李宏薇，許爾琪，張紅旗

(1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所陸地表層格局與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101； 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

0 引言

土壤侵蝕易導(dǎo)致土地退化、生產(chǎn)力下降和生物多樣性降低等，威脅到全球性的環(huán)境和農(nóng)業(yè)[1-3]，由于其受母質(zhì)、植被、地形和人類活動(dòng)的聯(lián)合影響，表現(xiàn)出明顯的區(qū)域分布特征[4-5]，通過(guò)分區(qū)可以精準(zhǔn)掌握水土流失動(dòng)態(tài)[6-7]，分析侵蝕機(jī)理與過(guò)程[8]，從而在高效利用資源的基礎(chǔ)上開(kāi)展水土保持工作[9-10]。因此，土壤侵蝕的差異性分區(qū)有利于進(jìn)行區(qū)域水土流失預(yù)測(cè)[11]、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[12]，同時(shí)，可有助于提出具有針對(duì)性的土壤侵蝕防治方案[13]。伊犁河谷是新疆主要的農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)基地，也是新疆土壤侵蝕最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，水土流失面積達(dá)到3.7km2， 占新疆水土流失面積的43%[14-15]。由于其地形地貌復(fù)雜，是我國(guó)西北黃土分布主要地區(qū)之一，土質(zhì)多為粒土，在外力作用下，極易發(fā)生水土流失[16-17]。

很多學(xué)者對(duì)伊犁河谷進(jìn)行了土壤侵蝕特點(diǎn)和分布規(guī)律的研究。朱成剛等[18]利用 EPIC模型計(jì)算了土壤可蝕性，分析了土地利用方式對(duì)土壤理化性質(zhì)及土壤可蝕性特征的影響； 李大龍等[19]以 USLE 為計(jì)算模型，利用 ArcGIS 空間分析功能，對(duì)伊犁河谷土壤侵蝕敏感性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)； 許爾琪等[20]應(yīng)用修正土壤流失方程，估算了1985～2015年伊犁河谷土壤水力侵蝕的時(shí)空變化。以往研究結(jié)果均表明，伊犁河谷已存在不同程度的土壤侵蝕，因此，科學(xué)地對(duì)伊犁河谷進(jìn)行綜合分區(qū)，構(gòu)建因地制宜的土壤侵蝕防治方案，對(duì)伊犁河谷生態(tài)環(huán)境建設(shè)、促進(jìn)伊犁地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展具有重要意義。有鑒于此，文章應(yīng)用風(fēng)力侵蝕、水力侵蝕和凍融侵蝕的計(jì)算方法，以地貌類型、地面組成物質(zhì)、土壤侵蝕強(qiáng)度及類型和水土保持措施方向的地域差異性等為指標(biāo)，提出伊犁河谷土壤侵蝕綜合分區(qū)方案，并對(duì)各分區(qū)土壤侵蝕治理方案進(jìn)行探討。

圖1 伊犁河谷位置

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

伊犁河谷處于42°15′N～44°55′N， 80°5′E～84°5′E之間(圖1)，土地面積約5.53km2，海拔470～6 350m。位于新疆最西部，山脈和河流將其分割為伊犁谷地、鞏乃斯谷地、特克斯谷地、喀什河谷丘陵和昭蘇盆地等5個(gè)地域單元，在行政區(qū)劃上包括伊寧市和伊寧、霍城、察布查爾、鞏留、新源、尼勒克、特克斯、昭蘇等8個(gè)縣。全區(qū)地跨中溫帶大陸性氣候和高山氣候類型，年均降水量230～520mm，年蒸發(fā)量為1 200～1 900mm，大氣相對(duì)濕度平均為65%左右，年平均氣溫10.4℃。該區(qū)地貌類型眾多，有山地、丘陵、平原、沙漠； 降水豐沛、氣候適宜而且地域遼闊，使伊犁河流域土壤發(fā)育良好，土壤類型主要有灰鈣土、栗鈣土、黑鈣土、沼澤土、草甸土和少量鹽堿土，是新疆主要的糧油和畜牧業(yè)基地。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

該文所采用的數(shù)據(jù)為1979～2012年伊犁河谷氣象數(shù)據(jù)(包括溫度、降雨和風(fēng)速數(shù)據(jù))、NDVI數(shù)據(jù)(1981～2000年的GIMMS NDVI數(shù)據(jù)和2000～2014年的MODIS NDVI數(shù)據(jù)，兩種NDVI數(shù)據(jù)已檢驗(yàn)和校準(zhǔn))、DEM數(shù)據(jù)、土壤質(zhì)地1： 100萬(wàn)數(shù)據(jù)、土壤有機(jī)質(zhì)1： 100萬(wàn)數(shù)據(jù)、20世紀(jì)80年代末和2015年土地利用數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)最終重采樣為30m進(jìn)行計(jì)算。

