黃河流域生態保護和高質量發展規劃區水土流失特征與防治對策

李晶晶, 蘇鵬飛, 張建國

(黃河流域水土保持生態環境監測中心, 陜西 西安 710021)

黨中央、國務院高度重視生態文明建設。2020年10月，中共中央、國務院印發《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》，指導當前和今后一個時期黃河流域生態保護和高質量發展。做好黃河流域的水土保持工作是黃河流域生態保護的主要內容和治理的根本措施，也是黃河高質量發展的基本保障[1-2]。

及時準確把握水土流失狀況是今后開展水土流失防治、生態環境保護和流域高質量發展項目的重要決策依據。目前，關于黃河流域水土流失狀況及治理的研究多集中在黃河源區、黃土高原地區、多沙粗沙區或重點支流等區域[3-6]，且大多數研究時間節點較早，不能反映黃河流域水土流失現有狀況[7-8]。進入新發展階段，面對“黃河流域生態保護和高質量發展國家戰略”的現實需求和黃河大保護、大治理的客觀要求，研究分析黃河流域生態保護和高質量發展規劃區(以下簡稱“規劃區”)宏觀區域尺度的水土流失現狀對新時期黃河流域生態建設的高質量發展具有重要意義。因此，本文基于2020年全國水土流失動態監測數據，分析規劃區水土流失現狀、特征，并提出規劃區水土流失治理措施，以期為該區域水土流失綜合防治和生態環境高質量發展提供科學參考。

1 規劃區范圍

根據《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》確定的規劃區范圍為黃河流經的青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西、河南、山東9省區的451個縣級行政區，監測面積為1.33×106km2(根據民政部2018年3月公布的中國行政區劃數據統計)。規劃區具體范圍見圖1。

規劃區范圍與黃河流域均是黃河干支流流經省區的相關區域，不同的是，規劃區范圍包含了黃河干支流流經省區涉及的所有縣級行政區的完整縣域，黃河流域是以流域界為界限劃定的區域范圍，流域邊界處的縣級行政區為該縣域在黃河流域界內的區域，而非完整縣域。從區域上講，規劃區范圍包含了黃河流域。

圖1 黃河流域生態保護和高質量發展規劃區范圍

2 數據與方法

2.1 數據來源及說明

本研究數據主要基于2020年全國水土流失動態監測項目成果，通過統計、匯總得到規劃區2020年水土流失基礎數據。具體方法為以縣級行政區為單元，基于當年2 m分辨率衛星遙感影像，通過基礎資料收集、解譯標志建立、遙感解譯及專題信息提取、野外復核驗證、土壤侵蝕因子計算、土壤侵蝕模數計算及強度評價等工作，計算獲取當年國家級水土流失動態監測和各省區省級水土流失動態監測土壤侵蝕成果數據。在水力侵蝕區利用中國土壤流失方程CSLE模型，在風力侵蝕區利用風力侵蝕模型〔耕地、草(灌)地、沙地(漠)風力侵蝕模型〕進行計算。

本文中的水土流失面積特指水力侵蝕面積和風力侵蝕面積之和，不包含凍融侵蝕。水土流失強度等級包括輕度、中度、強烈、極強烈和劇烈侵蝕，根據《土壤侵蝕分類分級標準》SL190-2007判定[9]。根據水利部水土保持監測中心印發的《2020年度水土流失動態監測技術指南》，本文中土地利用類型分類包括耕地、園地、林地、草地、建設用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地、其他土地8個一級類，水田、水澆地、旱地、果園等25個二級類，具體土地利用分類見表3。不同土地利用水土流失發生比為不同土地利用類型水土流失面積分別占各地類土地總面積的比例。

2.2 研究方法

本文基于2020年土壤侵蝕數據，統計、分析規劃區水土流失面積、分布、水土流失特點等情況，并結合規劃區內不同區域的稟賦條件和生態功能定位提出水土流失防治策略。研究數據運用Microsoft Excel 2010進行處理與分析。

3 結果與分析

3.1 規劃區水土流失監測結果

3.1.1 水土流失面積 根據2020年全國水土流失動態監測成果(表1)，規劃區水土流失面積4.53×105km2(不計凍融侵蝕)，占土地總面積的33.97%，高于全國平均值(28.15%)。其中，水力侵蝕面積2.38×105km2，占水土流失總面積的52.57%，風力侵蝕面積2.15×105km2，占水土流失總面積比例為47.43%。不同侵蝕強度中，輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈侵蝕面積分別為2.97×105，9.20×104，4.23×104，1.60×104，6.30×103km2，分別占水土流失總面積的65.46%，20.29%，9.34%，3.53%，1.38%，土壤侵蝕強度以輕度、中度為主。

