新疆昌吉回族自治州水土流失分布特征及其防治布局

呂文星 高亞軍 徐十鋒 李東

［關鍵詞］水土流失；分布特征；水土保持區劃；防治布局；昌吉回族自治州；新疆

［摘要］在分析水土流失分布特征、構建水土保持區劃指標體系基礎上，采用主成分分析、聚類分析及ArcGIS空間疊置等方法劃定了昌吉州水土保持四級區劃，即南部中高山凍融區、南部中低山丘陵水源涵養生態保護區、南部低山丘陵土壤保持區、中部綠洲人居環境農田防護區、北部荒漠生態維護防風治沙區、北部中低山水源涵養生態維護區，并提出了各分區水土流失防治布局。

［中圖分類號］S157［文獻標識碼］A［文章編號］1000－0941（2023）04－0062－05

水土保持是促進生態文明建設、改善農業生產條件、保障社會經濟可持續發展的重要基礎，是防治水土流失、保護和改良山區水土資源、充分發揮其經濟效益和社會效益的重要手段。水土保持規劃是指導某一區域、流域在一定時期內開展水土保持工作的綱領性文件[1-2]，對于地區水土流失治理具有頂層設計般的指導意義。在新時代生態文明新形勢和水利行業強監管的大背景下，國家對水土保持工作提出了更高要求。為深入貫徹《中華人民共和國水土保持法》，全面落實《全國水土保持規劃（2015—2030年）》和《新疆維吾爾自治區水土保持規劃（2018—2030年）》任務安排，進一步推進昌吉回族自治州（以下簡稱“昌吉州”）水土保持工作，為區域社會經濟可持續發展提供保障，以昌吉州水土保持規劃（2021—2030年）為例，基于該地區水土流失特點，在州域空間上開展水土保持區劃工作，并分區提出防治重點方向，以期為水土流失治理提供科學依據。

1研究區概況

昌吉州地處天山北麓、準噶爾盆地東南緣，東鄰哈密市，西接石河子市，南與吐魯番市、巴音郭楞蒙古自治州毗連，北與塔城、阿勒泰地區接壤，東北與蒙古國交界。全州現轄5縣、2市、3個國家級園區（準東經濟技術開發區、昌吉國家高新技術產業開發區、昌吉國家農業科技園區，以下分別簡稱“開發區”“高新區”“農業園”），境內駐有新疆生產建設兵團農六師、農八師和直屬222團等多個團場，以及30多家大中型企事業單位。

昌吉州南部山區為天山褶皺帶，中部平原為山前凹陷帶，北部沙漠區為準噶爾地塊，其間以深大斷裂為界。地勢南高北低，由東南向西北傾斜，南部是天山山地，中部為廣袤的沖積平原，北部為浩瀚的沙漠盆地，東北部將軍戈壁、卡拉麥里山、北塔山此起彼伏。土地面積7.35萬km2，其中山地1.65萬km2、平原1.86萬km2、沙漠2.82萬km2、戈壁1.02萬km2。

昌吉州屬典型的溫帶大陸性氣候區，冬季寒冷漫長，夏季炎熱干燥。全州多年平均氣溫6.7℃，年日照時數2598.4～3226.4h，年無霜期120～190d，最大月凍土深度155cm。全年主害風向為西北風，州內不同地區平均風速2～4m/s。年降水量100～550mm，年蒸發量1500～2300mm，降水量山區多于平原區，中西部山區多于東部山區，迎風坡多于背風坡。共有河流120條，其中常年有水河流35條、季節性河流85條。

昌吉州南部雪線以上高山為現代冰川和永久積雪覆蓋，土壤以高山草甸土為主，中、低山區土壤由上至下分別為亞高山草甸土和灰褐土、栗鈣土，低山丘陵地帶為黃土；中部平原區為沖洪積傾斜平原及沙漠南緣的細土平原區，以灰漠土為主；北部為沙漠區。受降水垂直分布規律影響，植被也具有明顯的垂直分布規律：南部雪線以上高山植被為高山草甸，中、低山區以云杉為主，還有少量樺樹、白楊等，低山丘陵地帶為山地干草原和半荒漠植被，植被稀疏；中部平原區主要是分布在渠道、道路兩旁和條田、村莊、住宅庭院周圍的沙棗、青楊、柳樹、白蠟等；北部沙漠區主要為梭梭和紅柳。