1.3 土壤侵蝕計(jì)算方法

1.3.1 水力侵蝕

該文采用修正的土壤流失方程即RULSE[21-22]進(jìn)行伊犁河谷的土壤水力侵蝕估算：

A=R×K×LS×C×P

(1)

式(1)中,A為年均土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·年)]； R為降雨侵蝕力因子[(MJ·mm)/(hm2·h·年)]； K為土壤可蝕性因子[(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)]； LS為坡度坡長(zhǎng)因子，無(wú)量綱； C為植被覆蓋與管理因子，無(wú)量綱； P為水土保持措施因子，無(wú)量綱。

降雨侵蝕力因子(R)是土壤水力侵蝕的主要驅(qū)動(dòng)力，利用Wischmeier[23]提出的按照逐月雨量計(jì)算降雨侵蝕力因子的方法計(jì)算R值，其中P為平均年降水量(mm)，Pi為月降水量(mm)。

(2)

土壤可蝕性因子(K)的值越小表明土壤抗蝕性越強(qiáng)，單位為[(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)]。該文采用Williams等[24]提出的EPIC模型通過(guò)砂粒(SAN)、粉粒(SIL)、黏粒含量(CLA)和土壤有機(jī)碳含量C計(jì)算K值，SAN、SIL、CLA和C含量均以百分?jǐn)?shù)參加計(jì)算，其中SNI=1-SAN/100。

(3)

坡度坡長(zhǎng)因子(LS)是土壤水力侵蝕的加速因子，在已知坡度(β)、坡長(zhǎng)(λ)的條件下，根據(jù)Williams等[24]的計(jì)算方法得到LS值，其中m為變化值。公式：

(4)

(5)

植被覆蓋與管理因子(C)利用馬超飛等[25]研究發(fā)現(xiàn)的方法利用植被覆蓋度(f)計(jì)算：

(6)

水土保持措施因子(P)利用土地利用類型[26]進(jìn)行分別賦值估算(表1)。

表1 不同土地利用類型的水土保持措施因子(P)取值

水田旱地林地草地居民點(diǎn)、建設(shè)用地水域裸巖、沙漠冰川積雪裸地P0150401001000000100

1.3.2 風(fēng)力侵蝕

該文采用修訂的通用風(fēng)蝕方程(WREQ)計(jì)算伊犁河谷的風(fēng)力侵蝕，計(jì)算公式：

(7)

Qmax=109.8(WF×EF×SCF×K′×COG)

(8)

其中，Qi+1為下風(fēng)口(x+Δx處)的土壤轉(zhuǎn)移量； Qi為上風(fēng)口(x處)的土壤轉(zhuǎn)移量； Qmax為最大轉(zhuǎn)移量(kg/m)； L為地塊長(zhǎng)度(m)； Δx為上風(fēng)口到下風(fēng)口距離；WF為氣候因子(kg/m)； EF為可蝕顆粒比重； SCF為地表結(jié)皮因子； K′為地表糙度因子； COG為植被因子。

氣候因子(WF)對(duì)風(fēng)蝕的影響是風(fēng)速、降水和溫度等因子綜合作用的結(jié)果，計(jì)算公式：

(9)

式(9)中，WF為氣候因子，單位為kg/m； v2為2m處的風(fēng)速(m/s)；v1為2m處的臨界風(fēng)速(假定5m/s)；N為風(fēng)速的觀察次數(shù)(一般500)；Nd為試驗(yàn)期間天數(shù)；ρ為空氣密度(kg/m3)；g為中重力加速度(m/s3)；Sw為土壤濕度(無(wú)量綱)；Sd為雪覆蓋因素。

可蝕顆粒比重(EF)與沙粒(Sa)、粉粒(Si)、有機(jī)質(zhì)(OM)、碳酸鈣(Ca)含量(%)以及沙粒與粘粒含量的比(SaC)有關(guān)，計(jì)算公式：

EF=0.01×(29.09+0.31×Sa+0.17×Si+0.33×SaC-2.59×OM-0.95×Ca)

(10)

