陽帆 張蘭萍 文海東 楊玉婷 姚洋 廖睿智


[關鍵詞] 水土流失;動態變化;防治對策;赤水河流域
[摘要]以赤水河流域四川段3個縣為研究區,基于2011年全國水利普查數據、2018—2020年四川省水土流失動態監測土壤侵蝕成果數據,對2011年、2018—2020年不同時段的水土流失面積、強度及其空間分布變化規律進行了分析。在此基礎上,結合研究區水土流失綜合治理實踐經驗,了解水土流失動態變化情況和治理成效,并根據新時代水土保持高質量發展的需要,提出了科學合理的水土流失防治對策。
[中圖分類號] S157.1[文獻標識碼] A[文章編號] 1000-0941(2023)08-0073-04
水土流失一直是長江中上游亟待解決的重大環境問題,不僅使耕地減少、土地退化,進一步加重了山區人地矛盾,還是次生災害如旱災、洪澇、面源污染、河道淤塞等頻發的重要誘因,嚴重影響著流域的糧食安全和生態安全。水土流失狀況與流域社會經濟發展、人民群眾生活水平高度相關,開展水土保持工作,是建設美麗中國必不可少的環節,預防、監督和治理水土流失,已成為流域生態文明建設過程中的難點和痛點[1]。
赤水河是長江上游南岸典型一級支流,流域涉及四川境內的古藺縣、敘永縣和合江縣,屬于全國水土保持一級區劃中的西南巖溶區和西南紫色土區,是國家級水土流失重點治理區。流域內高山林立,峽谷交錯,耕地資源緊張,耕層淺薄,降雨時空分布不均,加之不適當的生產建設項目和耕種方式,令原本脆弱的自然生態承壓重重,水土流失極為嚴重。近年來,赤水河流域四川段水土保持工作日益受到重視,當地開展了多項水土流失治理工作,改善了生態環境,恢復了生態功能,使新增水土流失得到了初步控制。筆者通過對赤水河流域四川段2011、2018、2019和2020年的水土流失面積和土壤侵蝕強度的動態變化情況進行分析,基于動態變化分析結果,結合當地水土流失預防監督和治理相關工作開展情況,為流域內水土流失提供防治對策,并對下一步水土保持工作提出相關建議。
1研究區概況
赤水河流域位于104°45′~106°51′E、27°20′~28°50′N之間。赤水河是長江干流上游右岸一級支流,是四川重要的川南水系之一,發源于云南省鎮雄縣赤水源鎮,流經云南、貴州、四川三省接壤處后,至四川省瀘州市合江縣匯入長江,干流全長436.5 km,全流域面積20 440 km2。本次研究區為赤水河流域四川段,主要包括瀘州市敘永縣、古藺縣、合江縣3個縣級行政區,干流長約229 km,涉及流域面積為8 575 km2 ,占全省面積的1.76%。按所處地質地貌類型劃分,研究流域地處四川盆地南緣與云貴高原的過渡地帶,地勢北低南高,以長江為侵蝕基準面,由南向北逐漸傾斜[2],南側以低、中山為主,北側大部為緩丘、寬谷地貌,最高點為敘永縣羅漢林木魚山1 902 m,最低點為合江鹿角鄉下關村203 m。研究區內喀斯特地貌發育,按全國水土保持一級區劃,古藺縣、敘永縣屬于西南巖溶區,出露的地層以古老海相沉積的各類灰巖、泥巖為主,侵蝕嚴重,形成了溝谷縱橫的復雜地貌類型,屬于烏江赤水河中上游國家級水土流失重點治理區;合江縣屬于西南紫色土區,為川東平行褶皺地帶的延伸部分[4],屬于沱江下游省級水土流失重點治理區。區內土壤以紅壤為主,自然環境良好,森林礦藏資源豐富。北部為亞熱帶季風濕潤氣候區,南部山區立體氣候明顯。
2數據來源與研究方法