2水土流失分布特征

依據新疆維吾爾自治區2018年水土流失動態監測成果，昌吉州水土流失面積4.78萬km2，占全疆水土流失面積的5.1%，占全州土地面積的65.0%，其中：風力侵蝕遍布全州，面積4.20萬km2，是昌吉州最主要和最典型的侵蝕類型；水力侵蝕面積0.43萬km2，破壞性較強，影響范圍較大；凍融侵蝕面積不大，僅為0.15萬km2，且危害性不高。水土流失已經成為昌吉州面臨的重大生態環境問題，如果任由發展下去，不抓緊治理，將會導致水土資源破壞、生態環境惡化，成為經濟社會可持續發展的制約因素[3]。

按照水土流失強度等級劃分，全州輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈侵蝕面積分別為2.78萬、0.76萬、0.75萬、0.39萬、0.10萬km2，分別占水土流失總面積的58.16%、15.90%、15.69%、8.16%和2.09%，其中輕度侵蝕面積比例最大，強烈及以上侵蝕面積主要集中在東部，又以阜康市和開發區表現最為突出，這主要是因為全州以風力侵蝕為主，并且沙漠區在東部所占比例較大（見表1）。

3水土保持區劃

3.1指標體系的建立

首先，根據水土保持區劃的理論基礎和原則要求，確定區劃要素主要包括自然要素、土地利用要素、社會經濟要素和水土流失要素。其次，根據水土保持區劃理論及原則確定區劃指標體系的結構，即水土保持區劃指標體系由目標層（A）、要素層（B）、因子層（C）和指標層（D）4個層次構成。最后，根據水土保持區劃指標體系建立的原則，結合新疆土壤侵蝕類型、分布特點和分布特征等，各要素共選取了30個指標，見表2。

3.2區劃結果

在構建水土保持區劃指標體系基礎上，先采用SPSS軟件和主成分分析法對各指標進行分析，并計算權重及各成分的綜合得分[4]；再利用SPSS軟件和聚類分析法對不同類型進行劃分，制作出4個要素分區圖；最后基于全國水土保持三級區劃，利用ArcGIS軟件的空間疊置功能進行水土保持區劃劃分，確定昌吉州水土保持區劃結果[5]。

結果顯示：

昌吉州水土保持四級區劃包括南部中高山凍融區（Ⅱ-3-2rn-1）、南部中低山丘陵水源涵養生態保護區（Ⅱ-3-2rn-2）、南部低山丘陵土壤保持區（Ⅱ-3-2rn-3）、中部綠洲人居環境農田防護區（Ⅱ-3-2rn-4）、北部荒漠生態維護防風治沙區（Ⅱ-3-2rn-5）、北部中低山水源涵養生態維護區（Ⅱ-3-2rn-6），水土保持主導功能包括水源涵養、生態保護、人居環境、農田防護、土壤保持、防風治沙。昌吉州水土保持四級區劃見表3、圖1。

4分區防治布局

根據昌吉州各分區水土流失現狀，結合當地需求和相關行業的水土保持工作特點，制定各分區水土流失防治布局[6]。

（1）南部中高山凍融區。該區位于南部天山頂部，海拔1800～5445m，終年積雪形成了大量現代冰川，自西向東分別為依連哈比爾尕山、天格爾山、博格達山，是昌吉州河流的主要發源地。該區以凍融侵蝕為主，因遠離居民區，應全面封禁保護，減少人為干擾。

（2）南部中低山丘陵水源涵養生態保護區。該區位于南部天山中山帶，海拔850～3000m，雨量充沛，水草茂盛，植被垂直發育完整。山區地勢陡峭，原地貌受水流沖刷嚴重，溝谷縱橫分布，侵蝕類型以中度水力、輕度風力和重力綜合侵蝕為主。

該區存在的主要問題：一是草場過度放牧，草量大幅下降，草質逐漸變差；二是山區地勢陡峭，河谷縱橫發育，水力侵蝕嚴重；三是旅游開發、蓄水引水工程建設、礦產資源開發等生產建設項目加劇了人為水土流失。針對上述問題，該區水土流失防治布局：一是要協調好林業和牧業的關系，劃清林地和牧地界線，分期分片封山育林并實施輪牧措施，結合脆弱區域草原封禁與植被恢復建設，控制草場載畜量，促進林地和草場休養生息；二是結合國家小流域治理項目，在主要侵蝕溝谷布設護岸、攔沙、溝頭防護等工程，阻止溝壑向下游和兩側發展，以及溯源侵蝕發生，保護溝谷周邊土壤植被不受破壞；三是提高對旅游開發、蓄水引水工程建設、礦產資源開發等生產建設項目水土保持方案的編報審查覆蓋度，同時加強事中事后監管力度，促進生態修復，減少人為擾動造成的水土流失。

