新疆维吾尔自治区水土保持率远期目标值确定

卢 刚，王 略

(1.新疆维吾尔自治区水土保持生态环境监测总站，新疆 乌鲁木齐 830000； 2.黄河流域水土保持生态环境监测中心，陕西 西安 710021)

2020年3月国家发展改革委印发了《美丽中国建设评估指标体系及实施方案》，将水土保持率纳入美丽中国建设的22项评估指标中。新疆维吾尔自治区作为我国最大的内陆干旱区省份，生态环境脆弱，水土流失类型复杂多样，生态治理恢复难度大。选择新疆维吾尔自治区作为研究区，开展水土保持率远期目标值研究，掌握和解决新疆今后水土保持能干什么、干到什么程度等问题，对于明确新时代新阶段水土保持目标任务、准确评价水土保持工作成效、科学推进水土流失综合防治具有重要意义[1]。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

新疆地处欧亚大陆腹地，远离海洋，干旱少雨，风多风大，是全国水土流失面积最大的省区，土壤侵蚀类型复杂多样，包括风力侵蚀、水力侵蚀、冻融侵蚀等。依据《新疆维吾尔自治区水土保持规划(2018—2030年)》，风力侵蚀是新疆最主要的侵蚀类型，水力侵蚀虽面积不大但破坏性较强，冻融侵蚀主要分布在中、高山地带。根据2019年水土流失动态监测数据成果，新疆水土流失总面积83.98万km2，占国土面积的51.21%，水土保持率为48.79%，水土流失仍是新疆最严重的生态环境问题之一。

新疆土地总面积164万km2。根据2019年水土流失动态监测数据成果，土地利用类型中以裸岩石砾地、沙地、裸土地等为主的其他土地面积最大，面积为79.31万km2，占土地总面积的48.36%；其次为草地，面积56.47万km2，占土地总面积的34.43%；水域及水利设施用地、耕地、林地、建设用地、园地、交通运输用地等6种土地利用类型面积较小，分别占土地总面积的5.77%、5.16%、4.71%、0.87%、0.49%、0.21%。各土地利用类型和土壤侵蚀面积情况见表1。

表1 2019年新疆土地利用、土壤侵蚀情况统计

1.2 基础数据

采用的数据及主要来源：①水土保持区划资料；②土地利用数据；③土壤侵蚀数据；④地形、海拔、降水与风速数据；⑤人为水土流失造成的侵蚀数据；⑥《新疆维吾尔自治区水土保持规划(2018—2030年)》《新疆维吾尔自治区“十四五”水土保持规划》《2019年新疆维吾尔自治区水资源公报》等。其中，②③⑤均来源于全国水土流失动态监测项目2019年新疆维吾尔自治区监测数据。

1.3 概念定义

2019年10月11日，时任水利部部长鄂竟平在全国江河流域水资源管理现场会上首次提出“水土保持率”的概念。根据《水利部水保司关于开展水土保持率远期目标值复核工作的通知》(水保规划便字〔2021〕1号)中的“水土保持率目标确定方法指南”，水土保持率是指区域内水土保持状况良好的面积(非水土流失面积)占国土面积的比例，是反映水土保持总体状况的宏观管理指标，是水土流失预防治理效果和自然禀赋水土保持功能在空间尺度的综合体现。水土保持率远期目标值是指通过水土流失预防和治理，区域内水土保持状况良好的面积(非水土流失面积)占国土面积比例的上限，其反映的是符合自然规律并满足经济社会发展要求下，水土流失预防和治理应当达到的程度。水土保持率远期目标值为计算区域内土壤侵蚀强度轻度以下的现状国土面积上限占区域国土面积的百分比。

1.4 技术路线

本研究以2019年为现状年，2050年为远期目标年，进行新疆维吾尔自治区水土保持率远期目标值研究。区域国土面积包括土壤侵蚀强度轻度以下面积和水土流失面积两部分。在水土流失面积中，确定不需治理的面积和不可完全治理的面积，水土流失面积减去不需治理的面积和不可完全治理的面积，即为可以完全治理面积。国土面积减去不需治理的面积和不可完全治理的面积，即可以完全治理面积与现存土壤侵蚀强度轻度以下面积之和，为水土保持率远期目标值确定时区域内土壤侵蚀强度轻度以下的国土面积上限。计算区域内土壤侵蚀强度轻度以下的国土面积上限，根据水土保持率远期目标值计算方法，最终确定新疆远期目标年的水土保持率远期目标值。