3.1.2 水土流失分布 從空間上看，規劃區水土流失分布相對集中，其中，風力侵蝕主要分布在黃河源高地草原區和騰格里—陰山北麓沙漠草原風沙區(附圖5，見封3)。

區域土地面積1.74×105km2，占規劃區總土地面積的13.31%，風力侵蝕面積1.47×105km2，占規劃區風力侵蝕總面積比例達61.69%；水力侵蝕主要分布在黃河中游多沙區和湟水洮河黃土丘陵區，區域土地面積1.89×105km2，占規劃區總土地面積的14.47%，水力侵蝕面積9.64×104km2，占規劃區水力侵蝕總面積比例達40.45%。從不同侵蝕強度等級來看，水土流失分布集中區強烈及以上強度等級水土流失面積4.98×104km2，占規劃區強烈及以上強度等級的77.09%(詳見表2)。

表1 2020年規劃區水土流失面積及比例

表2 不同水土流失集中區水土流失面積及比例

從土地利用類型一級類來看(表3)，規劃區水土流失主要分布在草地、林地和耕地上，草地水土流失面積21.63×104km2，占水土流失面積的47.72%，林地和耕地水土流失面積占比分別為20.59%和17.87%。從侵蝕強度等級來看，中度侵蝕、強烈侵蝕分布地類相似，主要分布在草地和其他土地類型，分別占規劃區中度和強烈侵蝕面積的比例為60.21%和69.03%；極強烈和劇烈侵蝕主要分布在耕地和其他土地，分別占其相應侵蝕等級總面積的62.50%和88.88%。

進一步分析土地利用類型二級類可知(表3)，規劃區水土流失主要分布在天然牧草地、其他草地、旱地、有林地、灌木林地和沙地上，分別占水土流失面積的29.96%，17.66%，12.22%，10.35%，9.36%和9.01%。從侵蝕強度等級來看，極強烈和劇烈侵蝕主要集中在沙地、旱地(6°以上)、其他草地、陡坡林地和裸土地等地類。

表3 黃河流域規劃區不同土地利用類型水土流失面積

3.1.3 不同土地利用水土流失發生比 按照不同土地利用類型二級類水土流失發生機制及圖2中水土流失發生比變化趨勢，結合全國水土流失動態變化監測成果，將規劃區水土流失比例50%以上地類定義為極易發生水土流失地類，30%～50%定義為易發生水土流失地類，10%～30%定義為易發生水土流失地類，10%以下為難發生水土流失地類。

從不同土地利用類型(二級類)水土流失發生比例來看(圖2)，沙地、人為水土流失地塊、茶園、裸土地發生水土流失的比例分別為88.45%，71.90%，61.48%，57.37%，均高于50%，為極易發生水土流失地類；旱地、天然牧草地、農村道路、其他林地、鹽堿地、其他草地等發生水土流失的比例分別為44.53%，40.73%，38.19%，38.05%，37.77%，32.00%，均高于30%，為易發生水土流失地類；有林地、水澆地、灌木林地、其他園地、果園、人工牧草地等發生水土流失的比例分別為29.84%，28.16%，27.81%，22.77%，20.88%，14.71%，均高于10%，為不易發生水土流失地類；裸巖石礫地、農村建設用地、其他建設用地、其他交通用地、城鎮建設用地等發生水土流失的比例均低于10%，水田、河湖庫塘、沼澤地和冰川及永久積雪等無水土流失狀況發生，均為難發生水土流失地類。

注：土地利用類型編號代表的含義1為沙地； 2為人為水土流失地塊； 3為茶園； 4為裸土地； 5為旱地； 6為天然牧草地； 7為農村道路； 8為其他林地； 9為鹽堿地； 10為其他草地； 11為有林地； 12為水澆地； 13為灌木林地； 14為其他園地； 15為果園； 16為人工牧草地； 17為裸巖石礫地； 18為農村建設用地； 19為其他建設用地； 20為其他交通用地； 21為城鎮建設用地； 22水田； 23為河湖庫塘； 24為沼澤地； 25為冰川及永久積雪。