赤水河流域四川段2011年土壤侵蝕數據來源于2011年全國水利普查。2018、2019和2020年水土流失數據是基于2017—2020年2 m和16 m分辨率衛星影像進行專題信息提取和野外調查,在水力侵蝕區利用中國土壤流失方程CSLE模型,計算獲取2018、2019和2020年赤水河流域四川段水土流失動態監測土壤侵蝕成果數據,利用軟件進行鑲嵌和裁切并統計結果,得到所需流域的土壤侵蝕各強度等級數據。各個年度的數據基礎、技術路線不完全一致,數據精度存在一定的差異。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。水土流失強度等級根據《土壤侵蝕分類分級標準》(SL 190—2007)判定,包括輕度、中度、強烈、極強烈和劇烈侵蝕。
3結果與分析
3.1不同年份水土流失狀況
研究區不同年份的水土流失面積見表1。2011年水土流失面積為2 399.95 km2,占研究區總面積的23.95%,侵蝕強度等級以輕度和中度為主,占水土流失面積的74.27%,其中合江、敘永和古藺3個縣的水土流失面積分別為546.93、1 094.35和758.67 km2,合江縣侵蝕強度以輕度和中度為主,敘永縣和古藺縣以輕度為主。2018年水土流失面積為2 053.98 km2,占研究區總面積的23.95%,侵蝕強度等級以輕度為主,占水土流失面積的61.18%,合江、敘永和古藺3個縣的水土流失面積分別為319.11、1 046.35和688.52 km2,侵蝕強度均以輕度為主。2019年水土流失面積為2 015.88 km2,占研究區總面積的23.51%,侵蝕強度等級以輕度為主,占水土流失面積的64.45%,合江、敘永和古藺3個縣的水土流失面積分別為320.64、1 019.44和675.8 km2,均以輕度侵蝕為主。2020年水土流失面積為1 991.02 km2,占研究區總面積的23.22%,合江、敘永和古藺3個縣的水土流失面積分別為315.71、1 007.24和668.07 km2,侵蝕強度等級以輕度為主,占水土流失面積的65.27%。
3.2水土流失動態變化特征
3.2.1面積變化特征
研究區的水土流失防治工作初見成效,并呈現穩中向好的局面。圖1為研究區水土流失動態變化特征。由表1及圖1可知,2011年赤水河流域水土流失總面積為2 399.95 km2,2020年減少至1 991.02 km2,面積減少了408.93 km2,降幅為17.04%。其中,中度侵蝕強度減少面積最大,減少了349.18 km2,劇烈侵蝕強度降幅最大,達到了65.96%。2011—2020年,合江、敘永和古藺縣的水土流失面積分別減少了231.22、87.11和90.6 km2,降幅分別為42.28%、7.96%和11.94%,合江縣劇烈侵蝕面積降幅最大,達到了99.04%,敘永縣中度侵蝕面積降幅最大,降幅為58.71%。赤水河流域四川段主要集中在大山中,暴雨集中、強度大,且突發性暴雨發生的幾率較高,加之前期生產建設中水土保持措施布設不到位,亂挖濫采、亂棄土石廢渣現象頻發,極易造成新的人為水土流失。與2011年相比,2020年研究區域內水土流失狀況的改善與當地重視水土保持工作、開展水土流失綜合治理有關。
3.2.2侵蝕強度變化特征
從侵蝕強度等級來看,輕度侵蝕面積呈逐年增加趨勢,2011—2020年年均增幅為1.72%;中度、強烈和極強烈侵蝕面積在2011—2020年呈現逐年減少的趨勢,年均降幅分別為5.91%、3.88%和3.02%;劇烈侵蝕面積在2011—2018年間顯著降低,年均降幅達到了8.64%,在2019年稍有增加,其后呈顯著降低趨勢。綜上表明,土壤侵蝕強度均由中度、強烈、極強烈、劇烈向輕度轉變,這與敘永、古藺、合江3個縣先后實施了以小流域為單元、以坡耕地治理為重點的國家水土保持重點工程,依托生態清潔小流域、坡耕地治理、農業綜合開發等工程,采取坡改梯、生態修復、坡面水系及保土耕作等措施,大力推進落實水土流失綜合治理有關。
