县级水土保持规划中生态清洁小流域分类研究

汪发勇++蔡雄飞++张琦++白建军

摘要：以贵州省修文县自然地理和社会经济数据为基础，通过地理信息系统等手段，探讨县级水土保持规划中生态清洁小流域的分类问题，提出了由小流域地形地貌类型、水资源功能定位、人类活动强度组成的县域生态清洁小流域三级分类系统。采用三级分类系统将修文县83个小流域级分为10个类型，分为山地水源低、中强度类，山地非水源低、中、高强度类，丘陵水源低、中强度类，丘陵非水源低、中、高强度类等10个类型。并在分类的基础上提出各类型生态清洁小流域建设目标及方向，旨在为县域生态清洁小流域的建设提供参考。

关键词：水土保持规划；生态清洁小流域；分类研究；修文县

中图分类号：S157 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）24-6436-06

生态清洁小流域是在传统小流域综合治理的基础上，将水资源保护、水污染防治以及固体垃圾收集处理等相结合的一种新型流域治理模式[1]。其建设以水源保护为主要目标，强调对资源的合理利用和保护，以服务新农村建设和区域经济社会可持续发展为主[2]。2003年以来，中国先后在北京市、浙江省等地区开展了生态清洁小流域的实践与探索，并取得明显成效[3-8]，在全国范围内推广已成必然趋势。因自然、社会经济特征的差异，不同区域生态清洁小流域建设的目标和采取的措施会有所不同，对生态清洁小流域展开分类分级研究很有必要[9]。本研究以贵州省修文县为研究区，针对未来县域范围内生态清洁小流域建设发展需要，对县域生态清洁小流域分类进行探讨，以期为科学指导西南岩溶山区县域生态清洁小流域建设提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

修文县地处贵州省中部、贵阳市西北部，位于东经106°22′～106°53′、北纬26°45′～27°12′之间，总面积1 075.7 km2。县内岩溶地貌发育，地势中东部较高，西北部较低，海拔在666～1 610 m之间，平均海拔1 270.4 m。亚热带温热湿润气候，年平均气温12.6 ℃，年平均降水量1 235.2 mm，年平均日照1 324.9 h，全年无霜期266 d。境内主要河流有乌江（即六广河）及其支流猫跳河，属长江流域乌江水系的上游段。喀斯特面积占全县国土面积的82.50%，石漠化面积占21.14%，水土流失面积占29.68%。

1.2 数据与方法

1.2.1 数据 本研究数据来源于修文县1∶5万地形图、修文县综合农业区划、修文县水资源报告、修文县“十三五”规划、修文县2013年土地利用现状数据。

1.2.2 小流域划分 以修文县1∶5万地形图（校正处理）作为工作底图，勾划修文县小流域，共划分83个小流域，将其编号为1-83（图1）。

1.2.3 分类方法 小流域分类采用定性与定量分类相结合的方法进行分类。采用层次聚类word算法进行聚类，用SPSS软件进行聚类分析，对聚类分析结果自动生成谱系树状图[10]。

1.3 分类指标体系

小流域分类体系的建立以指导生态清洁小流域建设为目的，根据影响生态清洁小流域建设目标、措施设计的因子重要性程度不同来确立。

1.3.1 一级分类——地形地貌特征分类 不同的水土流失背景导致不同小流域水土流失情况千差万别，针对小流域治理的目标和途径各不相同[11]。影响流域水土流失差异的主要因素包括地形地貌、气候、地质构造、土壤、植被及人为活动[12]。修文县县域范围的各小流域所处气候带相同，地质构造差异也较小。而境内由于六广河的深切，地形地貌起伏较大，是影响小流域水土流失差异性的关键因素。所以，以流域、地形地貌特征对小流域进行一级分类。

1.3.2 二级分类——水资源功能定位分类 生态清洁小流域治理理念来源于解决水源保护的迫切需要[13]。流域水资源功能定位直接影响了生态清洁小流域建设目标的确定。据此，将小流域所处区域水资源功能定位作为二级分类依据进行分类。

