彰武县1986-2015年水土保持生态安全格局研究

2017-05-09李玉斌

黑龙江水利科技 2017年1期

关键词：彰武县乐园水土保持

李玉斌

(彰武县水土保持局，辽宁彰武 123200)

彰武县1986-2015年水土保持生态安全格局研究

李玉斌

(彰武县水土保持局，辽宁彰武 123200)

水土资源是我国重要的资源，但是由于坏境破坏的原因，我国每年都会有大量的水土流失，对当地经济造成了巨大的影响。彰武县乐园小流域位于辽宁省西北部，属于山地丘陵地区，平均坡度比较大，虽有一定的植被覆盖，但是疏林地比较多，对水土保持的作用不明显，再加上乐园小流域的降雨集中在每年的7月和8月，且夏季多暴雨，对土层的冲击力比较大，加剧了水土流失的程度。另外，人为的开垦活动及开采活动都对当地环境有一定的破坏，使得水土流失更加严重，生态安全受到严重威胁。文章以辽宁省彰武县乐园小流域的水土保持生态格局为研究对象，使用压力-状态-响应模型，采用综合评价方法对乐园小流域的生态安全格局进行分析。

生态安全格局；水土保持；安全评价；综合评价法

水土资源是我国重要的资源，但是由于坏境破坏的原因，我国每年都会有大量的水土流失，对当地经济造成了巨大的影响。从我国第二次普查的结果来看，我国存在水土流失问题的区域总面积大约3.5×106km2，占我国总面积的37%，说明水土流失问题已经成为我国主要环境问题，严重影响了我国的可持续发展[1]。而生态安全指的是国家发展所需要的生态环境长期保持在相对安全的状态。彰武县乐园小流域位于辽宁省西北部，属于山地丘陵地区，平均坡度比较大，虽有一定的植被覆盖，但是疏林地比较多，对水土保持的作用不明显，再加上乐园小流域的降雨集中在每年的7月和8月，且夏季多暴雨，对土层的冲击力比较大，加剧了水土流失的程度。另外，人为的开垦活动及开采活动都对当地环境有一定的破坏，使得水土流失更加严重，生态安全受到严重威胁。为了对彰武县乐园小流域的生态安全进行评价，文章以彰武县1986-2015年水土保持生态安全格局为研究对象，使用压力-状态-响应模型。对彰武县乐园小流域的生态安全作出评价[2]。

1 彰武县乐园小流域概况

1.1 自然条件

彰武县乐园小流域位于辽宁省西北部，北邻科尔沁沙地，南接松辽平原，地形为平原洼地。乐园小流域年降水量约为460mm，由于其属于温带季风性气候，所以降雨集中在每年的6-8月份，其他时间降水较少，气候相对干旱；最高气温也出现在夏季，最高可达到37℃，其他季节温度非常低，年平均气温≤10℃；每年的日照时间约为2802h，光照充足。综上所述，彰武县乐园小流域的气候特点为：夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，光照充足。

乐园小流域内的土壤以棕壤土为主，伴随有部分的草甸土，两种土壤的粒度都相对均匀，颗粒与颗粒之间的黏合程度比较低，受到外力影响容易产生分离。棕壤土的透水性比较差，土壤中有机质含量相对丰富，土壤结构较为薄弱，而且土壤中还含有一定的砾石与岩层；草甸土呈微碳性，土壤较为肥沃，适合于作物种植，水土保持能力较强[3]。近年来由于乐园小流域人为的开垦活动及开采活动，当地的植被覆盖率大大降低，现存的植被覆盖面积约为608hm2,植被覆盖率只占28.8%，使得水土流失问题加剧，生态安全受到严重威胁。

1.2 水土流失情况

乐园小流域治理前的水土流失面积约为4.4km2，约占整个乐园小流域面积的18.3%。造成水土流失的原因以水力侵蚀为主，还有一部分原因是风力的侵蚀。根据水土流失的严重程度分为轻度水土流失区域、中度水土流失区域与重度水土流失区域，其中，轻度水土流失区域的面积为3.85km2，中度水土流失区域的面积为0.53km2，重度水土流失区域面积为0.02km2。轻度水土流失区域主要分布在地形坡度比较小、地势较为平坦的植被覆盖率相对较低的疏林地上，中度水土流失区域主要分布在具有一定坡度的耕地上，重度水土流失区域主要分布在植被覆盖率很低、坡度又比较大的荒山地区[4]。乐园小流域的平均土壤侵蚀模数为1375t/km2·a。

2 生态安全评价

2.1 评价指标的选择

根据乐园小流域1986—2015年的水土保持情况，从环境压力、环境状态以及环境响应3个方面进行分析，一共选择了12个评价指标对乐园小流域的生态安全进行评价，它们分别为人均耕地面积、单位面积耕地化肥使用量、单位面积耕地农药使用量、自然灾害影响面积比、水土流失治理面积比、水土保持林地面积、人工草皮种植面积、封山育林面积、封山育草面积、水土保持投资金额、人均粮食产量以及单位面积农业产值等[5-7]。

2.2 评价指标的初步处理

综合指数评价是当前生态安全评价中较为常用的方法，首先就要从水土保持生态安全的众多影响因子里筛选出对生态安全影响比较大的因子，综合指标权重的距离以及评价标准来对生态安全做出评价[8-10]。但是在初始设置时，各评价指标的单位标准和数量级等差别比较大，所以需要对指标进行初步处理，统一单位和数量级。处理公式如下：

Pij=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(1)

Pij=(Xmin-Xi)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中：Pij为统一值;Xi为实际数据；Xnax和Xmin为实际数据当中的最大和最小值。公式(1)是正向表示法，意思是Pij的值越大，生态安全程度越高。而公式(2)是反向表示法，即Pij越小，安全程度越高。

2.3 综合指数的计算

假设Ai为评价指标，Gj为历年来的水土保持方案集，Pij是统一值，根据前面的步骤计算出Pij之后再计算评价指标Ai的平均值E(Ai)和水土保持方案集Gj的平均方差V(Ai)，最终得到权重Wi。而后按照公式(3)(4)(5)(6)的计算得到乐园小流域的水土保持生态安全度(S),如表1所示。

(3)

(4)

(5)

(6)

表1 乐园小流域水土保持生态安全度

2.4 评价标准分级

评价标准分级如表2所示。

表2 评价标准分级

3 结果分析

彰武县乐园小流域1986—2015年水土保持生态安全综合指数的具体情况如表3所示。从表3中可以看出，从1986—2015年水土保持生态安全度从0.4046提高到了0.5247，提高了29.6%，安全等级从风险改善到了敏感，这说明乐园小流域的水土保持措施取得了显著的成效，生态环境得到了较大的改善[11-12]。从1986—2015年，环境压力指标是在逐渐下降的，造成这种问题的原因可能是这段时期人口增长比较快，所以对环境产生的压力会比较大。