從各縣來看,2011—2020年,合江縣輕度侵蝕面積稍有增加,中度、強烈、極強烈和劇烈侵蝕面積呈顯著下降趨勢,其中極強烈、劇烈和中度侵蝕面積降幅超過了50%;敘永縣輕度侵蝕面積呈增加趨勢,中度和強烈侵蝕面積呈下降趨勢,極強烈和劇烈侵蝕面積變化不大;古藺縣輕度侵蝕面積緩慢增加,中度侵蝕面積呈逐年下降趨勢,強烈和極強烈侵蝕面積均呈現出先增加后減少趨勢,劇烈侵蝕面積在2018年明顯下降后變化不大。
3.3空間變化特征
對2011—2020年研究區土壤侵蝕強度空間變化的分析表明,輕度侵蝕面積最大,中度侵蝕面積次之,劇烈侵蝕面積分布最少。2011年,輕度侵蝕面積主要分布在敘永縣和古藺縣,分別占研究區域輕度侵蝕面積的45.81%和36.75%,即研究區的中部和南部;劇烈侵蝕主要集中在合江縣,即研究區的北部,占研究區域劇烈侵蝕面積的55.61%。2018—2020年研究區域內土壤侵蝕各強度等級的面積占比總體處于穩定狀態。同2011年相比,2020年中度、強烈、極強烈和劇烈侵蝕面積均有所降低,輕度侵蝕面積有所增加,增幅為15.44%。就劇烈侵蝕面積而言,敘永縣變化幅度較小,合江縣和古藺縣均呈現降低趨勢,其中合江縣劇烈侵蝕面積由64.81 km2降至0.62 km2,降幅達到99.04%,即劇烈侵蝕區域在研究區域北部急劇收縮。就輕度侵蝕面積而言,合江縣基本保持穩定,敘永縣和古藺縣增幅分別為26.43%和8.17%,即輕度侵蝕區域不斷向研究區中部和南部擴張。
4水土流失防治對策
按照四川省國家級水土保持重點防治區劃分成果,境內赤水河流域屬于烏江赤水河上中游國家級水土流失重點治理區和沱江下游省級水土流失重點治理區,首要任務是維護生態、涵養水源、提高水質。水土保持重點治理工程實施以來,流域內水土流失得到了初步控制,土壤侵蝕強度呈下降趨勢,但是流域內水土流失仍在繼續,水土涵養能力仍然薄弱,盡管近年來在預防監督和綜合治理方面已經開始發力,卻仍存在監測站點缺失、動態監測與防治措施還不相適應的問題。為了更好更快推動新時代水土保持高質量發展,建議在赤水河流域四川境內采取如下對策。
4.1加強預防監督,嚴格項目監管
嚴控人為水土流失一直是赤水河流域四川段綜合防治的重要抓手。重點要加強預防監督,對流域內生產建設項目進行監管。具體而言,一是要認真貫徹執行“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的水土保持方針,嚴格把關水土保持方案審批、水土保持措施落實、水土保持設施自主驗收等程序性問題;二是加強對實施階段的跟蹤檢查,利用遙感監管,結合高頻次現場核查,切實提高各項目事中事后監管力度;三是要嚴格監督執法,對查出的違法違規項目據實依據法律法規給予行政處罰。通過對生產建設項目的監督管理,有效遏制流域內人為新增水土流失,扭轉治理與破壞同時發生的局面。
4.2綜合治理,提升效益
以治理水土流失為契機,積極發展流域內特色產業,推動集約化經營,一直是3個縣實現鄉村振興的重要方式。具體來講,在流域內大量坡度小于15°的坡耕地上,要因地制宜采用各類保土耕作措施,結合當地農耕習慣,調整地面覆蓋率,改變微地形,提高土壤入滲性能,保水保土,從而降低土壤侵蝕強度和面積;對于坡度大于15°的坡耕地,則需要依據流域內自然條件,宜土則土、宜石則石進行坡改梯,并種植豆類等作物培肥土壤,提高經濟效益;對于部分高陡坡地和由于各種原因撂荒的坡溝等未充分利用的土地,人工種植林草;流域內多深丘山地,在山腰地可種植經果林,山頂上則多植具水保功能的喬、灌、草。與此同時,配合沿山溝、蓄水池、溝渠、堰塘、沉沙凼等坡面水系工程,排灌結合,改善流域內坡面水保條件。
4.3提高重點工程質量,形成綜合防治體系