3.2 規劃區水土流失特點分析

規劃區絕大部分地區為我國資源型缺水問題突出的中西部地區，受獨特氣候和地理特性的影響，水土流失問題是其面臨的重大環境問題之一，嚴重的水土流失惡化了生態環境、破壞了土地資源、增加了河流泥沙，加劇了貧困，制約了該地區可持續發展。根據2020年規劃區水土流失動態監測成果，水土流失狀況主要存在以下特點：

(1) 水土流失面積比例較大。根據2020年水土流失動態監測成果，規劃區水土流失面積為4.53×105km2，占規劃區水土流失面積的33.97%，高于全國平均值(28.15%)。其中，黃河流域黃土高原地區水土流失面積為2.34×105km2，占規劃區水土流失面積的51.69%，水土流失比例(36.57%)又高于規劃區平均水平(33.97%)，仍是中國水土流失最嚴重的地區。規劃區水土流失量大面廣、生態環境脆弱、流域生態屏障功能不強的局面沒有根本改變。

(2) 水土流失區域分布相對集中。規劃區水土流失主要分布在騰格里—陰山北麓沙漠草原風沙區、黃河中游多沙區、湟水洮河黃土丘陵區和黃河源高地草原區，這些區域面積占規劃區總面積的1/4，而水土流失面積高達1/2多，尤其黃河中游多沙區，是黃土高原地區水土流失主要區域，也是導致黃河下游河道持續淤積抬高的根源，該區域面積2.12×105km2，占黃土高原地區總面積的1/3，而多年平均輸沙量卻占同期輸入黃河泥沙量的87.5%[10]，其強烈及以上土壤侵蝕占黃土高原地區強烈及以上水土流失總面積的49.62%，是黃土高原地區強烈侵蝕的中心。目前，該區域內的多沙粗沙區和粗泥沙集中來源區仍有4.27×104，9.90×103km2的水土流失面積亟待治理，是規劃區水土流失治理中難度最大、最難啃得硬骨頭[11]。

(3) 土壤侵蝕類型多樣。規劃區內土壤侵蝕類型涵蓋了水力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕和重力侵蝕，侵蝕類型多樣，且相互交織，共同作用。其中，位于黃土高原地區的黃河中游多沙區和湟水洮河黃土丘陵區，由于特殊的地形、地貌、土壤及氣候等條件，是規劃區內水力侵蝕最為嚴重的區域，坡面侵蝕和溝道侵蝕并存，強烈的水土流失，造成地形支離破碎、千溝萬壑，依據第一次全國水利普查公報，西北黃土高原區侵蝕溝道累計6.60×105多條。騰格里—陰山北麓沙漠草原風沙區是規劃區風力侵蝕最為嚴重的區域，該區域內氣候干燥，多大風天氣，水資源貧乏，風蝕沙化土地比重高，以典型沙漠分布為主。在黃土高原北部長城沿線一帶是水蝕風蝕交錯分布特殊地區，由于其獨特的環境背景和土壤侵蝕過程，生態環境極為脆弱；規劃區內凍融侵蝕面積較少，主要分布于黃河上游青海省東部，由于該地區地勢較高、氣溫較低，凍土反復凍結和融化導致凍融侵蝕比較活躍。

(4) 高侵蝕強度面積較大。根據2020年水土流失動態監測成果，規劃區強烈及以上等級水土流失面積為6.46×104km2，占水土流失總面積的14.26%，水力侵蝕強烈及以上等級水土流失面積比例為14.10%，高于全國平均值11.16%，其中，黃河流域黃土高原地區強烈及以上等級占水土流失總面積的51.07%，侵蝕模數大于5 000 t/(km2·a)的強烈以上水蝕面積是3.41×104km2，占規劃區同類面積的51.65%；侵蝕模數大于8 000 t/(km2·a)的極強度以上水蝕面積為1.75×104km2，占規劃區同類面積的17.5%；侵蝕模數大于15 000 t/(km2·a)的劇烈水蝕面積為250 km2，占規劃區同類面積的9.62%，強烈及以上等級占水土流失面積比例遠高于全國平均水平。