地表結(jié)皮因子(SCF)與粘粒(CI)和有機(jī)質(zhì)(OM)含量(%)有關(guān)，其對(duì)風(fēng)蝕的影響(SCF)可表述為：

SCF=1/[1+0.0066(CI)2+0.021(OM)2]

(11)

地表糙度因子(K′)分為隨機(jī)糙度Crr(由于區(qū)域計(jì)算困難，該文中取0)和土壟糙度Kr，其中，Kr利用Smith-Carson方程[27]計(jì)算得到：

Kr=0.2×(Δ H)2/L

(12)

K=e(1.86Kr-2.41Kr0.934-0.127Crr)

(13)

其中，L為地勢(shì)起伏參數(shù)；ΔH為距離L范圍內(nèi)的海拔高度差。

植被因子(COG)在一定程度上可以阻礙顆粒移動(dòng)，可由植被覆蓋度(SC，%)計(jì)算得到：

C=e-0.0438SC

(14)

1.3.3 凍融侵蝕

對(duì)凍融侵蝕的確定方法多以分級(jí)評(píng)價(jià)為主[28-29]，思路是從諸多影響凍融侵蝕的因子中選取最為主要的且較易獲取的因子作為凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。在綜合分析伊犁河谷凍融侵蝕影響因子的基礎(chǔ)上，將氣溫年較差、坡度、坡向、植被和年降水量作為伊犁河谷凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。首先，確定伊犁河谷侵蝕區(qū)的范圍，該文利用第一次全國(guó)水利普查水土流失情況采用的計(jì)算公式確定凍融侵蝕區(qū)海拔下界[30]，公式：

(15)

式(15)中，H為凍融侵蝕區(qū)下界的海拔(m);X為經(jīng)度(°E);Y為緯度(°N)。在此界限之上的區(qū)域，年平均氣溫在0℃以下，即1年中有6個(gè)月以上的時(shí)間地表處于凍結(jié)或凍融交替的狀態(tài)，凍融侵蝕是該區(qū)域主要的土壤侵蝕類型。

溫度周期性變化主導(dǎo)凍融作用，是凍融侵蝕的首要影響因子，溫差越大，凍融侵蝕程度越大。地形對(duì)凍融侵蝕有兩方面的影響，一方面是坡度決定著侵蝕產(chǎn)物的輸送量和被輸送的距離； 另一方面是坡向影響著侵蝕程度，坡向不同，溫差不同，從而凍融程度以及風(fēng)化作用不同，陽(yáng)坡侵蝕強(qiáng)烈。植被可以提高土壤穩(wěn)定性，保護(hù)地表土壤，減小土壤溫差，進(jìn)而降低凍融侵蝕程度。降水既增加了土壤中的水分，導(dǎo)致結(jié)冰水體對(duì)土壤破壞力增大，也加速了侵蝕產(chǎn)物的運(yùn)移[30-32]。因此，該文選用氣溫年較差、坡度、坡向、植被和年降水量作為伊犁河谷凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.4 分區(qū)方法

在依據(jù)伊犁河谷的地貌類型(如山地、臺(tái)地、丘陵、平原等)、地面組成物質(zhì)(如黃士、紅土、裸巖、沙漠、戈壁等)、土壤侵蝕類型(水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕和凍融侵蝕)及其強(qiáng)度、水土保持措施方向的地域差異性等指標(biāo)，且盡量利用分水線、等雨線、等高線、天然植被分界線，適當(dāng)照顧行政區(qū)界和流域界線的情況下，利用4點(diǎn)原則進(jìn)行綜合分區(qū)：

(1)相似性原則。水土保持區(qū)劃側(cè)重水土保持功能和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向相似，分區(qū)應(yīng)做到區(qū)內(nèi)差異性最小，區(qū)間則差異性最大，側(cè)重水土流失影響因素的相似性、水土保持措施的相似性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向的相似。

表2 伊犁河谷土壤侵蝕類型分布統(tǒng)計(jì)

侵蝕類型侵蝕程度侵蝕面積(萬(wàn)hm2)水力侵蝕水力侵蝕微度376691水力侵蝕輕度59497水力侵蝕中度13604水力侵蝕強(qiáng)度6263水力侵蝕極強(qiáng)度3366水力侵蝕劇烈0328風(fēng)力侵蝕風(fēng)力侵蝕中度2697凍融侵蝕凍融侵蝕微度67895凍融侵蝕輕度18038凍融侵蝕中度2769

