濱州市水土流失重點防治區劃分及防治途徑

劉曉華，劉潘偉，張榮華，王貴霞，常 成，張光燦

(1.山東省土壤侵蝕與生態修復重點實驗室/山東農業大學 林學院，山東 泰安 271018；2.濱州市水利局，山東 濱州 256600； 3.濱州市水文局，山東 濱州 256600)

重點防治區劃分，是根據自然和社會條件、水土流失類型、水土流失強度和危害，以及水土流失區域相似性和區域間差異性進行的水土保持區域劃分[1-2]，是水土保持規劃的重要組成部分，也是提高水土流失防治成效的重要途徑。

為了適應經濟社會發展和滿足《中華人民共和國水土保持法》要求，2013年水利部在原國家級水土流失重點防治區劃分成果的基礎上，根據《全國水土保持規劃國家級水土流失重點防治區復核劃分技術導則》，充分利用第一次全國水利普查成果，借鑒全國主體功能區規劃和已批復實施的水土保持綜合及專項規劃等，劃定并公告了23個國家級水土流失重點預防區和17個國家級水土流失重點治理區[3]。

根據《中華人民共和國水土保持法》和《山東省水土保持條例》的規定，山東省劃定了11個省級水土流失重點預防區(涉及20個縣級行政單位，總面積22 195.1 km2，其中重點預防面積4 454.8 km2)和7個省級水土流失重點治理區(涉及22個縣級行政單位，總面積29 805.2 km2，其中重點治理面積6 775.4 km2)，其中包括濱州貝殼堤島省級水土流失重點預防區(涉及濱州市無棣縣的埕口鎮和北海經濟開發區馬山子鎮，重點預防面積435.4 km2)和鶴伴山省級水土流失重點預防區(涉及濱州市鄒平縣西董街道辦事處，重點預防面積131.5 km2)[4]。

為進一步明確濱州市水土流失防治重點，有效預防和治理水土流失，促進經濟社會的可持續發展，本研究綜合考慮濱州市實際情況，在滿足鄉鎮級行政邊界完整性的原則下[1]，利用系統聚類分析和ArcGIS的空間疊置分析工具[5]，采用自上而下與自下而上相結合、先定量研究后定性分析的方法進行了濱州市水土流失重點防治區劃分[5-9]，旨在為濱州市明確水土流失防治方向、開展水土保持規劃及制定合理可行的水土流失防治措施提供決策參考和理論依據。

1 研究區概況

濱州市位于山東省北部、黃河三角洲腹地、渤海灣西南岸，北通渤海，東臨東營市，南連淄博市，西南與濟南市交界，西與德州市接壤，西北隔漳衛新河與河北省海興縣、黃驊市相望。全市橫跨黃河兩岸，地理坐標為東經117°15′～118°37′、北緯36°41′～38°16′，土地總面積9 600 km2。濱州市地處環渤海經濟區與黃河經濟帶的結合部，作為山東的海上北大門，可為魯北、魯中、魯西和中原地區開辟更為經濟便捷的通道，成為連接東北經濟區與中原經濟區的樞紐。

濱州市地勢南高北低，由西南向東北傾斜，漸次過渡到大海。地處中緯度，屬北溫帶半濕潤半干旱季風性氣候。多年平均降水量574.4 mm(1952—2010年)，汛期6—9月降水量占年降水量的75.2%，年最大降水量1 095.6 mm(1964年)，年最小降水量242.9 mm(2002年)。全年主導風向為東南風，冬季以東北風為主，全年平均風速3.4 m/s，歷史最大風速35.5 m/s，最大風力8～9級。境內土壤有潮土、鹽土、褐土、砂姜黑土、風沙土5個土類13個亞類127個土種。屬暖溫帶落葉闊葉林區，南部山區樹種較豐富，中部平原地帶樹種較南部山區少，北部沾化、無棣主要栽耐鹽樹種。在渤海灣年高潮線以上含鹽量較高的地帶，僅能生長檉柳和耐鹽草本植物。

