胶东半岛省级重点预防区水土流失动态变化特征研究

邢先双，杜子龙，孟庆平，董明明，董学阳，徐 敏

(1.山东省水文局，山东 济南 250002； 2.水发规划设计有限公司，山东 济南 250001；3.黄河水利委员会 山东水文水资源局，山东 济南 250000； 4.济宁市水文局，山东 济宁 272000)

为及时、全面、准确地掌握山东省省级水土流失重点防治区水土流失动态变化与生态环境状况，2016年山东省水利厅启动了省级重点防治区水土流失动态监测工作，选取胶东半岛北部水土流失重点预防区烟台市福山区、威海市荣成市作为首批省级重点预防区典型县，2017年在原有两个典型县的基础上，又在枣庄市峄城区开展了水土流失动态监测工作。本研究以位于山东省省级水土流失重点防治区的烟台市福山区为研究对象，采用遥感监测与野外调查复核相结合的方法，重点围绕区域土地利用、水土流失、生态环境、预防保护措施和预防保护效果等5个方面开展监测，研究结果对了解和掌握福山区水土流失与生态环境状况，评价水土流失防治效果，以及后期防治对策的制定提供了数据支撑和决策依据。

1 研究区概况

福山区是隶属于山东省烟台市的一个市辖区，位于山东半岛东北部，东以大沽夹河为界，与芝罘区、莱山区隔河相望，东南与牟平区为邻，西南与栖霞市相连，西北与蓬莱市接壤，北临烟台经济技术开发区，地理坐标为东经121°15′～121°22′、北纬37°14′～37°29′，土地总面积482.83 km2。全区土地利用结构以耕地为主，其次为林地、园地。耕地面积为139.19 km2，占土地总面积的28.83%；林地面积为112.24 km2，占23.25%；园地面积为97.14 km2，占20.12%。林草植被覆盖土地面积为211.29 km2，占土地总面积的43.76%，其中高覆盖度(>75%)、中高覆盖度(60%～75%)、中覆盖度(45%～60%)、中低覆盖度(30%～45%)、低覆盖度(15%～30%)土地面积分别为65.31、65.39、28.80、46.23、5.56 km2。坡度分布以平缓坡(<5°)为主，面积为260.99 km2，占土地总面积的54.05%，而中等坡(5°～8°)、斜坡(8°～15°)、陡坡(15°～25°)、急坡(25°～35°)、急陡坡(>35°)土地仅分别占18.66%、17.62%、8.10%、1.44%、0.13%。

2 数据采集与处理

通过购置福山区2016、2017年3月GF-1遥感影像(2 m分辨率)、2016年6月至2017年6月的Landsat OIL 影像(30 m分辨率)，基于ENVI和ArcGIS平台，对福山区的土地利用、植被覆盖度进行解译，通过对土地利用、植被覆盖度和坡度三因子指标的监测(考虑到本次监测时间间隔较短，区域坡度数据无明显变化，因此仅分析土地利用及植被覆盖度的变化情况)，结合野外调查，采用综合评判法，依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)，定性和定量相结合分析评价福山区水土流失分布特征、面积和强度。

3 结果与分析

3.1 土地利用状况及变化

2016、2017年福山区土地利用变化情况见表1。2016—2017年全区土地利用总的变化面积为1.75 km2，占土地总面积的0.36%，其中：耕地面积减少了0.69 km2，园地减少了0.21 km2，林地增加了0.22 km2，草地增加了0.07 km2，城镇及工矿用地增加了0.10 km2，交通运输用地增加了0.18 km2，水域及水利设施用地减少了0.16 km2，其他用地增加了0.49 km2。土地利用转出方面，相对于其他土地利用类型，耕地面积减少较多，主要转变为林地和其他用地；其次是园地，主要转变为其他用地等。土地转入方面，其他用地增加最多，主要来自弃耕的耕地和园地；其次是林地，增加的林地绝大部分来自弃耕的耕地。其余地类变化量不大。

表1 2016—2017年福山区各土地利用面积变化量 km2

3.2 植被覆盖状况及变化

2016、2017年各土地利用类型植被覆盖状况变化情况见表2。2016—2017年，植被覆盖度发生变化的面积为2.480 km2，占土地总面积的0.51%，其中覆盖度降低面积为0.643 km2，占0.13%；覆盖度增加面积为1.837 km2，占0.38%。

表2 植被覆盖度发生变化的面积统计

3.3 水土流失状况及变化

3.3.1 水土流失面积

2016、2017年水土流失面积变化统计结果见表3。与2016年相比，2017年水土流失面积减少了0.48 km2，占土地总面积的0.10%，水土流失状况总体呈减轻趋势但变化幅度不大。其中：轻度侵蚀面积最大，且增加了0.11 km2；中度侵蚀面积次之，减少了0.30 km2；强烈侵蚀面积减少了0.21 km2；极强烈侵蚀面积减少了0.08 km2。2017年福山区水土流失强度分布见图1。

表3 2016、2017年不同侵蚀强度面积统计

图1 2017年福山区水土流失强度分布

3.3.2 时空特征分析

2016—2017年福山区土地利用结构以耕地为主，其次为林地、园地，其他土地利用类型所占比例相对较小。其中：耕地占比大且分布相对集中，主要分布在海拔较低、坡度较小的中部地区；林地植被覆盖度较高，主要分布在西南部和东南部地区；园地分布较广，主要分布在坡度25°以下的丘陵、台地。在空间分布上，耕地、园地、居民点等主要分布在道路两侧。

高覆盖度土地主要分布在丘陵、小起伏低山区域，如门楼镇、回里镇、张格庄镇；中高覆盖度土地主要分布在丘陵与低山交界处及低山区域，如高疃镇、门楼镇、回里镇等；中低覆盖度及中度覆盖度土地主要分布在低山、丘陵及台地区域，其中分布在丘陵及台地区域的主要为园地；低覆盖度土地主要分布在平原区域。

土壤侵蚀强度空间分布呈现一定的规律性：微度侵蚀主要分布在坡度较为平缓的平原区，以及植被覆盖度较高的低山丘陵区；轻度侵蚀主要分布在丘陵区的园地，虽然植被覆盖度较高， 但是地表植被相对较少、坡度较大，因此常发生轻度侵蚀；中度侵蚀主要集中分布在坡度相对较大、植被覆盖度相对较低的丘陵区；强烈、极强烈侵蚀主要发生在海拔相对较高、坡度较大、植被覆盖度较低的低山地带。

4 结 论

本研究以烟台市福山区为研究对象，采用遥感监测与野外调查复核相结合的方法，分析了福山区2016—2017年土地利用、植被覆盖及水土流失面积的动态变化，主要结果如下：①与2016年相比，2017年土地利用总的变化面积为1.75 km2，耕地、园地减少较多，其他土地和林地增加较多，其余地类变化不明显。②2016—2017年，植被覆盖度面积变化了32.480 km2，占全区土地总面积的0.51%。③水土流失总体以轻度侵蚀为主，其主要分布在植被覆盖度较高但地表植被少、坡度较大的丘陵区园地，中度侵蚀主要集中分布在坡度相对较大、植被覆盖度相对较低的丘陵区，而强烈、极强烈侵蚀主要发生在海拔相对较高、坡度较大、植被覆盖度较低的低山地带。与2016年相比，2017年全区水土流失面积减少了0.48 km2，占土地总面积的0.10%，水土流失呈现总体减少的趋势。本研究选用的监测期较短，未来将结合每年度的水土流失动态监测结果研究该区域水土流失消长状况及分布。