國家水土保持重點治理工程一直是兼顧水土流失綜合治理與經濟發展的典型工程。為了進一步發揮工程的社會、經濟和生態效益,需要提高建設質量,創新管理模式,完善運行制度。一是要優化管理結構,調動群眾參與建設與監管,吸納各方資金;二是要建立并完善關于工程建設期、運行期的跟蹤檢查、監測監理、投入管理以及設施管護等制度,依托制度的保障,進一步加強工程的監管,壓實各方責任,最大化激發重點工程的投資效益,提升流域水土資源利用效率。要依托水土保持重點工程,搭建流域內有效的防治體系,打出防治組合拳,以本地生產生活條件為基礎,結合流域水土保持規劃進行布局。對于局部水土流失嚴重的地塊,落實坡耕地治理、特色經果林種植、保土耕作等措施;在自然生態修復區域,實行封禁育林,利用自然本身修復生態;在生態保護區域,整合涉農資金,將城鄉綠化、土地整理、農田水利等納入水土保持體系,多管齊下,盡力恢復自然生態。
4.4推進水土保持監測和信息化應用
全面的水土保持監測網絡、高效的信息化管理營運平臺是衡量流域內水土保持公共服務水平的重要依據。水土流失地面定位監測站點的正常運行為動態監測提供了重要的模型計算因子數據,是監管的重要支撐點。而精準高效的各類信息化監管服務平臺是實現流域內水土保持信息采集、傳輸、存儲、查詢以及整合利用的硬性基礎。自2018年起,全省開展了全覆蓋水土流失動態監測,水土流失消長分析評價也在持續開展。水土流失動態監測將使監管平臺更精準直接掌握流域內生產建設項目擾動地表情況,以及植被覆蓋度和土地利用變化情況等。目前,赤水河流域四川段3個縣暫無省級水土流失地面定位監測站點,推進并完善監測站點建設,向數據化、模型化、智能化發展是流域內水土保持先行示范建設的重點。
5結論與建議
2011—2020年赤水河流域四川段水土流失面積呈逐年減少趨勢,降幅為17.03%,其中合江縣的水土流失面積減少最多,降幅最大。近年來,流域內3個縣水土流失防治工作初見成效,并呈現穩中向好的局面。2011—2020年,土壤中度侵蝕強度面積縮減最多,減少了349.18 km2,劇烈侵蝕強度面積降幅最大,達到65.96%。2011—2020年,流域內土壤侵蝕強度均由中度、強烈、極強烈、劇烈向輕度轉變,輕度侵蝕面積呈逐年增加趨勢,中度、強烈和極強烈侵蝕強度均呈現出遞減趨勢,其中:合江縣輕度侵蝕面積稍有增加,而中度、極強烈和劇烈侵蝕面積降幅均超過了50%;敘永縣輕度侵蝕面積呈增加趨勢,中度侵蝕面積降幅超過了50%;古藺縣強烈和極強烈侵蝕面積先增加后減少,劇烈侵蝕面積變化不大。
隨著國家水土保持重點工程等的實施,流域監管機構逐漸重視人為水土流失監管,近年來流域內水土流失面積和強度呈現出雙下降的局面。為進一步控制水土流失,提高水土涵養能力,建議繼續加強預防監督力度,因地制宜開展綜合治理,從工程質量上發力,形成綜合防治體系,補上流域內無監測地面站點的短板,推進數字化水保建設。
[參考文獻]
[1] 王平,孫濤.黑龍江省黑土區水土流失動態及成因分析[J].水土保持通報,2013,33(4):8-11.
[2] 瀘州市人民政府地方志辦公室.瀘州年鑒[M].北京:方志出版社,2007:30.
[3] 王瀟,劉漢湖,吳冰.四川境內赤水河流域上中游水土流失時空變化研究[J].河南理工大學學報(自然科學版),2019,38(3):70-80.
[4] 趙巖,王治國,孫保平,等.中國水土保持區劃方案初步研究[J].地理學報,2013,68(3):307-317.
收稿日期: 2022-08-29
第一作者: 陽帆(1995—),女,四川資中人,助理工程師,碩士,研究方向為水土保持生態環境監測、土壤荒漠化修復等。
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(責任編輯楊傲秋)