣為單元，在以鄉(鎮)為單元進行土壤侵蝕類型及強度指標確定時，采用專家咨詢法確定。④社會經濟發展狀況特征指標。主要是人口密度。

2.4 功能分類

在國家級區劃三級分區的基礎上，按照《水土保持規劃編制規范》(SL 335—2014)規定，將甘肅省水土保持主導基礎功能劃分為水源涵養、土壤保持、蓄水保水、防風固沙、生態維護、防災減災、農田防護和攔沙減沙8種功能。

2.5 方法步驟

建立以鄉級行政區域為統計單元的土地利用現狀及主要經濟社會指標數據資料，統計分析各區內水土流失成因與危害、經濟社會發展對水土保持的需求等。

(1)首先收集甘肅省地貌類型圖(DEM圖)，全國水土保持分區的專題圖，甘肅省縣、鄉級行政區劃及相關數據和技術標準。

(2)建立以縣和鄉級行政區為單元的矢量圖形數據資料，借助GIS技術對甘肅省87個縣(市、區)的界線進行數字化，提取各個縣級行政區劃的矢量數據。

(3)建立鄉(鎮)等統計單元的自然、社經數據庫。將87個縣(市、區)和1 130個鄉(鎮、林場)自然、社經數據整理錄入Excel中，形成數據庫。其中，社會經濟數據(總面積、總人口、耕地面積、旱地面積等)為2012年的詳查、普查數據，自然資源數據為近10年數據。

(4)基礎功能復核。利用層次分析法和專家咨詢法，按鄉(鎮)復核、細化全國水土保持區劃三級區劃的基礎功能定位。

(5)主導功能評價。在基礎功能復核的基礎上，根據不同基礎功能的重要程度，選擇影響最大的一二個基礎功能作為四級區的水土保持主導功能。

(6)區域水土保持社會經濟功能評價。依據主導基礎功能評價結果，參考水土保持基礎功能與社會經濟功能對應關系(表1)，得出區域可能存在的社會經濟功能，進一步結合區域實際及社會經濟發展方向，明確區域具體社會經濟功能。

(7)應用地理信息系統空間分析中的多邊形與多邊形疊加方法對各要素分區圖進行空間合成疊加，對產生的多重屬性進行重新分類，形成初步結果，結合甘肅省水土流失重點預防區和重點治理區復核劃分成果，評價區域水土保持的主導基礎功能，進而定位各四級區的水土保持主導功能，通過調整后得到水土保持功能區劃圖。

表1 甘肅省水土保持基礎功能及指標

3 結果與分析

3.1 分區結果

對87個縣(市、區)和1 130個鄉(鎮、林場)統計單元的自然、社經數據等分區指標值進行空間疊置分析和層次分析，獲得甘肅省水土保持功能區劃的初步結果。將初步結果與全國水土保持區劃三級分區成果，甘肅省兩區劃分成果，分區內地貌類型單元、社會經濟情況、土地利用、土壤侵蝕強度與類型、農業產業結構發展方向等，進行比較分析，對有矛盾的分區進行適當調整，使調整后的區劃結果滿足區劃要求，最終形成了甘肅省水土保持功能區劃結果。根據上述依據和方法，甘肅省水土保持功能區劃分為4個一級區、6個二級區、8個三級區、23個四級區。全省水土保持功能區劃系統(即各級分區代號和名稱)如下：

Ⅱ北方風沙區(新甘蒙高原盆地區)