2 基礎資料收集

2.1 基礎數據與處理

2.1.1 遙感數據

采用2017年3月30 m分辨率的Landsat-8遙感影像，利用高斯克呂格投影、CGCS2000坐標系，在ENVI 5.1和ArcGIS 10.2中對其進行幾何校正、輻射定標、大氣校正、勻色、裁剪和投影變換處理。根據遙感影像，結合野外調查，采用人機交互解譯方法，提取土地利用數據。依據遙感影像，提取植被覆蓋指數(NDVI)，計算植被覆蓋度(FVC)。利用GPS確定野外調查樣區并采集樣區的植被覆蓋數據，建立樣區植被覆蓋度與遙感計算植被蓋度之間的關系，獲得研究區植被覆蓋度數據。

2.1.2 地形數據

根據濱州市30 m分辨率的數字高程模型DEM，提取坡度和海拔信息，獲得研究區坡度因子信息。

2.1.3 其他數據

山東省土壤類型圖、山東省主體功能區規劃、山東省水功能區劃、濱州市生態紅線劃分方案、縣級和鄉鎮級行政單元統計數據等。

2.1.4 土壤侵蝕強度評價

在獲取研究區土地利用類型、植被覆蓋和地面坡度3個主導因子的基礎上，利用主導因子與土壤侵蝕的相關關系，結合氣象、地質、土壤、巖石等輔助因子，依據水利部頒發的標準[10]，評價水力侵蝕強度。利用床面形態和植被覆蓋，結合氣象、地質、土壤、巖石等輔助因子，評價風力侵蝕強度。利用ArcGIS的空間分析功能，獲得鄉鎮尺度上的地形地貌和水土流失等數據。

2.2 水土流失現狀資料

濱州市共有水土流失面積378.22 km2，占全市總面積的3.94%(表1)。從土壤侵蝕類型看，水力侵蝕面積為144.36 km2，占全市水土流失總面積的38.17%，風力侵蝕面積為233.86 km2，占61.83%。從不同土壤侵蝕強度看，輕度侵蝕面積占水土流失總面積的79.55%，中度侵蝕占18.41%，其他侵蝕占2.04%?？傮w分析，濱州市水土流失類型以風力侵蝕為主，侵蝕強度以輕度為主。

表1 濱州市水土流失統計 km2

從空間分布上看，水力侵蝕主要發生在鄒平縣的西董街道辦事處、臨池鎮、青陽鎮、黛溪街道辦事處南部、好生街道辦事處南部、黃山街道辦事處西部及博興縣的錦秋街道辦事處、湖濱鎮南部、興福鎮南部和曹王鎮南部。風力侵蝕主要發生在濱城區西部濱博高速以西、小開河干渠以東，東部秦皇臺鄉、梁才街道辦事處；鄒平縣西北部黃河以南小清河以北區域，包括碼頭鎮、臺子鎮、魏橋鎮北部；博興縣東北部黃河以南、北支新河以北區域，主要分布在純化鎮、喬莊鎮、陳戶鎮、龐家鎮；沾化區東部潮河以西濱孤路以東區域，包括下河鄉、利國鄉、泊頭鎮；無棣縣東北部小開河兩岸，包括北海經濟開發區、碣石山鎮、埕口鎮；陽信縣中部德惠新河以東，小開河輸沙渠以西，勾盤河兩岸，包括溫店鎮、勞店鎮、流坡塢鎮、河流鎮、翟王鎮、水落坡鎮。

2.3 水土保持區劃資料

在全國水土保持區劃[11]中，濱州市涉及3個三級區，分別為魯中南低山丘陵土壤保持區(鄒平縣)、津冀魯渤海灣生態維護區(無棣縣、北海經濟開發區、沾化區)、黃泛平原防沙農田防護區(濱城區、經濟開發區、高新技術產業開發區、惠民縣、陽信縣、博興縣)?？紤]到濱州市的實際情況，根據黃河沿岸、黃泛平原、風力侵蝕分布、土壤類型、地貌類型等，將鄒平縣碼頭鎮、臺子鎮、魏橋鎮北部劃分至黃泛平原防沙農田防護區；依據地貌類型，結合水力、風力侵蝕分布，將鄒平縣、博興縣部分鄉鎮劃分至山前沖積平原區(表2)。

