阳帆 张兰萍 文海东 杨玉婷 姚洋 廖睿智
[关键词] 水土流失;动态变化;防治对策;赤水河流域
[摘要]以赤水河流域四川段3个县为研究区,基于2011年全国水利普查数据、2018—2020年四川省水土流失动态监测土壤侵蚀成果数据,对2011年、2018—2020年不同时段的水土流失面积、强度及其空间分布变化规律进行了分析。在此基础上,结合研究区水土流失综合治理实践经验,了解水土流失动态变化情况和治理成效,并根据新时代水土保持高质量发展的需要,提出了科学合理的水土流失防治对策。
[中图分类号] S157.1[文献标识码] A[文章编号] 1000-0941(2023)08-0073-04
水土流失一直是长江中上游亟待解决的重大环境问题,不仅使耕地减少、土地退化,进一步加重了山区人地矛盾,还是次生灾害如旱灾、洪涝、面源污染、河道淤塞等频发的重要诱因,严重影响着流域的粮食安全和生态安全。水土流失状况与流域社会经济发展、人民群众生活水平高度相关,开展水土保持工作,是建设美丽中国必不可少的环节,预防、监督和治理水土流失,已成为流域生态文明建设过程中的难点和痛点[1]。
赤水河是长江上游南岸典型一级支流,流域涉及四川境内的古蔺县、叙永县和合江县,属于全国水土保持一级区划中的西南岩溶区和西南紫色土区,是国家级水土流失重点治理区。流域内高山林立,峡谷交错,耕地资源紧张,耕层浅薄,降雨时空分布不均,加之不适当的生产建设项目和耕种方式,令原本脆弱的自然生态承压重重,水土流失极为严重。近年来,赤水河流域四川段水土保持工作日益受到重视,当地开展了多项水土流失治理工作,改善了生态环境,恢复了生态功能,使新增水土流失得到了初步控制。笔者通过对赤水河流域四川段2011、2018、2019和2020年的水土流失面积和土壤侵蚀强度的动态变化情况进行分析,基于动态变化分析结果,结合当地水土流失预防监督和治理相关工作开展情况,为流域内水土流失提供防治对策,并对下一步水土保持工作提出相关建议。
1研究区概况
赤水河流域位于104°45′~106°51′E、27°20′~28°50′N之间。赤水河是长江干流上游右岸一级支流,是四川重要的川南水系之一,发源于云南省镇雄县赤水源镇,流经云南、贵州、四川三省接壤处后,至四川省泸州市合江县汇入长江,干流全长436.5 km,全流域面积20 440 km2。本次研究区为赤水河流域四川段,主要包括泸州市叙永县、古蔺县、合江县3个县级行政区,干流长约229 km,涉及流域面积为8 575 km2 ,占全省面积的1.76%。按所处地质地貌类型划分,研究流域地处四川盆地南缘与云贵高原的过渡地带,地势北低南高,以长江为侵蚀基准面,由南向北逐渐倾斜[2],南侧以低、中山为主,北侧大部为缓丘、宽谷地貌,最高点为叙永县罗汉林木鱼山1 902 m,最低点为合江鹿角乡下关村203 m。研究区内喀斯特地貌发育,按全国水土保持一级区划,古蔺县、叙永县属于西南岩溶区,出露的地层以古老海相沉积的各类灰岩、泥岩为主,侵蚀严重,形成了沟谷纵横的复杂地貌类型,属于乌江赤水河中上游国家级水土流失重点治理区;合江县属于西南紫色土区,为川东平行褶皱地带的延伸部分[4],属于沱江下游省级水土流失重点治理区。区内土壤以红壤为主,自然环境良好,森林矿藏资源丰富。北部为亚热带季风湿润气候区,南部山区立体气候明显。
2数据来源与研究方法
