縣級水土保持區劃及功能定位探討

趙天香

面對日益嚴峻的生態環境惡化形勢，我國提出了生態文明建設，區域可持續發展的觀念逐漸深入人心，要保持社會經濟和區域生態的可持續發展就必須注重水土保持工作[1-3]。

全國各地區的水土保持工作具有各自的特點，分屬不同的類型，而區劃正好可以實現各地區水土保持資源的最佳配置，以便科學有序地開展生態環境保護工作。作為水土保持工作的關鍵和前提，水土保持區劃一直受到專家學者的廣泛關注和探討[4-5]。水土保持區劃不僅可以促進各地區因地制宜利用土地資源，防止水土流失，還可以為各區域的經濟社會可持續發展提供科學依據。多年來，我國的水土區劃研究已經取得一定的成效，對水土保持工作起到了一定的指導和促進作用[6-9]。

本文在前人研究理論和經驗的基礎上，結合貴州盤縣地區的實際情況，探討分析了適合該地區的水土保持區劃指標體系，并對該區劃及功能定位進行了研究，可為類似縣級地區的水土保持工作提供理論支撐。

1 水土保持區劃方法及指標體系的建立

1.1 研究區概況

六盤水市盤縣位于貴州省西部，屬亞熱帶高原季風氣候區，冬無嚴寒，夏無酷暑，立體氣候明顯，年均氣溫15.2℃，年均無霜期271天，平均日照時數1593小時；年均降水量1390毫米，雨熱基本同季。5～10月的降雨量占年降雨量的88%；盤縣地區主要以落葉闊葉林為主，糧食作物以禾谷類、豆菽類和薯類為主，境內分布有金、銀、銅、鐵等各類礦物。

1.2 區劃方法簡介

一般而言，區劃過程需要采取定性和定量相結合的方法，其中，水土保持區劃定性法主要包括：順序法、主導因子法、圖形疊加法、地理相關法等，而定量分析法主要包括：人工神經網絡法、模糊聚類法、系統聚類法等[10]。本文擬采用SPSS軟件對各項指標數據進行標準化和主成分分析，再對各指標的綜合得分進行聚類分析，最后利用ARCGIS對各要素分區圖進行疊加匯總，最終生成該地區的水土保持區劃圖。

1.3 五級指標體系的建立

水土保持區劃是一個系統性的工作，要構建縣級五級區劃則需要自上而下進行區分。全國的水土保持區根據地貌因素共分為8個一級區，見圖1，從圖中可以看到，盤縣位于西南巖溶區（1級）中的滇黔桂山地丘陵區（2級）、滇黔川高原山地保土蓄水區（3級），由于六盤水地區主要以中低山區為主，因此將該區定義為全國黔西中山低山石灰巖白云巖中度流失蓄水保水區（4級），縣級五級區劃則是根據盤縣當地的實際情況在以上四級基礎上進行。

圖1 我國水土保持區劃一級分區圖

根據我國以往水土保持的區劃經驗，繪制出本文水土保持五級區劃指標體系結構見圖1。從圖中可以看到，水土保持區劃指標體系主要包括：自然地理要素、土地利用要素、社會經濟要素以及水土流失要素等4個要素層，根據盤縣地區的水土流失和社會經濟發展狀況，選取地形地貌因子、氣候因子、植被因子、土地利用類型因子、土壤侵蝕強度因子、社會因子以及經濟因子等7個因子作為因子分析呈，再從各因子分析層中劃分為平局海拔、降雨量、GDP等18個指標分析層。本指標體系的建立不僅反映了區劃的目的和原則，也反映出當地的實際情況，促進當地人與自然、社會、生態的和諧發展。

圖2 五級區劃指標體系的示意圖

2 水土保持區劃與功能評價分析

2.1 主成分分析法結果

主成分分析法將眾多具有相關性的指標重新組合成一組具有相互無關的綜合指標，通過輸入數據、定義屬性、標準化處理（SPSS處理）、輸出主成分及因子矩陣因子綜合得分（區劃聚類分析瓦爾德法），即可得到初步的分區結果，并將分析結果輸入ARCGIS軟件得到分區方案見圖3，從圖中可以看到，按主成分分析法得到的盤縣初步分區結果將盤縣分成15個水土保持區。

圖3 主成分分析法分區方案圖

2.2 要素聚類分析法結果

將主成分分析得到的自然、生態、社會經濟三大要素的主成分分析因子矩陣當作是聚類分析的數據集合，根據研究經驗，經過初步判斷，將三大要素均聚類成為4類，見圖4（a-c）。采用ArcGIS疊加功能，將生成的各要素的分區圖進行疊加，并結合盤縣地區的自然、生態和社會經濟情況，在相關調研統計數據支撐下，對盤縣各地區的區劃進行了優化調整，將盤縣水土保持劃分為9個區，見圖4（d）。

圖4 要素聚類分析法分區方案

2.3 水土保持功能分析與評價

水土保持的基礎功能在于保護水土資源、改善生態、促進社會經濟發展以及防災減災等，根據盤縣的區域特征和研究經驗，將盤縣的水土保持功能定義為水源涵養、土壤保持、生態維護3個功能區。將土地利用類型作為水源涵養的重要性評價指標、將土壤侵蝕敏感性和強度作為土壤保持重要性評價指標，將林草植被覆蓋度及各類保護區面積比例作為生態維護功能區劃指標，對3個功能區進行重要性評價，將各功能區分為比較重要、重要以及極重要的評價分區圖，見圖5。從圖中可以看到，盤縣地區水源涵養功能極重要分布較廣，且主要集中于東部地區；土壤保持功能主要以比較重要和重要為主，極重要地區所占比例較小；生態維護功能區極重要主要分布于東北和南方局部地區。

圖5 功能重要性定位分區結果

2.4 最終區劃結果

將上文分析結果進行匯總，并利用ARCGIS軟件的空間分析疊加功能，結合盤縣各功能區的重要性分區結果，將盤縣水域保持五級區劃圖反映在盤縣的行政圖上，最終得到該地區的水土保持五級區劃功能定位圖，見圖6。從圖中可以看出，盤縣東北部、中南部以及西部地區主要為水源涵養生態維護區，中東部、北部地區主要為土壤保持或者農田防護區，南部地區主要為生態防護或者農田防護區。

圖6 五級區劃功能定位最終分區結果

3 防治措施

在水源涵養區，要修建截排水渠以及坡必梯等來防止水土流失，在提高農作物經濟效率的同時，還要實行相應的封禁治理措施；在土壤保持區，要加大截排水渠、機耕道等配套設施的投入，及時進行溝道、溪溝的整治工作；在生態維護區，要減少人為的對該地區的生態擾動，保持原狀，以封禁治理措施為主；在農田防護區，要加大坡改梯的改造力度，提高農作物生產率。

4 結論

本文在前人研究基礎上，利用主成分分析法和聚類分析法，借助相應的計算分析軟件，以貴州盤縣為例，構建了水土保持五級區劃指標體系，并根據盤縣實際情況，對盤縣地區的水土保持進行了區劃和功能定位的探討分析，制定了適合各區劃的防治措施，對類似地區水土保持工作的開展具有一定的借鑒意義。

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