根据流域所处区域水资源功能定位不同，将研究区小流域类型分为两类：第一类为饮用水源型，流域内水资源作为饮用水或灌溉用水；第二类为非水源型。

1.3.3 三级分类——人类活动强度分类 各流域间人类活动强度的差异性是导致流域内水土流失差异的又一主要因素。同时，人类活动也是导致流域内面源污染、河流富营养化、生活垃圾污染增多的主要原因，因此，以人类活动强度的相似性作为分类依据进行三级分类。

人类活动是人类为满足自身的生存和发展而对自然环境所采取的各种开发、利用和保护等行为的总称[14]，土地利用是人类经济社会活动作用于陆地表层资源和自然环境的综合反应[15]。因此，以修文县第二次全国土地调查2013年变更调查数据库为基础，在变更调查数据库基础上，参考《土地利用现状分类》（GB/T 21010-2007）标准，将地类合并为农用地、建设用地及其他用地三大类，通过流域内建设用地占地比例、农用地占地比例以及其他用地占地比例来表达人类活动强度，以此3个指标对小流域进行综合分类。

2 结果与分析

2.1 一级分类类型

根据修文县地貌类型图分析83个小流域的主要地形地貌特征，可将83个小流域分为两类地貌类型。其中丘陵小流域51个，山地小流域32个（表1）。

2.2 二级分類类型

根据修文县水资源利用现状及修文县水利发展“十三五”规划，修文县83个小流域中共16个小流域有集中饮用水源功能（表2）。

2.3 三级分类类型

通过流域内建设用地、农用地以及其他用地占地比例等3个指标（表3）对小流域进行综合分类。根据聚类分析树状图（图2），将83个小流域分为7类（表4、图3）。

第一类小流域建设用地占所在流域总面积比例低于7%，农用地占地比例在41%～48%，其他用地占比在45%左右，综合判定流域人类活动与其他几类相比属于人类活动中度强度流域。

第二类小流域建设用地占所在流域总面积比例在20%左右，农用地占地比例在40%左右，其他用地占比低于50%，流域内农用地占比较低，建设用地占比较高，结合野外调研验证，小流域多位于修文县县城及重要城镇所在地，属于人类活动高强度流域。

第三类小流域建设用地占所在流域总面积比例低于7%，农用地占地比例低于40%，其他用地占比在60%左右，野外调查表明这类小流域多远离城镇，属于人类活动低强度流域。

第四类小流域建设用地占所在流域总面积比例低于5%，农用地占地比例低于30%，其他用地占比在70%左右，对应该类流域所在区域地形地貌分析，该类小流域位于修文县猫跳河河谷地带，地形坡度大，可利用土地少，属于人类活动低强度流域。

第五类小流域建设用地占所在流域总面积比例低于7%，农用地占地比例在70%左右，其他用地占比低于30%，该类流域建设用地占比较低，农业用地占比较高，对应该类流域所在区域地形地貌分析，该类小流域位于修文县山间平坝区域，是典型的农业生产流域，属于人类活动高强度流域。

第六类小流域建设用地占所在流域总面积比例低于7%，农用地占地比例在55%左右，其他用地占比在40%左右，该类流域与第一类相比建设用地占比相近，农用地占地比例略高，属于人类活动中度强度流域。

第七类小流域建设用地占所在流域总面积比例低于10%，农用地占地比例在50%左右，其他用地占比在40%左右，该类流域人类活动与第六类相差不大，属于人类活动中度强度流域。

从修文县人类活动强度分布看，高强度人类活动主要分布在县城及主要乡镇城镇所在地，该类地区人口密度大，是人口主要聚集地，人类活动强度属于县域内最强的区域；中强度人类活动流域在县域范围内分布最广，占比最多，主要分布于修文县城镇郊区及农村地区，是主要的农业生产活动区域，低强度人类活动流域主要分布在县域内山地地区，且又主要分布于修文县西部猫跳河、鸭池河沿岸河流深切、溶蚀强烈、山高坡陡的崎岖山地，该类小流域地形起伏大，人类活动强度相对较弱。

2.4 生态清洁小流域分类类型

2.4.1 分类结果 以区域地貌类型、水资源功能定位以及人类活动强度对修文县生态清洁小流域建设进行三级综合分类，将修文县83个小流域划分为10类小流域（表5、图4）。