赤水河流域四川段2011年土壤侵蚀数据来源于2011年全国水利普查。2018、2019和2020年水土流失数据是基于2017—2020年2 m和16 m分辨率卫星影像进行专题信息提取和野外调查,在水力侵蚀区利用中国土壤流失方程CSLE模型,计算获取2018、2019和2020年赤水河流域四川段水土流失动态监测土壤侵蚀成果数据,利用软件进行镶嵌和裁切并统计结果,得到所需流域的土壤侵蚀各强度等级数据。各个年度的数据基础、技术路线不完全一致,数据精度存在一定的差异。本文中的水土流失面积特指水力侵蚀面积和风力侵蚀面积之和,不包含冻融侵蚀。水土流失强度等级根据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)判定,包括轻度、中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀。
3结果与分析
3.1不同年份水土流失状况
研究区不同年份的水土流失面积见表1。2011年水土流失面积为2 399.95 km2,占研究区总面积的23.95%,侵蚀强度等级以轻度和中度为主,占水土流失面积的74.27%,其中合江、叙永和古蔺3个县的水土流失面积分别为546.93、1 094.35和758.67 km2,合江县侵蚀强度以轻度和中度为主,叙永县和古蔺县以轻度为主。2018年水土流失面积为2 053.98 km2,占研究区总面积的23.95%,侵蚀强度等级以轻度为主,占水土流失面积的61.18%,合江、叙永和古蔺3个县的水土流失面积分别为319.11、1 046.35和688.52 km2,侵蚀强度均以轻度为主。2019年水土流失面积为2 015.88 km2,占研究区总面积的23.51%,侵蚀强度等级以轻度为主,占水土流失面积的64.45%,合江、叙永和古蔺3个县的水土流失面积分别为320.64、1 019.44和675.8 km2,均以轻度侵蚀为主。2020年水土流失面积为1 991.02 km2,占研究区总面积的23.22%,合江、叙永和古蔺3个县的水土流失面积分别为315.71、1 007.24和668.07 km2,侵蚀强度等级以轻度为主,占水土流失面积的65.27%。
3.2水土流失动态变化特征
3.2.1面积变化特征
研究区的水土流失防治工作初见成效,并呈现稳中向好的局面。图1为研究区水土流失动态变化特征。由表1及图1可知,2011年赤水河流域水土流失总面积为2 399.95 km2,2020年减少至1 991.02 km2,面积减少了408.93 km2,降幅为17.04%。其中,中度侵蚀强度减少面积最大,减少了349.18 km2,剧烈侵蚀强度降幅最大,达到了65.96%。2011—2020年,合江、叙永和古蔺县的水土流失面积分别减少了231.22、87.11和90.6 km2,降幅分别为42.28%、7.96%和11.94%,合江县剧烈侵蚀面积降幅最大,达到了99.04%,叙永县中度侵蚀面积降幅最大,降幅为58.71%。赤水河流域四川段主要集中在大山中,暴雨集中、强度大,且突发性暴雨发生的几率较高,加之前期生产建设中水土保持措施布设不到位,乱挖滥采、乱弃土石废渣现象频发,极易造成新的人为水土流失。与2011年相比,2020年研究區域内水土流失状况的改善与当地重视水土保持工作、开展水土流失综合治理有关。
3.2.2侵蚀强度变化特征
从侵蚀强度等级来看,轻度侵蚀面积呈逐年增加趋势,2011—2020年年均增幅为1.72%;中度、强烈和极强烈侵蚀面积在2011—2020年呈现逐年减少的趋势,年均降幅分别为5.91%、3.88%和3.02%;剧烈侵蚀面积在2011—2018年间显著降低,年均降幅达到了8.64%,在2019年稍有增加,其后呈显著降低趋势。综上表明,土壤侵蚀强度均由中度、强烈、极强烈、剧烈向轻度转变,这与叙永、古蔺、合江3个县先后实施了以小流域为单元、以坡耕地治理为重点的国家水土保持重点工程,依托生态清洁小流域、坡耕地治理、农业综合开发等工程,采取坡改梯、生态修复、坡面水系及保土耕作等措施,大力推进落实水土流失综合治理有关。
