2011—2021年黑龍江省水土流失變化特征

周 寧,孫和強,李 超,劉鳳飛,史彥林,張 凱,樊 華

(1.黑龍江省水利科學研究院,黑龍江 哈爾濱 150070; 2.黑龍江省水利學會,黑龍江 哈爾濱 150070;3.黑龍江省水土保持重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150070)

黑龍江省自2011年第一次水利普查、2012年水土保持專項成果發(fā)布后,至2017年一直保持靜態(tài)管理。自2018年起,黑龍江省水利廳按照水利部安排部署,根據(jù)《黑龍江省水土保持規(guī)劃(2015—2030年)》《黑龍江省水土流失動態(tài)監(jiān)測規(guī)劃(2018—2022年)》,開展了水土流失動態(tài)監(jiān)測工作,并通過黑龍江省水土保持公報,及時公告省域年度水土流失面積和強度變化狀況,為統(tǒng)籌推進全省水土流失綜合防治工作提供了動態(tài)數(shù)據(jù)支撐。基于以上成果數(shù)據(jù),分析2011—2021年全省及各行政區(qū)、三級水土保持分區(qū)土壤侵蝕及水土保持率變化情況,以期為全省水土保持科學決策、精準監(jiān)管提供科學依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源

從2012年水土保持專項成果、2018—2021年歷年黑龍江省水土保持公報中,選取2011年、2018—2021年黑龍江省128個縣(市、區(qū))的水力、風力侵蝕數(shù)據(jù)。

2 統(tǒng)計指標

水土保持率[1]是反映水土保持總體狀況的宏觀管理指標,是水土流失預防治理成效和自然稟賦水土保持功能在空間尺度上的綜合體現(xiàn)。將區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕強度輕度以下的非水土流失面積與區(qū)域總面積的比值作為水土保持率。黑龍江省水土保持區(qū)劃涉及8個三級區(qū),分別為大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)、小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護保土區(qū)、三江興凱平原生態(tài)維護農(nóng)田防護區(qū)、東南部山地水源涵養(yǎng)減災區(qū)、東南部山地丘陵水質(zhì)維護保土區(qū)、中部漫川漫崗土壤保持區(qū)、西部平原防沙農(nóng)田防護區(qū)和西部低山丘陵土壤保持區(qū)。黑龍江省水力侵蝕覆蓋全省128個縣(市、區(qū)),風力侵蝕主要涉及齊齊哈爾、大慶2個市的18個縣(區(qū)),水力與風力侵蝕面積比約為9∶1,并呈年際小幅波動,因此本研究主要分析水力侵蝕引起的水土流失變化特征,若有其他侵蝕方式,會指明。將研究期2011—2021年變化定義為總體變化,將研究期2018—2021年變化定義為動態(tài)變化。

3 結(jié)果與分析

3.1 全省及各行政區(qū)土壤侵蝕變化

3.1.1 總體變化

1)2011—2021年黑龍江省土壤侵蝕強度及面積見表1,期間黑龍江省水土流失面積減少8 787.81 km2,減幅達10.72%,其中輕度侵蝕面積增加20 046.06 km2,增幅達49.55%,其余侵蝕面積均減少,且減幅均達63.00%以上。可見,多年來黑龍江省水土流失狀況總體上得到改善,土壤侵蝕已實現(xiàn)由高強度向低強度的轉(zhuǎn)變,并形成了以輕度侵蝕為主的水土流失格局。

表1 2011—2021年黑龍江省土壤侵蝕強度及面積

2)2011—2021年風力侵蝕面積年際變化見表2,期間風力侵蝕面積減少695.03 km2,減幅達8.00%,風力侵蝕面積線性遞減趨勢明顯(R2=0.96);2018—2021年,風力侵蝕面積減少403.39 km2,減幅達4.80%。

表2 2011—2021年風力侵蝕面積年際變化

3.1.2 動態(tài)變化

1)表1表明:2018—2021年,全省輕度侵蝕面積先增大后減小,其占水土流失總面積的比例呈線性增大(R2=0.84),中度、強烈、極強烈和劇烈侵蝕面積均逐年減小,其占水土流失總面積的比例呈線性減小(R2分別為0.95、0.82、0.78和0.79)。

2)2018—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例見表3,期間大慶、牡丹江、七臺河、鶴崗和大興安嶺等5個市(地區(qū))水土流失面積占全省水土流失面積的比例總體呈下降趨勢,雞西市總體無變化,其他7個市總體呈上升趨勢;各年黑河市占比均最大、大興安嶺地區(qū)占比均最小;總體上,全省水土流失集中分布在黑河、齊齊哈爾、哈爾濱、大慶、牡丹江和綏化6個市,其水土流失面積之和各年均占全省水土流失面積的80%以上,分別為80.83%、80.88%、80.92%、80.90%。

表3 2018—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例

3.2 各水土保持分區(qū)土壤侵蝕變化

3.2.1 總體變化

2011—2021年黑龍江省各水土保持分區(qū)土壤侵蝕強度及面積,見表4。由表4可知:①2021年較2011年,除了西部平原防沙農(nóng)田防護區(qū)各級侵蝕強度面積均減少,其他7個分區(qū)輕度侵蝕面積均增加,中度及其以上侵蝕強度面積均減少。②2011、2021年各分區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例中,中部漫川漫崗土壤保持區(qū)占比均最大,分別為48.83%和49.80%,與其他7個分區(qū)占比之和相當;大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)占比均最小,分別為0.17%和0.39%。③各分區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例中,中部漫川漫崗土壤保持區(qū)、西部低山丘陵土壤保持區(qū)、東南部山地水源涵養(yǎng)減災區(qū)和大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)占比均增加,其他4個分區(qū)占比均減少。