(2)主導(dǎo)因子和綜合因素相結(jié)合的原則。要考慮自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的各個(gè)方面，抓住主導(dǎo)因子，進(jìn)行區(qū)劃，主要考慮地貌類型、降水、植被、土壤侵蝕模數(shù)、土壤類型、經(jīng)濟(jì)行為等因子，以地貌、侵蝕、土地利用等3個(gè)因子為主。

(3)綜合性原則。即必須充分考慮各種可能的影響因素，且應(yīng)按照一定的數(shù)量方法分區(qū)，力求做到區(qū)內(nèi)差異性最小、區(qū)間差異性最大。

(4)空間連續(xù)原則。在空間分布上，保證各區(qū)的地域必須連片。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤侵蝕概況

根據(jù)土壤侵蝕類型分布情況(圖2，表2)，可以看出伊犁河谷以水力侵蝕為主，凍融侵蝕次之，風(fēng)力侵蝕面積最小，皆為中度侵蝕類型，僅占研究區(qū)總面積的0.49%，集中分布在霍城縣西南部圖開(kāi)沙漠區(qū)域。伊犁河谷水力侵蝕總面積達(dá)到459.75萬(wàn)hm2，占研究區(qū)總面積的83.42%，以微度和輕度水力侵蝕為主，其余等級(jí)侵蝕零星分布于各地區(qū)。其中微度水力侵蝕在各縣(市)均有大面積分布，輕度水力侵蝕在伊寧縣大面積分布，在尼勒克縣的西北部有小面積的中度和強(qiáng)度水力侵蝕分布。凍融侵蝕面積為88.702萬(wàn)hm2，面積比重為16.1%，集中分布于南部、中部和北部天山山區(qū)的高寒區(qū)域； 以微度侵蝕為主，最高侵蝕等級(jí)為中度，面積僅占凍融侵蝕面積的3.12%。其中昭蘇縣和特克斯縣南部?jī)鋈谇治g面積較大，是重點(diǎn)防治區(qū)域。

表3 伊犁河谷水土保持分區(qū)

一級(jí)區(qū)二級(jí)區(qū)名稱ⅠⅠ1霍城—伊寧天山山地Ⅰ2尼勒克天山山地ⅡⅡ1霍城伊犁河沖積臺(tái)地Ⅱ2科古爾琴山?jīng)_積洪積臺(tái)地Ⅱ3喀什河沖積臺(tái)地ⅢⅢ1伊犁河沖積平原Ⅲ2鞏乃斯河平原ⅣⅣ1察布查爾天山山地Ⅳ2昭蘇—特克斯天山山地ⅤⅤ1特克斯河中游臺(tái)地Ⅴ2特克斯河下游平原ⅥⅥ1新源—鞏留天山山地Ⅵ2特克斯天山山地Ⅵ3昭蘇天山山地

2.2 分區(qū)情況

伊犁水土保持分區(qū)：將伊犁河谷劃分為6個(gè)一級(jí)區(qū)， 14個(gè)二級(jí)區(qū)，其中一級(jí)區(qū)主要參考大地構(gòu)造類型和土壤侵蝕狀況，包括Ⅰ(北部天山山區(qū))， Ⅱ(伊犁河丘陵區(qū))， Ⅲ(伊犁河谷地)， Ⅳ(中部天山山區(qū))， Ⅴ(昭蘇—特克斯盆地)和Ⅵ(南部天山山區(qū))； 二級(jí)區(qū)，則主要依據(jù)土地侵蝕類型和限制因子，并結(jié)合行政邊界和次級(jí)地貌類型區(qū)進(jìn)行劃分。詳見(jiàn)表3，圖3。

圖2 伊犁河谷土壤侵蝕空間分布 圖3 伊犁水土保持分區(qū)分布

(1)北部天山山區(qū)(Ⅰ)：包含2個(gè)水土保持二級(jí)區(qū)， Ⅰ1行政區(qū)劃包括霍城縣和伊寧縣北部，主要土壤侵蝕類型包括有西北部的凍融侵蝕和東南部的水力侵蝕，凍融侵蝕以微度、輕度為主； 水力侵蝕分布有輕度，中度和強(qiáng)度類型，以微度和輕度類型為主。Ⅰ2主要位于尼勒克縣大部分地區(qū)和新源縣北部，主要土壤侵蝕類型為凍融侵蝕，分布于該區(qū)的北部和東部，凍融侵蝕以微度、輕度為主，輕度凍融侵蝕有較高的比重，其余區(qū)域主要是微度水力侵蝕類型。

