2019年～2020年扶风县水土流失动态变化分析

王 蓉,刘政鸿,王传明,李雄飞,杨 恺

（陕西省水土保持生态环境监测中心,陕西 西安 710000）

党的二十大明确提出要大力推进生态文明建设,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。水是生命之源,土是生存之本,水土保持是生态文明建设的重要内容,是生态系统的维系改善主体[1]。2000年水利部开始了对长江、黄河等重点流域水土流失动态监测工作；2007年水利部水土保持监测中心对重点区域开展年度水土流失监测；2012年水利部对国家级重点防治区连续五年开展水土流失动态监测；2018年始水利部、流域机构和省级水行政主管部门每年开展全国水土流失动态监测,至此实现了全国范围水土流失动态监测全覆盖。水土流失动态监测项目的实施,为科学分析和评估各项经济社会建设对水土流失及其防治的影响,为国家生态文明建设、制定经济社会发展规划、调整经济发展格局与产业布局、保障经济社会的可持续发展提供重要技术支撑[2-4]。

扶风县地处关中平原渭河盆地中西部,地表及地下水资源丰富,生态环境良好。本文通过收集相关基础资料和数据,对基于中国土壤流失方程（CSLE）得到的扶风县2019年～2020年水土流失动态监测专题成果进行分析挖掘。

1 扶风县概况

扶风县隶属于宝鸡市,位于陕西省中部偏西,地处关中平原渭河盆地中西部,地势北高南低,由西北向东南倾斜。属大陆性半湿润气候,年平均气温12.4℃,无霜期209 d,全年日照2134 h,年均降水量592 mm。扶风县土地总面积745 km2。境内自北而南呈阶梯状分为低山丘陵、山前洪积扇、黄土台塬和渭河阶地4 个明显的地形地貌单元。北部山区系千山余脉乔山,呈雁列状向东延伸。地形起伏,岭谷相间,沟深坡陡。中部以山前洪积扇区和黄土台塬为主,地势较平坦,由西北向东南稍倾。南部川道地势低平,渭河自西向东穿过。渭河以北至黄土台塬坡角,为三级阶地；渭河以南系平坦滩地。扶风县在全国水土保持区划中隶属于西北黄土高原区一级区,汾渭及晋城丘陵阶地区二级区,秦岭北麓-渭河中低山阶地保土蓄水区三级区,2020年水土流失动态监测成果显示,全县水土流失面积73.76 km2。

2 数据来源与分析方法

本文数据来源于2019年及2020年全国水土流失动态监测扶风县成果数据,包括土壤侵蚀统计数据、土地利用数据、植被覆盖度数据、水土保持措施数据、人为扰动统计数据。基于2019年及2020年2 m 分辨率卫星影像进行专题信息提取和野外调查成果,确立各因子,采用中国土壤流失方程,计算统计和分析得到县域水土流失动态监测成果（动态监测技术路线见图1）。按照扶风县界,裁切2019年、2020年土壤侵蚀空间数据,计算生成矢量数据,并按侵蚀类型、侵蚀强度提取土壤侵蚀面积,统计分析水土流失现状及其动态变化。

图1 水土流失动态监测技术路线图

3 结果与分析

3.1 不同土地利用类型水土流失动态变化

扶风县主要土地类型包括耕地、园地、林地、建设用地、交通运输用地,2020年扶风县耕地面积312.24 km2,园地面积164.88 km2,林地面积153.58 km2,建设用地面积87 km2,交通运输用地面积12.7 km2。

（1）2019年～2020年间,耕地、交通运输用地、草地、园地水土流失面积减小,而建设用地和林地水土流失面积增加。其中,水土流失面积减少的土地利用类型中减少最多的地类是耕地,减少了3.13 km2；变化最小的是交通运输用地,减少了0.96 km2,主要为已完工的交通运输用地项目。水土流失面积增加的土地利用类型中建设用地水土流失面积较林地水土流失面积大,2019年～2020年间扶风县建设用地水土流失面积增加了3.13 km2。究其原因,2019年～2020年间,一方面,坡改梯工程措施实施后,一定程度上减少了水土流失面积；另一方面,建设用地中大部分水土流失发生在人为水土流失地块当中,对土壤扰动影响较大。