（3）南部低山丘陵土壤保持區。該區山勢平緩，海拔500～1950m，水流沖刷作用導致溝谷縱橫，溝谷兩岸分布大量沖溝和階地。每年高山區積雪和冰川融水結合中山帶融雪水和中低山的降雨匯集形成了地表徑流。侵蝕類型以強烈水蝕、中度風蝕為主。

該區存在的主要問題：一是過度開荒、陡坡耕種和順坡耕種現象較為普遍，導致水土流失嚴重，生態環境惡化，耕地墑情和肥力下降，農作物產量降低；二是汛期河流兩岸沖刷侵蝕，洪水攜帶泥沙淤積堵塞灌溉渠道、淹沒農田，威脅下游群眾生產生活安全。針對上述問題，該區水土流失防治布局：一是加大坡度25°以上較陡耕地退耕還林還草力度，在坡度10°～25°坡耕地范圍內實施坡改梯，實現植被建設與恢復和保土保墑、增產增收；二是對可能危害群眾生產生活安全的行洪溝道實施坡面、溝道綜合治理，通過布設攔沙、蓄水、引水、提水及護坡保土等工程措施和種植水土保持林等，保護溝道兩岸群眾的生命和財產安全。

（4）中部綠洲人居環境農田防護區。該區位于河流沖洪積傾斜平原和細土平原區，地勢東南高、西北低，海拔400～1300m。在河流出山口的沖洪積扇面上，沖蝕作用強烈，常形成沖溝，深度可達2～10m，其他沖積平原地勢平坦，常以羽狀、枝狀等沖溝形式出現，深度可達3～5m。該區是新疆重要的石油生產、化工能源基地，也是農、林、牧業聚集區，屬人類生產生活的核心區域，在沿著河流走向具備灌溉條件的地區形成了眾多綠洲。由于降雨和融雪形成徑流有限，且絕大部分被用于綠洲內群眾生產生活，因此極少有河川徑流能夠補給到北部沙漠地區。該區侵蝕類型以中度風蝕、輕度水蝕為主。

該區存在的主要問題：一是綠洲邊緣農田防護林網布設不全面，已實施的防護林密度不高，基本農田經常受到風沙破壞；二是礦產等能源開發、城鎮建設等生產建設活動造成的人為水土流失嚴重；三是城郊小流域村鎮居民生產生活環境較差。針對上述問題，該區水土流失防治布局：一是繼續加大綠洲邊緣農田防護林網建設，選擇耐干旱、耐瘠薄、耐風沙的樹草種，防風固沙，改善局部小氣候，保護農田安全。二是對能源集中開發區編制水土保持區域評估報告；在城鎮建設等生產建設項目施工過程中減少取、棄土，拓展土石方綜合利用渠道，提高利用率；結合遙感監管等手段加強各類生產建設項目水土保持方案的編報和審查，同時加大事中事后監督檢查和驗后核查力度，減少人為水土流失。三是進一步推進城郊型清潔小流域建設，美化村鎮人居環境，集中收集處理生產生活垃圾，實施旱廁改造、污水集中處理排放等措施。

（5）北部荒漠生態維護防風治沙區。該區主要是古爾班通古特大沙漠和將軍戈壁所在區域，其中：沙漠區海拔280～850m，地表多為固定或半固定沙丘，區內以低覆蓋度梭梭和紅柳為主，屬沙漠灌木林，受樵采、放牧等活動影響破壞嚴重，沙漠不斷南移，侵占綠洲，威脅群眾生命財產安全[7]；將軍戈壁海拔650～1100m，地表覆蓋以巖石、卵石為主，夏季干燥炎熱、冬季寒冷多大風，土壤類型包括灰棕色荒漠土、風沙土、礫石土等，植被多為旱生植物，種類稀少，僅有梭梭、麻黃、沙拐棗等，有部分小型牲畜將該區作為冬季草場或過渡牧場。該區侵蝕類型以強烈風蝕為主。