表2 濱州市水土保持區劃

3 重點防治區劃分

3.1 劃分方法

在國家、省級水土流失重點防治區劃分的基礎上，綜合考慮濱州市水土流失、地形地貌、林草植被、土地利用、水土保持基礎功能、河流水系、生態紅線等，同時兼顧各縣級行政單元水土流失治理規劃方向，運用系統聚類與GIS空間疊置分析工具，采用自上而下與自下而上相結合、先定量研究后定性分析的方法，進行濱州市水土流失重點防治區劃分。具體劃分方法為：①收集基礎數據，根據水土流失面積與強度、土地利用、地形坡度、林草覆蓋度、集中連片面積等定量指標，運用系統聚類與GIS空間疊置分析工具，對各項定量指標進行數據標準化和系統聚類分析；②根據水土流失危害程度、水土保持基礎功能、水功能、生態紅線等定性因素，并考慮各縣級行政單元水土流失治理規劃方向，對聚類結果進行分析和適當調整，形成濱州市水土流失重點預防區和重點治理區劃分結果圖。

3.1.1 劃分指標

(1)水土流失重點預防區。①定量指標：土壤侵蝕強度、林草覆蓋度、地形坡度、集中連片面積。②定性因素：區域是否涉及水源涵養、水質維護、生態維護、防災減災等水土保持功能；是否處于江河源頭區、飲用水源保護區、自然保護區、風景名勝區、重要濕地、水功能區中的自然保護區和重要源頭水保護區；水土流失潛在危險危害程度。

(2)水土流失重點治理區。①定量指標：土壤侵蝕強度、水土流失面積占總土地面積的比例、中度以上水土流失面積占水土流失面積的比例、集中連片面積。②定性因素：水土流失危害程度、水土流失治理的緊迫性、民生要求的迫切性。

3.1.2 劃分原則

水土流失重點防治區服務于水土保持的預防和治理工作，既要考慮水土流失的類型、強度和自然環境條件等因素，更要考慮各級政府水土流失防治和管理工作的實際需要，是一個技術管理層面上的分區工作。因此，在劃分過程中需綜合考慮各種因素，并應遵循統籌協調原則、集中連片原則、相似性和差異性原則、定性和定量相結合原則、優先原則。

3.1.3 分區間關系

水土流失重點預防區和水土流失重點治理區不能重疊、不能交叉。當同時滿足重點預防區和重點治理區條件時，以重點預防區優先。水土流失重點防治區和涉及濱州市的省級水土流失重點防治區的預防保護范圍以鄉鎮為單元劃分，并考慮行政區域邊界。符合定量或定性標準，并達到規模要求的應劃為水土流失重點防治區。

3.2 劃分成果

3.2.1 水土流失重點治理區

在有關行政主管部門劃定的濱州市主要城鎮區域(鄉鎮以上城區)外，劃定重點治理區面積280.65 km2，占全市總面積的2.92%，詳見表3和圖1。

3.2.2 水土流失重點預防區

在省級重點預防區、行政主管部門劃定的濱州市永久基本農田和引黃干渠兩側外延100 m范圍外，劃定水土流失重點預防區775.75 km2，占全市總面積的8.08%，詳見表4和圖1。

表3 濱州市重點治理區分布 km2

表4 濱州市重點預防區分布 km2

圖1 濱州市水土流失重點防治區

4 防治途徑

4.1 重點治理區

結合濱州市水土保持區劃結果，對區域內的自然條件、社會經濟條件、水土流失狀況及水土保持現狀進行分析，明確區劃內的重點治理區目前存在的主要問題，提出水土流失治理方向和途徑。

4.1.1 魯中南低山丘陵土壤保持區

區域地面起伏大、土層薄弱、植被稀少、降雨侵蝕及冬凍春融造成表土風化剝落，是形成水土流失的主要因素。水土流失以輕度和中度水蝕為主，主要分布在坡耕地、坡式梯田、退化的荒草地、疏林地及沙礫化嚴重的土地。該區域的治理方向和途徑是：以小流域為單元，把25°以下土層較厚的坡耕地改為水平梯田，并修建塘壩、蓄水池等小型水利水保工程；對立地條件較好地段，分山劃段，采取以戶作業的組織形式結合坡改梯工程發展經濟林。

4.1.2 津冀魯渤海灣生態維護區

該區域工業企業密集，水資源短缺，地下水超采，河流水污染問題突出；沿海地區土壤板結和鹽堿化嚴重；水土流失以風蝕為主，兼有水蝕，河灘階地和古河道有沙化土地分布，春冬季風蝕嚴重。該區域治理方向和途徑為：通過挖溝排鹽、深耕、施肥、栽植耐鹽堿植物品種、換土和排堿降漬等措施進行鹽堿地改造。