(2)伊犁河丘陵區(qū)(Ⅱ)：包含3個(gè)水土保持二級(jí)區(qū)， Ⅱ1集中分布在霍城縣中部，以沖積臺(tái)地為主要地貌類型，土壤侵蝕類型以輕度和中度水力侵蝕為主，侵蝕力較大的灰鈣土廣泛分布，同時(shí)植被覆蓋度較低。Ⅱ2行政區(qū)劃為伊寧縣中部，以輕度和中度水力侵蝕為主。Ⅱ3為喀什河的中游流域，位于尼勒克縣的西南部，分布有一定范圍的輕度和中度水力侵蝕。

(3)伊犁河谷地(Ⅲ)：包含2個(gè)水土保持二級(jí)區(qū)， Ⅲ1屬于伊犁河上游的沖積平原區(qū)，行政區(qū)劃包括霍城縣、伊寧縣南部、伊寧市全部和察布查爾錫伯自治縣北部，西側(cè)分布有圖開(kāi)沙漠，為風(fēng)力侵蝕分布區(qū)域，東南側(cè)有一定的輕度水力侵蝕分布，其余區(qū)域則以微度水力侵蝕為主。Ⅲ2為鞏乃斯河的沖積平原區(qū)，分布在鞏留縣、尼勒克縣和新源縣的部分區(qū)域，除西南部有少量的輕度水力侵蝕分布，其余區(qū)域以微度水力侵蝕為主。

(4)中部天山山區(qū)(Ⅳ)：包含2個(gè)水土保持二級(jí)區(qū)， Ⅳ1位于察布查爾錫伯自治縣南部的中部天山山區(qū)，分布有廣泛的中度和輕度水力侵蝕，并有少部分的輕度凍融侵蝕。Ⅳ2的行政范圍包括昭蘇縣和特克斯縣的北部，在北部分布有少量?jī)鋈谇治g，其他區(qū)域均為微度水力侵蝕。

(5)昭蘇—特克斯盆地(Ⅴ)：包含2個(gè)水土保持二級(jí)區(qū)， Ⅴ1行政范圍包括鞏留縣中南部和特克斯縣北部，土壤侵蝕類型主要是輕度水力侵蝕和局部的強(qiáng)度水力侵蝕，主要分布在該區(qū)的北部和西部，其余區(qū)域?yàn)槲⒍人η治g。Ⅴ2為特克斯下游的沖積平原區(qū)，位于昭蘇縣的中部，水土保持情況較好，輕度及以上土壤侵蝕零星分布，廣泛分布微度水力侵蝕。

(6)南部天山山區(qū)(Ⅵ)：包含3個(gè)水土保持二級(jí)區(qū)， Ⅵ1為新源縣和鞏留縣的南部天山山區(qū)，微度凍融侵蝕主要分布在該區(qū)的南部，北部則為微度水力侵蝕，零星分布有中度和強(qiáng)度水力侵蝕。Ⅵ2位于特克斯縣南部山區(qū)，主要土壤侵蝕類型為凍融侵蝕，以微度為主，局部為輕度，同時(shí)，還分布有局部的輕度、中度和強(qiáng)度水力侵蝕。Ⅵ3分布在昭蘇縣的南部天山區(qū)域，主要侵蝕類型是凍融侵蝕，水力侵蝕在局部較為嚴(yán)重。

2.3 分區(qū)治理方案

2.3.1 天山山區(qū)治理方案

天山山區(qū)涉及的范圍包括Ⅰ(北部天山山區(qū))、 Ⅳ(中部天山山區(qū))和Ⅵ(南部天山山區(qū))，分為3個(gè)一級(jí)區(qū)、 7個(gè)二級(jí)區(qū)。該區(qū)域以水力侵蝕和凍融侵蝕為主，水力侵蝕的主要限制因子是坡度坡長(zhǎng)因子、植被覆蓋度和降雨侵蝕力，主要進(jìn)行凍融侵蝕治理和植被恢復(fù)。其中Ⅵ2(特克斯天山山地)和Ⅵ3(昭蘇天山山地)凍融侵蝕面積較大，是凍融侵蝕的重點(diǎn)治理區(qū)域； Ⅰ1(霍城—伊寧天山山地)和Ⅳ1(察布查爾天山山地)中海拔范圍的草地覆蓋度低，土壤侵蝕量較大，是水力侵蝕的重點(diǎn)治理區(qū)域； Ⅰ2(尼勒克天山山地)、Ⅳ2(昭蘇—特克斯天山山地)和Ⅵ1(新源—鞏留天山山地)雖然存在輕微度凍融侵蝕和水力侵蝕，但是植被覆蓋度高，水土保持狀況良好，是凍融侵蝕和水力侵蝕的重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)。

