甘肃省水土保持功能区划分研究

王守俊

(甘肃省水利厅 水土保持局，甘肃 兰州 730000)

甘肃省水土保持功能区划分研究

王守俊

(甘肃省水利厅 水土保持局，甘肃 兰州 730000)

水土保持；功能区划；甘肃省

为提高水土保持区划对水土保持规划的指导作用和水土流失防治体系布局的科学性、可操作性，以全国水土保持三级区划为指导，以乡(镇)为基本信息单元，采用层次分析、专家咨询等方法，对甘肃省水土保持功能区划的原则、指标进行了研究，确定了地貌特征、林草覆盖率、≥10 ℃积温、多年平均降水量、垦殖指数、土壤侵蚀类型及强度、人口密度等水土保持功能分区的指标。在GIS软件中通过对乡(镇)分区指标的叠置分类、水土保持基础功能的对比分析，将甘肃省划分为4个一级、6个二级、8个三级、23个四级水土保持功能区，确定了各功能区水土流失防治措施、土地利用方向，为甘肃省水土保持规划和水土流失防治体系的布局提供了科学依据。

水土保持区划是部门综合区划，是水土保持的一项基本工作，是一个宏观、战略、方向性的技术文件[1-2]。2012年《全国水土保持区划(试行)》(以下简称《区划(试行)》)将全国划分为8个一级区(总体格局区)、41个二级区(区域协调区)、117个三级区(基本功能区)。甘肃省共涉及4个一级区、6个二级区和8个三级区。鉴于全国水土保持区划指标的宏观性和地域的广泛性[3]，以及各省(区)水土流失成因及危害、水土流失防护体系及措施布局的地域性，《区划(试行)》在指导各省(区)水土流失防治工作时不能满足实际需要，所以在《区划(试行)》中明确要求“各省(自治区、直辖市)水行政主管部门和有关单位应在《区划(试行)》的基础上，进一步组织开展省级水土保持区划和水土保持规划编制工作，以促进我国水土保持工作的全面持续健康发展”。目前贵州、辽宁、湖北、江苏、广东、江西等省份相继进行了水土保持区划，除了贵州和江苏两省以乡(镇)为单元划分，其他省份都是以县级为划分单元，划分范围较宏观，指标选取较单一[4-7]。本次区划为提高水土保持分区的准确性，增强县(市、区)水土保持功能定位和分区防治的指导性，对甘肃省水土保持功能区划的指标体系、区划方法、水土保持功能分区进行了研究。同时，为使本次以水土保持功能为主导因子的区划与1980年甘肃省完成的以地质地貌为主导因子的《甘肃省水土保持区划》有所区别，本次区划定名为“甘肃省水土保持功能区划”。

1 研究区概况

甘肃省位于黄土高原、青藏高原、内蒙古高原三大高原和西北干旱区、青藏高寒区、东部季风区三大自然区域的交接处，土地总面积为42.58万km2，地形呈狭长状，东西长1 655 km，南北宽530 km，介于北纬32°31′～42°57′、东经92°13′～108°46′之间，位居西北五省中部，是亚欧大陆桥沿线上的一个重要省份。总的地势呈西南高东北低，除陇南部分谷地和疏勒河下游谷地地势较低外，全省大部分海拔在1 000 m以上，地貌可划分为平原、高原与台地、丘陵、山地4种基本类型，山地和高原是主要的地貌类型。根据地势高低及地形特征将全省分为河西走廊平原区、北山中山区、陇中黄土高原丘陵区、陇南中低山区、甘南高原区、祁连山高山区6个区。地形条件复杂，气候类型复杂多样，具有北亚热带、暖温带、中温带等多种气候类型。地表水系复杂多样，境内河流分为长江、黄河和内陆河三大流域，共12个水系。土壤类型多样，水平分布的纬度地带性和垂直分布地带性明显。受自然地理条件的影响，植被在分布上也具有明显的水平地带性和垂直地带性。