4.1.3 黃泛平原防沙農田防護區

該區域存在大片的風沙區，土壤質地松軟，抗蝕性差，幼林郁閉度低，受風力作用和降雨侵蝕水土流失明顯；防洪排澇河道、引黃干渠渠道及平原水庫周邊水系多年清淤棄沙，向周邊傾倒廢棄物，加之中心城區建設等人為破壞，造成了一定的水土流失；水土流失以古河道、引黃灌區、濱河濱湖地帶風蝕為主，兼有一定邊岸水蝕。該區域治理方向和途徑為：開展平原風沙區治理，整平風沙區土丘，以現有的河、溝、渠、路為依托，建設農田林網、發展經濟林。

4.1.4 山前沖積平原區

該區域水土流失主要由人為活動導致，一是小清河、杏花河、預備河、孝婦河等排澇河道水系兩岸多年清淤棄沙、亂堆亂放，二是中心城區建設擾動地表、破壞植被、大量棄土棄渣。該區域治理方向和途徑為：在排澇河道治理區建設水系防護林；禁止在水系治理區取土、開展開發建設活動，禁止傾倒廢棄物。

4.2 重點預防區

該區域生態狀況良好，且多為重要水源地，水土流失較輕，但是潛在水土流失危險程度較高。該區防治方向是：以維護生態、改善水質、涵養水源為主；在防洪排澇河道、黃河干渠渠道及平原水庫等水系區建設水系防護林帶；在北部沿海人口稀少濕地和南部山區殘次林地、疏林地及25°以上人工造林困難區域實行封育保護。

5 結 論

在國家、省級水土流失重點防治區劃分的基礎上，結合濱州市實際情況，以鄉鎮為基本劃分單元，運用系統聚類與ArcGIS空間疊置分析工具，采用自上而下與自下而上相結合、先定量研究后定性分析的方法，進行了濱州市水土流失重點防治區劃分。劃定水土流失重點預防區775.75 km2，占全市總面積的8.08%；劃定重點治理區280.65 km2，占全市總面積的2.92%。針對不同區域提出了不同的防治途徑，可為濱州市明確水土流失防治方向、開展水土保持規劃提供決策參考和理論依據。

[1] 王治國,王春紅.對我國水土保持區劃與規劃中若干問題的認識[J].中國水土保持科學,2007(1):105-109.

[2] 王海燕,趙永軍.關于水土流失重點防治區劃分標準的幾個技術問題探討[J].中國水土保持,2015(12):61-63.

[3] 中華人民共和國水利部.水利部辦公廳關于印發《全國水土保持規劃國家級水土流失重點預防區和重點治理區復核劃分成果》的通知(辦水?！?013〕188號)[EB/OL].(2013-08-12)[2017-06-08].http://www.swcc.org.cn/desc.asp?id=43072.

[4] 山東省水利廳.我省劃定省級水土流失重點防治區《關于發布省級水土流失重點預防區和重點治理區的通告》(魯水保字〔2016〕1號)[EB/OL]. (2016-02-03) [2017-06-11]. http://www.sdwr.gov.cn/xwzx/gsgg/201602/t20160203_205479.html.

[5] 滕利強,王亮.ArcGIS空間分析功能在流域坡度分析中的應用[J].中國水土保持,2008(4):40-41.

[6] 朱森森.遼寧省水土流失重點防治區劃分方法及成果[J].水土保持應用技術,2017(3):30-32.

[7] 張利超,謝頌華.江西省水土流失重點防治區的復核和劃分[J].水土保持通報,2016(1):230-235.

[8] 張洋,彭瑤,劉競妍,等.江蘇省水土流失重點防治區劃分[J].水土保持通報,2014(2):300-306.

[9] 王小琳,蘭安軍,劉發勇. 貴州省水土流失重點防治區劃分研究[J].貴州師范大學學報(自然科學版),2016(1):8-13.

[10] 中華人民共和國水利部．北方土石山區水土流失綜合治理技術標準:SL 665—2014[S]．北京:中國水利水電出版社,2014:3-4.

[11] 中華人民共和國水利部．水利部辦公廳關于印發《全國水土保持區劃(試行)》的通知(辦水保〔2012〕512號)[EB/OL]．(2012-11-15) [2017-06-08]. http://zwgk.mwr.gov.cn/zfxxgkml/201212/t20121214_335132.html.