从各县来看,2011—2020年,合江县轻度侵蚀面积稍有增加,中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀面积呈显著下降趋势,其中极强烈、剧烈和中度侵蚀面积降幅超过了50%;叙永县轻度侵蚀面积呈增加趋势,中度和强烈侵蚀面积呈下降趋势,极强烈和剧烈侵蚀面积变化不大;古蔺县轻度侵蚀面积缓慢增加,中度侵蚀面积呈逐年下降趋势,强烈和极强烈侵蚀面积均呈现出先增加后减少趋势,剧烈侵蚀面积在2018年明显下降后变化不大。
3.3空间变化特征
对2011—2020年研究区土壤侵蚀强度空间变化的分析表明,轻度侵蚀面积最大,中度侵蚀面积次之,剧烈侵蚀面积分布最少。2011年,轻度侵蚀面积主要分布在叙永县和古蔺县,分别占研究区域轻度侵蚀面积的45.81%和36.75%,即研究区的中部和南部;剧烈侵蚀主要集中在合江县,即研究区的北部,占研究区域剧烈侵蚀面积的55.61%。2018—2020年研究区域内土壤侵蚀各强度等级的面积占比总体处于稳定状态。同2011年相比,2020年中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀面积均有所降低,轻度侵蚀面积有所增加,增幅为15.44%。就剧烈侵蚀面积而言,叙永县变化幅度较小,合江县和古蔺县均呈现降低趋势,其中合江县剧烈侵蚀面积由64.81 km2降至0.62 km2,降幅达到99.04%,即剧烈侵蚀区域在研究区域北部急剧收缩。就轻度侵蚀面积而言,合江县基本保持稳定,叙永县和古蔺县增幅分别为26.43%和8.17%,即轻度侵蚀区域不断向研究区中部和南部扩张。
4水土流失防治对策
按照四川省国家级水土保持重点防治区划分成果,境内赤水河流域属于乌江赤水河上中游国家级水土流失重点治理区和沱江下游省级水土流失重点治理区,首要任务是维护生态、涵养水源、提高水质。水土保持重点治理工程实施以来,流域内水土流失得到了初步控制,土壤侵蚀强度呈下降趋势,但是流域内水土流失仍在继续,水土涵养能力仍然薄弱,尽管近年来在预防监督和综合治理方面已经开始发力,却仍存在监测站点缺失、动态监测与防治措施还不相适应的问题。为了更好更快推动新时代水土保持高质量发展,建议在赤水河流域四川境内采取如下对策。
4.1加强预防监督,严格项目监管
严控人为水土流失一直是赤水河流域四川段综合防治的重要抓手。重点要加强预防监督,对流域内生产建设项目进行监管。具体而言,一是要认真贯彻执行“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的水土保持方针,严格把关水土保持方案审批、水土保持措施落实、水土保持设施自主验收等程序性问题;二是加强对实施阶段的跟踪检查,利用遥感监管,结合高频次现场核查,切实提高各项目事中事后监管力度;三是要严格监督执法,对查出的违法违规项目据实依据法律法规给予行政处罚。通过对生产建设项目的监督管理,有效遏制流域内人为新增水土流失,扭转治理与破坏同时发生的局面。
4.2综合治理,提升效益
以治理水土流失为契机,积极发展流域内特色产业,推动集约化经营,一直是3个县实现乡村振兴的重要方式。具体来讲,在流域内大量坡度小于15°的坡耕地上,要因地制宜采用各类保土耕作措施,结合当地农耕习惯,调整地面覆盖率,改变微地形,提高土壤入渗性能,保水保土,从而降低土壤侵蚀强度和面积;对于坡度大于15°的坡耕地,则需要依据流域内自然条件,宜土则土、宜石则石进行坡改梯,并种植豆类等作物培肥土壤,提高经济效益;对于部分高陡坡地和由于各种原因撂荒的坡沟等未充分利用的土地,人工种植林草;流域内多深丘山地,在山腰地可种植经果林,山顶上则多植具水保功能的乔、灌、草。与此同时,配合沿山沟、蓄水池、沟渠、堰塘、沉沙凼等坡面水系工程,排灌结合,改善流域内坡面水保条件。
4.3提高重点工程质量,形成综合防治体系