2.4.1 分类建设方向建议 第一类：山地水源中强度类。该类流域主要分布于城镇周边，交通环境较好，在生态清洁小流域建设中应以水源保护为中心，围绕农村污水处理、生活垃圾处置及坡耕地治理，在流域水环境承载能力基础上发展特色经果及蔬菜基地等绿色产业。

第二类：山地水源低强度类。该类流域林草覆盖率高，自然环境较好，在生态清洁小流域建设中应以水源保护为中心，以封禁保护为主要途径，对农村生活垃圾及集中居民点农村污水进行处理，坡耕地治理以退耕还经果林为主，发展果园经济，建设和谐宜居新农村。

第三类：山地非水源高强度类。该类流域由于旅游业发展，人类活动强度高。在生态清洁小流域建设中应根据流域水环境功能，研究流域水环境适宜承载规模，加强水土保持造林，农村污水处理、生活垃圾处理，湿地建设及沟（河）道清理整治，建设可持续休闲观光产业。

第四类：山地非水源中强度类。该类流域分布较广。在生态清洁小流域建设中应以建设和谐宜居为目的，对农村生活垃圾、集中居民点污水进行处理，加强坡耕地治理，适宜发展特色经果及蔬菜基地等绿色产业。

第五类：山地非水源低强度类。该类流域主要分布于河流切割强烈的崎岖山地，地形起伏大，人类活动强度相对较弱。在生态清洁小流域建设中应以建设和谐宜居为目的，加强流域内坡耕地治理、林地的封禁保护、农村生活垃圾处置，农村污水处理以改厕为主。

第六类：丘陵水源中强度类。该类流域在生态清洁小流域建设中应以水源保护为中心，实施传统小流域综合治理工程，蓄水保土，涵养水源，污水处理结合集中式污水处理模式与接入市政管网模式，加强生活垃圾处置，在集中取水点上游通过保护和恢复沟道生态湿地，形成自然水体净化系统。

第七类：丘陵水源低强度类。在生态清洁小流域建设中应以水源保护为中心，实施传统小流域综合治理工程，蓄水保土，涵养水源，加强流域内25°以上坡耕地的退耕还林及林地的封禁治理，污水处理结合分散式及集中式污水处理模式，加强生活垃圾处置，在集中取水点上游通过保护和恢复沟道生态湿地，形成自然水体净化系统。

第八类：丘陵非水源高强度类。该类流域主要分布在县城及主要乡镇城镇所在地，该类地区人口密度大，在生态清洁小流域建设中应以和谐宜居为中心，围绕污水处理及生活垃圾处置。污水处理以接入市政污水管网模式为主，加强分散居民户的改厕，实施垃圾无害化处理，同时加强流域内护岸、护坡工程，保护周边生产生活设施安全，护岸、护坡工程采取植物与工程相结合的生态防护技术。

第九类：丘陵非水源中强度类。该类流域主要分布在城镇周边，流域内耕地面积较广，交通环境较好，在生态清洁小流域建设中应以建设绿色产业及和谐宜居相结合，实施传统小流域综合治理工程，加强坡改梯及高标准农田建设，流域内污水处理以分散处理为主，粪污经处理后直接用于肥田肥土，实现粪污无害化与资源化。

第十类：丘陵非水源低强度类。该类流域主要分布在乡镇交界，人类活动强度弱，自然环境好。在生态清洁小流域建設中以建设休闲观光农业为目的，以封禁保护为主要措施，加强流域内改厕及生活垃圾处置，建设自然、恬静的乡村观光环境。

4 结论

采用三级分类系统，分别以流域地形地貌特征、水功能情况与人类活动强度对小流域进行三级分类，将修文县83个小流域分为10类，分别为山地水源中强度类、山地水源低强度类、山地非水源高强度类、山地非水源中强度类、山地非水源低强度类、丘陵水源中强度类、丘陵水源低强度类、丘陵非水源高强度类、丘陵非水源中强度类和丘陵非水源低强度类。在分类的基础上，提出各类型生态清洁小流域建设目标及方向。

通过对修文县小流域进行三级分类，分类结果较客观反映了小流域的基本情况，为制定下一步建设生态清洁小流域建设目标及方向提供了依据。修文县属于典型的西南岩溶山区，本研究分类系统对指导西南岩溶山区县域生态清洁小流域建设规划有一定的通用性。

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