依据全国第一次水利普查成果，全省水土流失面积28.33万km2，占土地总面积的66.53%。按侵蚀类型划分，水力侵蚀14.81万km2，占水土流失面积的52.28%；风力侵蚀12.51万km2，占44.16%；冻融侵蚀1.01万km2，占3.56%。按侵蚀强度划分，强烈及以上侵蚀面积10.96万km2，占水土流失面积的38.69%。截至2016年，全省已初步治理水土流失面积7.86万km2，仍有20.47万km2水土流失区域需要治理。严重的水土流失造成土壤瘠薄、肥力低下、耕地面积减少、林草植被大量破坏、水源涵养能力锐减，导致农业生产条件恶化、干旱程度加剧、自然灾害频繁，严重影响农村经济社会的可持续发展，已成为制约全省国民经济发展的主要因素。

2 材料与方法

2.1 资料收集及来源

基础资料主要来源于全国水土保持区划协作平台，各县(市、区)上报的以乡(镇)为单元的地貌地势、地形坡度、土壤类型、植被覆盖等资料，同时补充甘肃省自然条件、社会经济条件、土地利用状况、水土流失类型及强度、新增水土流失治理面积等数据。其中：气象数据主要来源于2010年甘肃省各县气象局站点数据(以县为单元)；地势地貌数据从30 m分辨率的数字高程模型(DEM)中提取；社会经济数据主要来自甘肃省2012年社会经济统计年鉴数据〔以乡(镇)为单元〕；土地利用数据来自第二次全国土地调查结果〔以乡(镇)为单元〕；水土流失数据来自全国第一次水利普查(2012年水土保持普查成果，以县为单元)；新增水土流失治理面积来自甘肃省水土保持年报。

2.2 分区原则

(1)功能区划。按照《全国水土保持区划导则》要求，以及省级区划的目的、尺度和区划的特点和要求，甘肃省水土保持功能区划的原则为：与全国水土保持区划相衔接原则；区内相似性和区间差异性原则；定性分析和定量研究相结合原则；乡级行政边界基本完整原则；区域共辄性与取大去小原则。

(2)区域界定。四级区的划分，是采用相关区划(分区)资料整合分析、地理信息系统(GIS)平台及其空间分析功能、因子分析和专家咨询等技术手段进行定性和定量综合分析来实现的。一是在三级区界定的基础上，进一步细化区域特征、优势地貌特征、植被分布特征、水土流失特点、水土保持功能、水土流失防治需求、水土保持重点及防治途径等，最大限度地反映区内相对一致性和区间最大差异性，定性划分水土保持功能四级区格局。二是定量划分水土保持功能四级区范围。进一步依据微地貌类型、林草覆盖率、水土流失类型及侵蚀强度、气温条件、降水条件、垦殖指数、人口密度等指标因子的空间分布状况，划分四级区。三是水土保持四级区命名方式。参考《全国水土保持区划导则》中的方法，采用“地理位置(区位、特征地理或水系名称)+优势(或主要特征)地貌类型(+植被类型)+水土保持主导功能”的方式命名。分区编码在三级区编码的基础上，在同一个三级区内自左上向右下排序。主导功能符号为水源涵养(h)、土壤保持(t)、蓄水保水(x)、防风固沙(f)、生态维护(w)、农田防护(n)、防灾减灾(z)、拦沙减沙(j)。

2.3 分区指标

通过资料收集与数据处理，在分析甘肃省水土流失成因与危害和水土保持现状的基础上，按照综合分析与主导指标分析相结合、定量与定性指标分析相结合等原则，通过专家评议制定了甘肃省水土保持功能分区的指标。

(1)主导指标。①地貌特征指标。按中国陆地基本地貌类型及其划分指标[3]，地貌特征划分为平原、丘陵、山地、高原和盆地五大形态类型。②土地利用结构特征指标。主要是林草覆盖率。

(2)辅助指标。①水热指标。包括≥10 ℃积温、多年平均降水量。②土地利用结构特征指标。主要是垦殖指数。③土壤侵蚀类型及强度。全省土壤侵蚀类型主要为水蚀、风蚀、重力侵蚀和冻融侵蚀，侵蚀强度分为微度、轻度、中度、强烈、极强烈、剧烈六级。由于第一次水利普查土壤侵蚀类型及强度统计均以县为单元，在以乡(镇)为单元进行土壤侵蚀类型及强度指标确定时，采用专家咨询法确定。④社会经济发展状况特征指标。主要是人口密度。