国家水土保持重点治理工程一直是兼顾水土流失综合治理与经济发展的典型工程。为了进一步发挥工程的社会、经济和生态效益,需要提高建设质量,创新管理模式,完善运行制度。一是要优化管理结构,调动群众参与建设与监管,吸纳各方资金;二是要建立并完善关于工程建设期、运行期的跟踪检查、监测监理、投入管理以及设施管护等制度,依托制度的保障,进一步加强工程的监管,压实各方责任,最大化激发重点工程的投资效益,提升流域水土资源利用效率。要依托水土保持重点工程,搭建流域内有效的防治体系,打出防治组合拳,以本地生产生活条件为基础,结合流域水土保持规划进行布局。对于局部水土流失严重的地块,落实坡耕地治理、特色经果林种植、保土耕作等措施;在自然生态修复区域,实行封禁育林,利用自然本身修复生态;在生态保护区域,整合涉农资金,将城乡绿化、土地整理、农田水利等纳入水土保持体系,多管齐下,尽力恢复自然生态。
4.4推进水土保持监测和信息化应用
全面的水土保持监测网络、高效的信息化管理营运平台是衡量流域内水土保持公共服务水平的重要依据。水土流失地面定位监测站点的正常运行为动态监测提供了重要的模型计算因子数据,是监管的重要支撑点。而精准高效的各类信息化监管服务平台是实现流域内水土保持信息采集、传输、存储、查询以及整合利用的硬性基础。自2018年起,全省开展了全覆盖水土流失动态监测,水土流失消长分析评价也在持续开展。水土流失动态监测将使监管平台更精准直接掌握流域内生产建设项目扰动地表情况,以及植被覆盖度和土地利用变化情况等。目前,赤水河流域四川段3个县暂无省级水土流失地面定位监测站点,推进并完善监测站点建设,向数据化、模型化、智能化发展是流域内水土保持先行示范建设的重点。
5结论与建议
2011—2020年赤水河流域四川段水土流失面积呈逐年减少趋势,降幅为17.03%,其中合江县的水土流失面积减少最多,降幅最大。近年来,流域内3个县水土流失防治工作初见成效,并呈现稳中向好的局面。2011—2020年,土壤中度侵蚀强度面积缩减最多,减少了349.18 km2,剧烈侵蚀强度面积降幅最大,达到65.96%。2011—2020年,流域内土壤侵蚀强度均由中度、强烈、极强烈、剧烈向轻度转变,轻度侵蚀面积呈逐年增加趋势,中度、强烈和极强烈侵蚀强度均呈现出递减趋势,其中:合江县轻度侵蚀面积稍有增加,而中度、极強烈和剧烈侵蚀面积降幅均超过了50%;叙永县轻度侵蚀面积呈增加趋势,中度侵蚀面积降幅超过了50%;古蔺县强烈和极强烈侵蚀面积先增加后减少,剧烈侵蚀面积变化不大。
随着国家水土保持重点工程等的实施,流域监管机构逐渐重视人为水土流失监管,近年来流域内水土流失面积和强度呈现出双下降的局面。为进一步控制水土流失,提高水土涵养能力,建议继续加强预防监督力度,因地制宜开展综合治理,从工程质量上发力,形成综合防治体系,补上流域内无监测地面站点的短板,推进数字化水保建设。
[参考文献]
[1] 王平,孙涛.黑龙江省黑土区水土流失动态及成因分析[J].水土保持通报,2013,33(4):8-11.
[2] 泸州市人民政府地方志办公室.泸州年鉴[M].北京:方志出版社,2007:30.
[3] 王潇,刘汉湖,吴冰.四川境内赤水河流域上中游水土流失时空变化研究[J].河南理工大学学报(自然科学版),2019,38(3):70-80.
[4] 赵岩,王治国,孙保平,等.中国水土保持区划方案初步研究[J].地理学报,2013,68(3):307-317.
收稿日期: 2022-08-29
第一作者: 阳帆(1995—),女,四川资中人,助理工程师,硕士,研究方向为水土保持生态环境监测、土壤荒漠化修复等。
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(责任编辑杨傲秋)