林地、草地、园地等3个土地利用一级类土地利用类型(以下简称“林地等地类”)基于远期植被覆盖度预测成果，依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)进行土壤侵蚀分级，确定现状年水土流失中不可完全治理面积。耕地、建设用地、交通运输用地、水域及水利设施用地、其他土地等5个一级类土地利用类型(以下简称“耕地等地类”)，综合考虑社会经济发展水平，分析各地类水土流失预防和治理潜力，制定研判条件，确定现状年水土流失面积中不需治理与不可完全治理面积，其中：不需治理的水土流失面积为对区域内生产、生活、生态无不利影响或影响较小，无须进行专门治理且难以自然恢复消除的面积[2]；不可完全治理的水土流失面积为对区域生产、生活、生态存在不利影响，需要实施针对性的预防、治理措施，但受自然、经济、技术水平等限制，治理后不能将土壤侵蚀强度完全控制在轻度以下的面积[2]。

2 研究过程

2.1 林地等地类

基于美国国家航空航天局提供的2000—2020年MODIS产品数据MOD13Q1，利用最大合成法，合成全年植被指数NDVI数据，根据式(1)，将NDVI转换为相应的植被覆盖度FVC，分别计算南疆、北疆区域2000—2020年植被覆盖度均值。

FVC=[(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)]k

(1)

式中：FVC为植被覆盖度；NDVI为像元NDVI值；NDVImax、NDVImin分别为区域NDVI最大值、最小值；k为非线性系数。

采用多项式拟合区域植被覆盖度均值和年际间关系，预测2050年南疆、北疆植被覆盖度，依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)进行土壤侵蚀分级，确定水土流失面积中不可完全治理面积。

2.2 耕地等地类

将耕地等地类按水力侵蚀区、风力侵蚀区分别制定研判条件，确定水土流失面积中不需治理面积和不可完全治理面积。

2.2.1 河湖库塘、沼泽地、冰川及永久积雪、裸岩石砾地、其他交通用地等

河湖库塘、沼泽地、冰川及永久积雪、裸岩石砾地、其他交通用地等土地利用类型无水土流失面积，为区域内现存的土壤侵蚀强度轻度以下的国土面积。对于此类土地利用地类无需再进行研判，直接计入远期目标年土壤侵蚀强度轻度以下的国土面积。

2.2.2 水浇地

在水力侵蚀区，水浇地的水力侵蚀面积经过治理后，可全部转为微度侵蚀。在风力侵蚀区，年均降水量大于150 mm的水浇地(查询新疆多年平均降水量等值线图及各县历年平均降水量资料)，通过实施农田防护措施、改进农业种植技术等，轻度侵蚀面积为可完全治理面积；其他的水浇地地理位置特殊、气候干燥、降水少、蒸发强烈，受水资源限制，无法实施农田防护等措施，同时根据《2020年度水土流失动态监测技术指南》，影响风力侵蚀的主要因素为风速、地表粗糙度、表土湿度等，这些因素很难改变，因此均为不需治理面积。

2.2.3 旱地、裸土地、人为水土流失地块、农村道路

(1)旱地。考虑降水、地形、经济效益等综合因素限制，将现状年坡度大于15°的旱地水土流失面积确定为远期目标年水土流失面积，即不可完全治理面积，其余均为可以完全治理面积。

(2)裸土地。绿洲内坡度小于8°的裸土地水土流失面积计为可完全治理面积，其余均为不需治理面积。

(3)人为水土流失地块。人为水土流失主要存在于生产建设项目实施阶段。区域内的人为水土流失总量随项目的新增和完工此消彼长，故将现状年人为水土流失地块水土流失面积计为远期目标年水土流失面积，为不可完全治理面积。