表4 天山山區(qū)各個(gè)分區(qū)侵蝕類型及其治理方案

一級(jí)分區(qū)二級(jí)分區(qū)主要侵蝕類型治理方案北部天山山區(qū)霍城—伊寧天山山地水力侵蝕。采取工程措施和生物措施進(jìn)行治理。①漿砌石谷坊+生物谷坊。生物谷坊樁料選紅柳[33]。②中海拔區(qū)域：上坡段種植紅棗、葡萄等經(jīng)濟(jì)作物，配套工程有水平溝和滴灌；在坡面背陰面，主要選擇榆樹(shù)和楊樹(shù)等樹(shù)種種植水保林，配套工程措施有水平溝和渠道灌溉。③低海拔區(qū)域：主要是撒播草籽[34]尼勒克天山山地凍融侵蝕、水力侵蝕。在山坡上挖掘魚鱗坑種植人工沙棘林，并在林間飛播多年生牧草紫花苜蓿，增加地表植被覆蓋中部天山山區(qū)察布查爾天山山地水力侵蝕，生態(tài)經(jīng)濟(jì)型治理模式。高海拔上沿等高線營(yíng)造水土保持林(變色柳、金枝柳等)；修筑山坡截流溝；中海拔經(jīng)濟(jì)林選擇蘋果、野生核桃、雜交榛等；在經(jīng)濟(jì)林帶間套種牧草(白三葉草和紫花苜蓿)[35]昭蘇—特克斯天山山地凍融侵蝕、水力侵蝕。生物預(yù)防保護(hù)模式[36]。加強(qiáng)對(duì)天然植被的保護(hù)，嚴(yán)禁亂砍濫伐，杜絕過(guò)度放牧，避免草場(chǎng)的退化和沙化南部天山山區(qū)新源—鞏留天山山地凍融侵蝕、水力侵蝕。山坡截流溝+檸條生物籬[37?38]。在局部地形陡峭地區(qū)，修筑山坡截流，單行密集種植檸條，在檸條帶間補(bǔ)種牧草，形成灌草結(jié)合的人工草地特克斯天山山地凍融侵蝕。生態(tài)旅游型治理模式[39?40]。分為旅游景觀和水土保持景觀兩大功能區(qū)。A．旅游景觀功能區(qū)。①嚴(yán)格控制工程項(xiàng)目的水土流失，索道、住宿房屋、游玩設(shè)施等。②合理設(shè)計(jì)游客游覽路線。③科學(xué)調(diào)節(jié)旅游生態(tài)環(huán)境容量，保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境。B．水土保持景觀功能區(qū)。①山頂種植水土保持林，②山腰等高種植經(jīng)濟(jì)林帶，建設(shè)攔水溝埂，可將攔蓄水用于生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)林的樹(shù)種可選蘋果、核桃、雜交榛等，開(kāi)發(fā)采摘園。③山腳種植紫花苜蓿，昭蘇天山山地凍融侵蝕。①山坡截流溝工程。在該區(qū)的高寒荒漠地帶修建山坡截流溝，截短坡長(zhǎng)，阻截徑流，減免徑流沖刷。②在該區(qū)冰川和高寒荒漠種植伊犁心葉駝絨藜。增加植被覆蓋，對(duì)凍融侵蝕易發(fā)生的路坡、溝壁、渠坡、河床等處進(jìn)行植被恢復(fù)工作。③加強(qiáng)對(duì)滑坡、泥石流多發(fā)區(qū)的預(yù)防措施。④采取封育措施。減少人為活動(dòng)對(duì)凍融侵蝕地區(qū)的影響，同時(shí)加快植被的恢復(fù)速度。⑤加強(qiáng)凍融侵蝕區(qū)水土流失監(jiān)測(cè)，建立凍融侵蝕數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)凍融侵蝕的預(yù)防、保護(hù)和治理提供科學(xué)依據(jù)