Ⅱ-2河西走廊及阿拉善高原區

Ⅱ-2-2nf河西走廊農田防護防沙區

Ⅱ-2-2nf-1馬鬃山戈壁荒漠防沙區

Ⅱ-2-2nf-2河西走廊平原綠洲農田防護防沙區

Ⅳ西北黃土高原區

Ⅳ-4晉陜甘高塬溝壑區

Ⅳ-4-1tx晉陜甘高塬溝壑保土蓄水區

Ⅳ-4-1tx-1平南山地丘陵水源涵養保土區

Ⅳ-4-1tx-2平慶高原溝壑保土蓄水區

Ⅳ-4-1tx-3子午嶺森林水源涵養保土區

Ⅳ-5甘寧青山地丘陵溝壑區

Ⅳ-5-1xt寧南隴東丘陵溝壑蓄水保土區

Ⅳ-5-1xt-1隴中東部丘陵溝壑蓄水保土區

Ⅳ-5-1xt-2隴山西坡森林水源涵養保土區

Ⅳ-5-1xt-3慶北丘陵殘塬溝壑減沙蓄水區

Ⅳ-5-2xt隴中丘陵溝壑蓄水保土區

Ⅳ-5-2xt-1隴中北部黃土丘陵防沙蓄水區

Ⅳ-5-2xt-2隴中黃土丘陵溝壑蓄水保土區

Ⅳ-5-3xt青東甘南丘陵溝壑蓄水保土區

Ⅳ-5-3xt-1隴中西部黃土丘陵溝壑蓄水保土區

Ⅳ-5-3xt-2隴中西部土石山地保土蓄水區

Ⅵ西南紫色土區(四川盆地及周圍山地丘陵區)

Ⅵ-1秦巴山山地區

Ⅵ-1-3tz隴南山地保土減災區

Ⅵ-1-3tz-1洮河山間盆地保土區

Ⅵ-1-3tz-2洮南石山水源涵養減災區

Ⅵ-1-3tz-3白龍江石山森林水源涵養生態維護區

Ⅵ-1-3tz-4隴南高山深谷保土減災區

Ⅵ-1-3tz-5隴山南坡森林水源涵養區

Ⅵ-1-3tz-6隴南丘陵盆地保土蓄水區

Ⅵ-1-3tz-7隴南土石山地水源涵養區

Ⅷ青藏高原區

Ⅷ-1柴達木盆地及昆侖山北麓高原區

Ⅷ-1-1ht祁連山山地水源涵養保土區

Ⅷ-1-1ht-1祁連山高原荒漠草地水源涵養防沙區

Ⅷ-1-1ht-2祁連山山地森林草原水源涵養生態維護區

Ⅷ-1-1ht-3祁連山淺山農田保土區

Ⅷ-2若爾蓋-江河源高原山地區

Ⅷ-2-1wh若爾蓋高原生態維護水源涵養區

Ⅷ-2-1wh-1甘南高原水源涵養生態維護區

3.2 分區功能及防治方略

(1)北方風沙區(Ⅱ)。本區涉及甘肅的范圍分為1個二級區、1個三級區、2個四級區。北方風沙區甘肅省三、四級分區的功能定位及防治方略見表2。

(2)西北黃土高原區(Ⅳ)。本區涉及甘肅的范圍分為2個二級區、4個三級區、10個四級區，涉及甘肅省三、四級分區的功能定位及防治方略見表3。

表2 北方風沙區甘肅省三、四級分區功能定位及防治方略

表3 西北黃土高原區甘肅省三、四級分區功能定位及防治方略

(3)西南紫色土區(四川盆地及周圍山地丘陵區)(Ⅵ)。本區涉及甘肅省的范圍分為1個二級區、1個三級區、7個四級區。西南紫色土區甘肅省三、四級分區的功能定位及防治方略見表4。

表4 西南紫色土區甘肅省三、四級分區功能定位及防治方略

(4) 青藏高原區(Ⅷ)。本區涉及甘肅省的范圍分為2個二級區、2個三級區，共劃分為4個四級區。青藏高原區甘肅省三、四級分區的功能定位及防治方略見表5。

表5 青藏高原區甘肅省三、四級分區功能定位及防治方略

4 結 語

(1)對甘肅省水土保持功能區劃分的原則、方法進行了研究，選取2個主導指標(地貌特征、土地利用結構特征)、4個輔助指標(水熱指標、墾殖指數、土壤侵蝕類型及強度、人口密度)，建立了甘肅省水土保持功能區劃分指標體系，以鄉級行政區為基本單元，借助GIS平臺，利用層次分析、專家咨詢等方法，劃分出4個一級、6個二級、8個三級、23個四級水土保持功能區，彌補了以往水土保持區劃指標單一、主觀定性的不足。

(2)在區劃的基礎上，依據不同的分區特征，對23個四級區提出相應的水土流失防治措施，為提高水土保持規劃的科學性、指導性、可行性奠定了基礎。

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(責任編輯 李楊楊)

S157

A

1000-0941(2017)10-0029-06

王守俊(1965—)，男，甘肅永昌市人，高級工程師，學士，主要從事水土保持項目管理工作。

2017-08-01