該區存在的主要問題：一是牧草場缺少水源，草質較差，過度放牧導致植被進一步破壞，荒漠化程度加??；二是牧民生活燃料匱乏，砍伐荒漠植被的情況時有發生；三是煤炭等礦產資源開發造成新增人為水土流失嚴重。針對上述問題，該區水土流失防治布局：一是嚴格控制過度放牧，對草場進行輪封輪牧，促進草場自我修復；二是分期分片封禁保護胡楊林、梭梭林等荒漠植被，加大處罰力度，嚴禁亂砍濫伐；三是拓寬牧民生活燃料渠道，擴大太陽能、風能、電能等使用范圍；四是對煤炭集中開發區加強規劃和治理，減少人為水土流失。

（6）北部中低山水源涵養生態維護區。該區主要是昌吉州東北區域的山地和丘陵，海拔700～3000m，由北塔山、大小哈甫提克山及科克森山等組成。地表多為風化、半風化巖石覆蓋，降雨稀少，植被覆蓋率低，以低矮旱生荒漠植物為主。作為木壘哈薩克自治縣的牧區冬草場，該區水源條件較差，草場利用率較低。該區侵蝕類型以中度風蝕、中度水蝕為主。

該區存在的主要問題：一是生態環境惡劣，降雨稀少，草場質量差，水源無保障，草場利用率低，牲畜抗災能力弱，易受大風和嚴寒天氣侵襲；二是礦產等資源開發造成植被破壞，人為水土流失嚴重。針對上述問題，該區水土流失防治布局：一是以預防保護為主，采取分期、分片封山育林育草，禁止過度放牧；二是加強煤礦開發活動監督檢查和驗后核查管理，加大生態治理和修復力度，同時結合封禁保護等措施促進荒漠植被自我修復。

5結論

在全國和新疆維吾爾自治區水土保持規劃的基礎上，結合昌吉州水土流失特點，基于全國水土保持三級區劃，利用ArcGIS軟件的空間疊置功能劃定了昌吉州水土保持四級區劃，具體包括南部中高山凍融區（Ⅱ-3-2rn-1）、南部中低山丘陵水源涵養生態保護區（Ⅱ-3-2rn-2）、南部低山丘陵土壤保持區（Ⅱ-3-2rn-3）、中部綠洲人居環境農田防護區（Ⅱ-3-2rn-4）、北部荒漠生態維護防風治沙區（Ⅱ-3-2rn-5）、北部中低山水源涵養生態維護區（Ⅱ-3-2rn-6），水土保持主導功能包括水源涵養、生態保護、人居環境、農田防護、土壤保持、防風治沙。

在劃定四級區劃的基礎上，提出各分區水土流失防治布局，其中：南部中高山凍融區以封禁保護為主；南部中低山丘陵水源涵養生態保護區實施退耕還林還草和輪牧制度，分期分片封山育林、封禁草原，對主要溝谷實施護岸、攔沙等工程；南部低山丘陵土壤保持區實施退耕還林還草及坡改梯等措施，對山洪溝道實施小流域治理，種植水土保持林；中部綠洲人居環境農田防護區建設農田防護林網，種植耐旱植被防風固沙，控制城鎮建設、能源開發等造成的人為水土流失，推進城郊型清潔小流域建設；北部荒漠生態維護防風治沙區對草場進行封禁保護，分期分片封禁保護荒漠植被，對煤炭開發區加強生態修復力度，減少人為水土流失；北部中低山水源涵養生態維護區采取分期、分片封山育林育草，以草定畜，同時結合封禁保護等措施，促進荒漠植被自我修復。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國水利部.水土保持規劃編制規范：SL335—2014[S].北京：中國水利水電出版社，2014：7-31．

[2]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，2007，5（1）：105-109．

[3]余作煌.淺談新時期福建省尤溪縣水土保持監督管理工作思路[J].亞熱帶水土保持，2018，30（2）：68-70.

[4]張超.水土保持區劃及其系統架構研究：以山西省為例[D].北京：北京林業大學，2008：40-42．

[5]黃俊文，顧小華，楊學智，等.新時代云南省紅河州水土保持規劃布局探討[J].人民長江，2018，49（21）：32-35.

[6]張利超.江西省水土保持區劃及防治布局研究[J].中國水土保持，2016（2）：36-41．

[7]江凌.城市化進程下的昌吉綠洲生態系統穩定性影響研究[D].烏魯木齊：新疆大學，2005：17-19.

［作者簡介］呂文星（1985—），男，遼寧蓋縣人，高級工程師，博士，主要從事水土流失治理研究。［收稿日期］2022-05-25

（責任編輯李楊楊）

［基金項目］第二次青藏高原綜合科學考察研究（2019QZKK0203-05）