（2）2019年～2020年间,各地类水土流失动态变幅最大的是草地,最小的是林地。草地的流失面积变幅为100%,林地的流失面积变幅为1.77%。究其原因,草地类型土地利用面积较小,一年来经过水土保持综合治理（退耕还草工程）措施实施后,草地植被覆盖明显好转；而林地多分布在封育区域,人为扰动影响较小,故变化较为稳定。

（3）2019年～2020年间,耕地、园地、林地中,轻度侵蚀等级面积增加,中度、强烈、极强烈侵蚀等级面积减少,其中,耕地轻度侵蚀面积增加0.25 km2,园地轻度侵蚀面积增加0.39 km2,林地轻度侵蚀面积增加7.9 km2,耕地中度到极强烈侵蚀等级面积分别减少3.21 km2、0.1 km2、0.07 km2,园地中度到极强烈侵蚀等级面积分别减少0.6 km2、0.09 km2、0.01 km2,林地中度到极强烈侵蚀等级面积分别减少7.19 km2、0.01 km2、0.04 km2,2020年扶风县林地剧烈等地侵蚀面积减幅100%；草地、交通运输用地各侵蚀强度等级水土流失面积均减少,2020年扶风县交通运输用地类型轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀、剧烈侵蚀面积分别减少0.4 km2、0.31 km2、0.13 km2、0.07 km2、0.05 km2；建设用地轻度、强烈面积分别增加2.82 km2、0.77 km2, 中度侵蚀面积减小0.46 km2。水土保持治理效果较好,生态环境得到相应改善。

3.2 不同植被覆盖度面积变化

不同等级植被覆盖度的面积变化见表2。可以看出：2019年～2020年间,低覆盖度植被面积减少了557.93 km2,中低覆盖度植被面积增加了78.49 km2,中覆盖度植被面积增加了75.43 km2,中高覆盖度植被面积增加了69.66 km2,高覆盖度植被面积减少了93.37 km2。其中,低覆盖度等级的植被面积变化最明显,其他等级植被覆盖度面积变化较小。部分低覆盖植被转变为中低覆盖度、中覆盖度和中高覆盖度。高覆盖度植被面积减少,主要与生产建设项目有关,生产建设活动造成下垫面植被严重破坏,植被面积减少,植被恢复减缓。

表2 不同植被覆盖度等级的面积变化 单位：km2

3.3 水土流失动态变化分析

2019年与2020年土壤侵蚀强度面积及其所占比例见表3。从表3 中可以看出：2019年～2020年扶风县土壤侵蚀强度减弱,土壤侵蚀高强度侵蚀面积及占比减小,低强度侵蚀面积及占比增加。轻度侵蚀占比由7.54%增加到8.98%；中度侵蚀占比由2.23%减少到0.64%；强烈侵蚀占比由0.21%增加到0.26%；极强烈侵蚀占比由0.04%减少至0.02%；剧烈侵蚀占比由0.01%减少到0。2019年～2020年扶风县水土流失面积减小0.96 km2,由2019年的74.72 km2减至2020年的73.76 km2；其中,轻度侵蚀面积和强烈侵蚀面积分别增加了10.75 km2、0.4 km2,增幅分别为19.15%和25.64%；中度、极强烈、剧烈侵蚀面积减小,中度侵蚀面积减少最多,达到11.84 km2,剧烈侵蚀面积降幅最大,达到100%。中度、极强烈、剧烈侵蚀等级面积减小原因是水土保持综合治理显效,高等级侵蚀强度向低等级侵蚀强度转移。

4 结语

本研究以位于陕西省省级水土流失动态监测区的扶风县为例,对2020年水土流失动态监测成果进行分析研究,结果表明,退耕还林还草、小流域综合治理、坡耕地水土流失综合治理等工程项目的实施,对扶风县生态环境改善有积极作用,2020年水土流失面积为73.76 km2, 比2019年减少了0.96 km2；中低、中、中高植被覆盖度区域面积显著增加；各主要土地利用类型侵蚀强度等级降低,土壤侵蚀面积减小。目前由于省级水土流失动态监测项目启动晚,数据资料的时间尺度有限,未来必将积累多时间尺度数据,研究多年长序列动态监测成果动态变化,为科学合理开展县域水土流失综合治理提供数据支撑。