表4 2011—2021年黑龍江省各水土保持分區(qū)土壤侵蝕強度及面積

3.2.2 動態(tài)變化

由表4知:2018—2021年,各分區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積比例的排序維持不變,仍是中部漫川漫崗土壤保持區(qū)占比最大、大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)占比最小。輕度侵蝕面積除大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)、東南部山地丘陵水質(zhì)維護保土區(qū)、東南部山地水源涵養(yǎng)減災區(qū)是增加的外,其余5個分區(qū)均稍有下降;其余強度侵蝕面積整體呈下降趨勢。

3.3 各行政區(qū)水土保持率變化

3.3.1 總體變化

2011—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土保持率變化見表5,期間黑龍江省水土保持率增長1.99個百分點,13個市(地區(qū))中6個市水土保持率增長量超過全省水平,其中雙鴨山市增長量最大,為3.90個百分點;雞西、七臺河和大興安嶺3個市(地區(qū))水土保持率出現(xiàn)負增長,其中七臺河市負增長量最大,為4.11個百分點。

表5 2011—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土保持率變化

3.3.2 動態(tài)變化

表5表明:2018—2021年,雞西、鶴崗、伊春、佳木斯和大興安嶺5個市(地區(qū))歷年水土保持率均高于全省水平,大慶市水土保持率歷年均為全省最低;13個市(地區(qū))中大慶市水土保持率增長量最大,為1.77個百分點,大興安嶺地區(qū)增長量最小,為0.05個百分點;黑龍江省水土保持率呈顯著線性增長(R2=0.99),全省水土保持率年均增長量為0.18個百分點。

3.4 各水土保持分區(qū)水土保持率變化

3.4.1 總體變化

2011—2021年各水土保持分區(qū)水土保持率見表6,期間除大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)水土保持率下降0.33個百分點外,其他7個分區(qū)水土保持率均有增長,其中西部平原防沙農(nóng)田防護區(qū)增長最快,為4.03個百分點,西部低山丘陵土壤保持區(qū)增長最慢,為0.34個百分點。

表6 2011—2021年各水土保持分區(qū)水土保持率

3.4.2 動態(tài)期變化

表6表明:2018—2021年,黑龍江省8個水土保持分區(qū)水土保持率均有增長,其中西部平原防沙農(nóng)田防護區(qū)增長量最大,為1.53個百分點,大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)增長量最小,為0.05個百分點。大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)、小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護保土區(qū)和三江興凱平原生態(tài)維護農(nóng)田防護區(qū)歷年水土保持率均遠高于全省水平,契合了3個分區(qū)“生態(tài)維護”的水土保持主導基礎功能定位;其余5個水土保持分區(qū)水土保持率均低于全省水平,與其以糧食生產(chǎn)、牧業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)為主的社會經(jīng)濟功能定位有關,研究[2]表明,投入以上分區(qū)的水土流失治理資金明顯高于其他3個分區(qū),一定程度上保障了其水土保持率的持續(xù)提升。在水土保持區(qū)劃層面,黑龍江省水土保持率呈現(xiàn)“一帶一片高、東西中片低”的分布特征,其中“一帶”指大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)和小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護保土區(qū),“一片”指三江興凱平原生態(tài)維護農(nóng)田防護區(qū),“東片”指東南部山地丘陵水質(zhì)維護保土區(qū)和東南部山地水源涵養(yǎng)減災區(qū),“西片”指西部低山丘陵土壤保持區(qū)和西部平原防沙農(nóng)田防護區(qū),“中片”指中部漫川漫崗土壤保持區(qū)。

4 結(jié)論

1)2011—2021年,黑龍江省土壤侵蝕強度由高向低轉(zhuǎn)變,水土流失面積遞減趨勢明顯,總體減少8 787.81 km2,減幅達10.72%;水土流失面積80%以上分布在黑河、齊齊哈爾、哈爾濱、大慶、牡丹江和綏化6個市,近50%分布在中部漫川漫崗土壤保持區(qū);2011—2021年,風力侵蝕面積線性遞減趨勢明顯,總體減少695.03 km2,減幅達8.00%,風力侵蝕主要分布在齊齊哈爾市和大慶市。

2)2011—2021年,黑龍江省水土保持率整體增長1.99個百分點,其中雙鴨山市增長量最大,為3.90個百分點,七臺河市負增長量最大,為4.11個百分點;除大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)水土保持率下降0.33個百分點外,其他7個分區(qū)水土保持率均有增長。2018—2021年,黑龍江省水土保持率呈顯著線性增長(R2=0.99),年均增長量為0.18個百分點,其中大慶市水土保持率增長量最大,為1.77個百分點,大興安嶺地區(qū)增長量最小,為0.05個百分點;8個水土保持分區(qū)水土保持率均有增長,其中西部平原防沙農(nóng)田防護區(qū)增長量最大,為1.53個百分點,大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)增長量最小,為0.05個百分點。

3)本研究分析了黑龍江省水土流失總體變化特征及動態(tài)變化特征,可為下一步分區(qū)施策、合理布局、多措并舉開展水土流失綜合防治提供技術支撐。在水土保持區(qū)劃層面,黑龍江省水土保持率呈現(xiàn)出的“一帶一片高、東西中片低”的分布特征,為立足水土保持主導基礎功能和社會經(jīng)濟功能定位的區(qū)域水土保持生態(tài)建設,以及打造少行政區(qū)劃束縛、多生態(tài)要素統(tǒng)籌的大尺度空間上的水土流失綜合治理模式提供參考。