(5) 沙地、旱地(6°以上)、天然牧草地和其他草地為水土流失重點發生地類。土地利用類型與水土流失發展密切相關[12]，2020年度規劃區水土流失主要集中在草地、林地和耕地，分別占水土流失總面積的47.72%，20.59%和17.87%。進一步分析不同土地利用類型(二級類)水土流失面積占規劃區水土流失總面積的比例發現，大于8%的二級類土地利用類型分別為旱地、有林地、灌木林地、天然牧草地、其他草地、沙地等，結合水土流失發生的難易程度(圖2)，確定規劃區內水土流失重點發生地類分別為旱地、天然牧草地、其他草地和沙地。其中，6°以上的旱地面積為3.45×104km2，占不同坡度等級耕地總面積比例為21.89%，產生水土流失面積為2.61×104km2，占不同坡度等級耕地水土流失面積的41.90%，占6°以上旱地面積的75.73%，屬極易產生水土流失地類，因此，確定6°以上旱地為旱地中的重點關注類型。

3.3 規劃區水土流失綜合防治對策

新時期，黨的十九大對生態文明建設和水土保持工作提出了新的更高要求，滿足黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略目標任務，需要在頂層設計、工作機制、目標提升、理念更新、技術創新等各方面作出調整和努力[11]。本文僅針對規劃區水土流失狀況、分布特點等，結合規劃區內不同區域的稟賦條件和生態功能定位，以提高水土保持率，改善黃河水沙關系，建設“幸福河”為目標，從治理方向和措施的角度提出規劃區水土流失防治對策：

(1) 在黃河源區、三江源、祁連山、子午嶺—六盤山林區、秦嶺北麓、賀蘭山東麓以及渭河、湟水等重點支流的源頭區，以退牧還草、退耕還林還草、封育保護、生態移民等措施為主，充分發揮大自然的自我修復能力，加強預防保護，減少人為擾動，提升水源涵養能力。

(2) 黃土高原以北的風沙干旱草原及沙漠區，以自然恢復為主，實施退牧還草、輪封輪牧，固定沙丘區種植灌草，局部流動、半流動沙丘配置沙障，種植灌草，防止沙漠化的繼續擴張。

(3) 在黃河中游黃土高原地區，以減少入河入庫泥沙為重點，堅持溝坡兼治，合理布局小流域綜合治理、淤地壩建設、坡耕地整治、黃土高原塬面保護等水土保持工程，對現有老舊梯田、淤地壩工程進行提檔升級。小流域綜合治理以國家級重點治理區為重點，優先考慮老少邊窮地區、革命老區、集中連片、治理積極性高的區域積極開展山水林田湖草沙綜合治理，合理配置工程、林草、耕作等措施，形成綜合治理體系，維護和增強區域水土保持功能。淤地壩建設以黃河中游多沙粗沙區為重點，粗泥沙集中來源區為重中之重，以小流域為單元，合理配置大、中、小型淤地壩，充分發揮壩系及重要淤地壩在防治溝道侵蝕中的作用。坡耕地整治以黃土丘陵溝壑區、黃土高原溝壑區為重點，在降雨400 mm以上，坡度5°～15°坡耕地集中分布區域，大力建設旱作梯田，并對低標準梯田進行改造，減少坡面侵蝕。黃土高原塬面保護以隴東董志塬、晉西太德塬、陜北洛川塬、關中渭北臺塬等塬區為重點實施固溝保塬工程，開展塬面、溝頭、坡面、溝道的綜合治理模式，改善黃河塬面及溝頭侵蝕狀況。

(4) 在下游及黃河三角洲地區，因灘施策，實施大汶河流域水土流失治理，刁口河流路生態修復和保護工程，促進沿線受損生態系統修復，推進黃河口三角洲濕地保護，改善生態環境。

4 結 論

本文在對規劃區水土流失面積、分布、水土流失特點等分析的基礎上，提出了新時期黃河流域水土流失防治對策。

(1) 水土流失依然是規劃區面臨的主要生態問題之一。規劃區水土流失面積為4.53×105km2，占土地總面積的33.97%，高于全國平均值(28.15%)；沙地、旱地(6°以上)、天然牧草地和其他草地為水土流失重點發生地類，水土流失呈現面廣量大、分布相對集中、侵蝕類型多樣、高侵蝕強度面積較大等特點。

(2) 精細配置各類措施，推進規劃區水土流失綠色發展。在河源區和河口三角州區實施封育保護、自然修復等預防保護措施，提升區域水源涵養能力與生態質量；黃土高原以北的風沙干旱草原及沙漠區，以自然恢復為主，適當施以人工干預，防止沙漠化的繼續擴張；在黃河中游黃土高原地區，科學推進小流域綜合治理、淤地壩、旱作梯田、固溝保塬等防治措施，減少入黃泥沙；在下游及黃河三角洲地區，因灘施策，推進黃河口三角洲濕地保護，改善生態環境。