表5 伊犁河谷丘陵地區(qū)各個(gè)分區(qū)侵蝕類型及其治理方案

2.3.2 伊犁河谷丘陵地區(qū)治理方案

伊犁河谷丘陵地區(qū)涉及的范圍包括Ⅱ(伊犁河丘陵區(qū))、Ⅲ(伊犁河谷地)和Ⅴ(昭蘇—特克斯盆地)，分為3個(gè)一級(jí)區(qū)， 7個(gè)二級(jí)區(qū)。該區(qū)域以水力侵蝕為主，主要限制因子是坡度坡長(zhǎng)因子、植被覆蓋度和降雨侵蝕力，僅伊犁河沖積平原存在風(fēng)力侵蝕。Ⅲ2(鞏乃斯河平原)和Ⅴ2(特克斯河下游平原)水土保持情況較好，是預(yù)防保護(hù)區(qū)域，其他分區(qū)均存在由于不同限制因子導(dǎo)致的水土流失，其中Ⅱ1(霍城伊犁河沖積臺(tái)地)、Ⅱ2(科古爾琴山?jīng)_積洪積臺(tái)地)、Ⅱ3(喀什河沖積臺(tái)地)需要進(jìn)行重點(diǎn)防范和控制。該區(qū)域治理方案主要以工程措施和人工植被恢復(fù)結(jié)合為主進(jìn)行治理，工程措施包括水平溝、魚鱗坑、等高種植、截流溝等，植被恢復(fù)主要選擇適合研究區(qū)域生長(zhǎng)的駝絨黎、苜蓿、新疆楊、小葉白蠟、沙棘和紅柳等。

3 結(jié)論

該文運(yùn)用水力、風(fēng)力和凍融侵蝕計(jì)算方法，對(duì)伊犁河谷進(jìn)行水土流失評(píng)價(jià)和水土保持綜合分區(qū)。研究結(jié)果表明：

(1)伊犁河谷以水力侵蝕為主，凍融侵蝕次之，風(fēng)力侵蝕面積最小。水力侵蝕達(dá)到研究區(qū)總面積的83.42%，以微度和輕度水力侵蝕為主，其中微度水力侵蝕在各縣(市)均有大面積分布。凍融侵蝕面積比重為16.1%，集中分布于南部、中部和北部天山山區(qū)的高寒區(qū)域，其中昭蘇縣和特克斯縣南部?jī)鋈谇治g面積較大，是重點(diǎn)治理區(qū)域。風(fēng)力侵蝕皆為中度侵蝕類型，僅占研究區(qū)總面積的0.49%，集中分布在霍城縣西南部圖開(kāi)沙漠區(qū)域。

(2)伊犁河谷水土保持劃分為6個(gè)一級(jí)區(qū)， 14個(gè)二級(jí)區(qū)。一級(jí)區(qū)主要體現(xiàn)了大地構(gòu)造類型和土壤侵蝕狀況，包括Ⅰ(北部天山山區(qū))、 Ⅱ(伊犁河丘陵區(qū))、 Ⅲ(伊犁河谷地)、 Ⅳ(中部天山山區(qū))、 Ⅴ(昭蘇—特克斯盆地)和Ⅵ(南部天山山區(qū))； 二級(jí)區(qū)則主要體現(xiàn)土地侵蝕類型、限制因子、行政邊界和次級(jí)地貌類型區(qū)等的特點(diǎn)。

(3)伊犁河谷的侵蝕分區(qū)治理： ①高寒區(qū)域包括Ⅰ(北部天山山區(qū))、 Ⅳ(中部天山山區(qū))和Ⅵ(南部天山山區(qū))等3個(gè)一級(jí)區(qū)，共有7個(gè)二級(jí)區(qū)，以水力侵蝕和凍融侵蝕為主。Ⅵ2(特克斯天山山地)和Ⅵ3(昭蘇天山山地)是凍融侵蝕重點(diǎn)治理區(qū)，治理措施以工程措施和植被恢復(fù)為主； Ⅰ1(霍城—伊寧天山山地)和Ⅳ1(察布查爾天山山地)是水力侵蝕重點(diǎn)治理區(qū)，主要進(jìn)行人工經(jīng)濟(jì)林與草地種植； Ⅰ2(尼勒克天山山地)、Ⅳ2(昭蘇—特克斯天山山地)和Ⅵ1(新源—鞏留天山山地)是土壤侵蝕防治區(qū)，重點(diǎn)采取封育措施對(duì)天然植被進(jìn)行保護(hù)。河谷丘陵區(qū)包括Ⅱ(伊犁河丘陵區(qū))、Ⅲ(伊犁河谷地)和Ⅴ(昭蘇—特克斯盆地)等3個(gè)一級(jí)區(qū)，共有7個(gè)二級(jí)區(qū)，以水力侵蝕為主，僅伊犁河沖積平原存在風(fēng)力侵蝕。Ⅲ2(鞏乃斯河平原)和Ⅴ2(特克斯河下游平原)水土保持情況較好，以預(yù)防和保護(hù)為主，主要是對(duì)天然植被的保護(hù)； 其他分區(qū)均存在不同程度的水土流失，包括Ⅱ1(霍城伊犁河沖積臺(tái)地)、Ⅱ2(科古爾琴山?jīng)_積洪積臺(tái)地)、Ⅱ3(喀什河沖積臺(tái)地)，主要采取工程措施與生物措施結(jié)合的方式進(jìn)行治理。