2.4 功能分类

在国家级区划三级分区的基础上，按照《水土保持规划编制规范》(SL 335—2014)规定，将甘肃省水土保持主导基础功能划分为水源涵养、土壤保持、蓄水保水、防风固沙、生态维护、防灾减灾、农田防护和拦沙减沙8种功能。

2.5 方法步骤

建立以乡级行政区域为统计单元的土地利用现状及主要经济社会指标数据资料，统计分析各区内水土流失成因与危害、经济社会发展对水土保持的需求等。

(1)首先收集甘肃省地貌类型图(DEM图)，全国水土保持分区的专题图，甘肃省县、乡级行政区划及相关数据和技术标准。

(2)建立以县和乡级行政区为单元的矢量图形数据资料，借助GIS技术对甘肃省87个县(市、区)的界线进行数字化，提取各个县级行政区划的矢量数据。

(3)建立乡(镇)等统计单元的自然、社经数据库。将87个县(市、区)和1 130个乡(镇、林场)自然、社经数据整理录入Excel中，形成数据库。其中，社会经济数据(总面积、总人口、耕地面积、旱地面积等)为2012年的详查、普查数据，自然资源数据为近10年数据。

(4)基础功能复核。利用层次分析法和专家咨询法，按乡(镇)复核、细化全国水土保持区划三级区划的基础功能定位。

(5)主导功能评价。在基础功能复核的基础上，根据不同基础功能的重要程度，选择影响最大的一二个基础功能作为四级区的水土保持主导功能。

(6)区域水土保持社会经济功能评价。依据主导基础功能评价结果，参考水土保持基础功能与社会经济功能对应关系(表1)，得出区域可能存在的社会经济功能，进一步结合区域实际及社会经济发展方向，明确区域具体社会经济功能。

(7)应用地理信息系统空间分析中的多边形与多边形叠加方法对各要素分区图进行空间合成叠加，对产生的多重属性进行重新分类，形成初步结果，结合甘肃省水土流失重点预防区和重点治理区复核划分成果，评价区域水土保持的主导基础功能，进而定位各四级区的水土保持主导功能，通过调整后得到水土保持功能区划图。

表1 甘肃省水土保持基础功能及指标

3 结果与分析

3.1 分区结果

对87个县(市、区)和1 130个乡(镇、林场)统计单元的自然、社经数据等分区指标值进行空间叠置分析和层次分析，获得甘肃省水土保持功能区划的初步结果。将初步结果与全国水土保持区划三级分区成果，甘肃省两区划分成果，分区内地貌类型单元、社会经济情况、土地利用、土壤侵蚀强度与类型、农业产业结构发展方向等，进行比较分析，对有矛盾的分区进行适当调整，使调整后的区划结果满足区划要求，最终形成了甘肃省水土保持功能区划结果。根据上述依据和方法，甘肃省水土保持功能区划分为4个一级区、6个二级区、8个三级区、23个四级区。全省水土保持功能区划系统(即各级分区代号和名称)如下：

Ⅱ北方风沙区(新甘蒙高原盆地区)