(4)农村道路。农村道路受农村居民生产生活活动影响强烈，故将现状年农村道路水土流失面积的85%计为不可完全治理面积。

2.2.4 城镇建设用地、农村建设用地、其他建设用地

城镇建设用地、农村建设用地、其他建设用地的水土流失面积通过治理后，可全部转为微度侵蚀，即为可以完全治理面积。

2.2.5 盐碱地、沙地

(1)盐碱地。新疆盐碱地根据含盐量分为轻度盐碱地和中度及以上盐碱地。除伊犁河谷、阿勒泰地区、塔城地区的土壤盐碱化程度较低外，其余地区的土壤盐碱化程度均较高，其中以天山南麓、塔里木盆地西部各灌区最为严重。轻度盐碱地有作物、植被生长，已计入耕地、草地等土地利用类型中，中度及以上盐碱地面积均划入不需治理面积。

(2)沙地。新疆涉及塔克拉玛干、古尔班通古特、库姆塔格沙地，为轻度及以上风力侵蚀面积，除因城市建设发展转为可完全治理面积外，其余均计入不需治理面积。

综上，水力侵蚀区、风力侵蚀区各土地利用类型研判条件详见表2。

表2 水力侵蚀区、风力侵蚀区各土地利用类型研判条件

3 研究结果

3.1 林地等地类

基于2000—2020年植被覆盖度情况，拟合植被覆盖度与年际变化趋势，如图1、2，预测2050年北疆植被覆盖度为39.15%，南疆植被覆盖度为24.98%。依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)进行土壤侵蚀分类计算，得到园地、林地、草地不可完全治理面积为25.72万km2。

图1 2000—2020年北疆植被覆盖度变化趋势

3.2 耕地等地类

不需治理面积由水浇地、盐碱地、沙地、裸土地面积组成，面积分别为3.78万、5.41万、31.41万、13.13万km2。

图2 2000—2020年南疆植被覆盖度变化趋势

不可完全治理面积由林地、草地、园地、旱地、人为水土流失地块、农村道路面积组成，其中：林地、草地、园地面积为25.72万km2，旱地面积为18.23 km2，人为水土流失地块面积为1 581.24 km2，农村道路面积为15.10 km2。

综上所述，新疆维吾尔自治区土地面积164万km2，不需治理的水土流失面积为53.73万km2，不可完全治理面积为25.88万km2，通过水土保持率远期目标值计算公式，2050年新疆维吾尔自治区水土保持率远期目标值为51.45%，即：为满足生态文明和美丽中国建设要求，综合考虑社会经济条件因素，通过水土保持预防和治理(现存土壤侵蚀强度轻度以下面积80.02万km2)，到2050年应增加4.37万km2，即土壤侵蚀强度轻度以下面积上限达到84.39万km2。

4 结论与讨论

(1)通过水土保持预防和治理，新疆可以完全治理面积为4.37万km2，其中园地、林地、草地面积4.14万km2，占比94.74%；水浇地、旱地、农村道路、沙地、裸土地等面积0.23万km2，占比5.26%。到2050年，植被为自治区水土保持预防和治理的重点对象。

(2)基于2000—2020年MODIS产品数据MOD13Q1合成NDVI数据，预测2050年北疆植被覆盖度为39.15%，南疆植被覆盖度为24.98%。结合自治区目前植被覆盖度情况、降雨数据、南北疆自然条件差异，植被覆盖度预测的结果符合认知，合理可信。

(3)现状年水土流失面积调查存在高覆盖园、林、草地有风力侵蚀面积、小于等于2°耕地有水力侵蚀面积等情况，后期工作过程中，应通过实地调查的方式确定这些地块实际的侵蚀情况，对于实际没有侵蚀的面积不应作为可以完全治理面积。

(4)可进一步开展新疆各县市水土流失现场调查，了解自治区各县市水土流失现状、治理现状、治理潜力等，进一步修正、细化研判条件。如调查风蚀区水浇地有实施农田防护林、格网、冬季灌水压碱、冬季雪覆盖等措施或种植多年生农作物等条件时，应进一步细化研判条件，将此部分面积从不需治理面积变为可以完全治理面积。