Ⅱ-2河西走廊及阿拉善高原区

Ⅱ-2-2nf河西走廊农田防护防沙区

Ⅱ-2-2nf-1马鬃山戈壁荒漠防沙区

Ⅱ-2-2nf-2河西走廊平原绿洲农田防护防沙区

Ⅳ西北黄土高原区

Ⅳ-4晋陕甘高塬沟壑区

Ⅳ-4-1tx晋陕甘高塬沟壑保土蓄水区

Ⅳ-4-1tx-1平南山地丘陵水源涵养保土区

Ⅳ-4-1tx-2平庆高原沟壑保土蓄水区

Ⅳ-4-1tx-3子午岭森林水源涵养保土区

Ⅳ-5甘宁青山地丘陵沟壑区

Ⅳ-5-1xt宁南陇东丘陵沟壑蓄水保土区

Ⅳ-5-1xt-1陇中东部丘陵沟壑蓄水保土区

Ⅳ-5-1xt-2陇山西坡森林水源涵养保土区

Ⅳ-5-1xt-3庆北丘陵残塬沟壑减沙蓄水区

Ⅳ-5-2xt陇中丘陵沟壑蓄水保土区

Ⅳ-5-2xt-1陇中北部黄土丘陵防沙蓄水区

Ⅳ-5-2xt-2陇中黄土丘陵沟壑蓄水保土区

Ⅳ-5-3xt青东甘南丘陵沟壑蓄水保土区

Ⅳ-5-3xt-1陇中西部黄土丘陵沟壑蓄水保土区

Ⅳ-5-3xt-2陇中西部土石山地保土蓄水区

Ⅵ西南紫色土区(四川盆地及周围山地丘陵区)

Ⅵ-1秦巴山山地区

Ⅵ-1-3tz陇南山地保土减灾区

Ⅵ-1-3tz-1洮河山间盆地保土区

Ⅵ-1-3tz-2洮南石山水源涵养减灾区

Ⅵ-1-3tz-3白龙江石山森林水源涵养生态维护区

Ⅵ-1-3tz-4陇南高山深谷保土减灾区

Ⅵ-1-3tz-5陇山南坡森林水源涵养区

Ⅵ-1-3tz-6陇南丘陵盆地保土蓄水区

Ⅵ-1-3tz-7陇南土石山地水源涵养区

Ⅷ青藏高原区

Ⅷ-1柴达木盆地及昆仑山北麓高原区

Ⅷ-1-1ht祁连山山地水源涵养保土区

Ⅷ-1-1ht-1祁连山高原荒漠草地水源涵养防沙区

Ⅷ-1-1ht-2祁连山山地森林草原水源涵养生态维护区

Ⅷ-1-1ht-3祁连山浅山农田保土区

Ⅷ-2若尔盖-江河源高原山地区

Ⅷ-2-1wh若尔盖高原生态维护水源涵养区

Ⅷ-2-1wh-1甘南高原水源涵养生态维护区

3.2 分区功能及防治方略

(1)北方风沙区(Ⅱ)。本区涉及甘肃的范围分为1个二级区、1个三级区、2个四级区。北方风沙区甘肃省三、四级分区的功能定位及防治方略见表2。

(2)西北黄土高原区(Ⅳ)。本区涉及甘肃的范围分为2个二级区、4个三级区、10个四级区，涉及甘肃省三、四级分区的功能定位及防治方略见表3。

表2 北方风沙区甘肃省三、四级分区功能定位及防治方略

表3 西北黄土高原区甘肃省三、四级分区功能定位及防治方略

(3)西南紫色土区(四川盆地及周围山地丘陵区)(Ⅵ)。本区涉及甘肃省的范围分为1个二级区、1个三级区、7个四级区。西南紫色土区甘肃省三、四级分区的功能定位及防治方略见表4。

表4 西南紫色土区甘肃省三、四级分区功能定位及防治方略

(4) 青藏高原区(Ⅷ)。本区涉及甘肃省的范围分为2个二级区、2个三级区，共划分为4个四级区。青藏高原区甘肃省三、四级分区的功能定位及防治方略见表5。

表5 青藏高原区甘肃省三、四级分区功能定位及防治方略

4 结 语

(1)对甘肃省水土保持功能区划分的原则、方法进行了研究，选取2个主导指标(地貌特征、土地利用结构特征)、4个辅助指标(水热指标、垦殖指数、土壤侵蚀类型及强度、人口密度)，建立了甘肃省水土保持功能区划分指标体系，以乡级行政区为基本单元，借助GIS平台，利用层次分析、专家咨询等方法，划分出4个一级、6个二级、8个三级、23个四级水土保持功能区，弥补了以往水土保持区划指标单一、主观定性的不足。

(2)在区划的基础上，依据不同的分区特征，对23个四级区提出相应的水土流失防治措施，为提高水土保持规划的科学性、指导性、可行性奠定了基础。

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(责任编辑 李杨杨)

S157

A

1000-0941(2017)10-0029-06

王守俊(1965—)，男，甘肃永昌市人，高级工程师，学士，主要从事水土保持项目管理工作。

2017-08-01