[1] Graaff J D，Aklilu A，Ouessar M，et al.The development of soil and water conservation policies and practices in five selected countries from 1960 to 2010.Land Use Policy， 2013, 32(3): 165～174

[2] Wang B， Zheng F，R?mkens M J M，et al.Soil erodibility for water erosion：A perspective and Chinese experiences.Geomorphology， 2013, 187(187): 1～10

[3] 朱洪芬， 楊營(yíng)，畢如田.基于GIS和RS的繁峙縣土壤侵蝕研究.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃， 2014， 35(5)： 44-47， 60

[4] 陳思旭， 楊小喚，肖林林，等.基于RUSLE模型的南方丘陵山區(qū)土壤侵蝕研究.資源科學(xué)， 2014, 36(6): 1288～1297

[5] 查良松， 鄧國(guó)徽，谷家川.1992～2013年巢湖流域土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化.地理學(xué)報(bào)， 2015, 70(11): 1708～1719

[6] 楊新. 中國(guó)土壤侵蝕分區(qū)及土壤流失調(diào)查.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)， 2011, 20(4): 131～136

[7] 胡續(xù)禮. 淮河流域水土保持監(jiān)測(cè)分區(qū)及其站點(diǎn)布局研究.泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2013

[8] 李銳. 中國(guó)主要水蝕區(qū)土壤侵蝕過(guò)程與調(diào)控研究.水土保持通報(bào)， 2011, 31(5): 1～6

[9] 張超， 王治國(guó)，王秀茹，等.我國(guó)水土保持區(qū)劃的回顧與思考.中國(guó)水土保持科學(xué)， 2008, 6(4): 100～104

[10]趙巖， 王治國(guó)，孫保平，等.中國(guó)水土保持區(qū)劃方案初步研究.地理學(xué)報(bào)， 2013, 68(3): 307～317

[11]葛永剛， 崔鵬，林勇明，等.綜合137Cs，RS和GIS的土壤侵蝕評(píng)估和預(yù)測(cè)——以云南小江流域?yàn)槔?遙感學(xué)報(bào)， 2014, 18(4): 887～901

[12]易玲. 中國(guó)水力侵蝕風(fēng)險(xiǎn)研究.北京:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 2017

[13]崔潤(rùn)利， 徐萬(wàn)江，劉建新.訥河市土壤侵蝕分區(qū)治理模式.水土保持應(yīng)用技術(shù)， 2010,(2)： 33～35

[14]仲亞婷， 張文太，黃俊華，等.伊犁河谷不同草地類型坡面水土保持效應(yīng)的模擬降雨試驗(yàn).水土保持通報(bào)， 2016, 36(6): 21～25

[15]楊龍， 賀光華.伊犁河流域灌區(qū)水土流失防治對(duì)策.水利發(fā)展研究， 2006,(6)： 33～35

[16]劉毅. 伊犁黃土滑坡特征、成因及穩(wěn)定性分析.石河子:石河子大學(xué)， 2015

[17]李小華， 曹月娥，楊建軍.人工模擬降雨條件下伊犁河流域黃土區(qū)土壤侵蝕試驗(yàn)分析.水土保持學(xué)報(bào)， 2016, 30(1): 36～40

[18]朱成剛， 李衛(wèi)紅，李大龍，等.伊犁河谷土壤理化性質(zhì)及可蝕性特征分析.資源科學(xué)， 2016, 38(7): 1212～1221

[19]李大龍， 楊井，李衛(wèi)紅，等.基于GIS和USLE的伊犁河谷土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià).生態(tài)學(xué)雜志， 2016, 35(4): 942～951

[20]許爾琪， 張紅旗，董光龍.伊犁河谷土壤水力侵蝕的時(shí)空變化研究.資源科學(xué)， 2016, 38(7): 1203～1211

[21]Renard K G.Predicting soil erosion by water：A guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss equation(RUSLE)， 1997

[22]謝紅霞， 郭麗英.經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃， 2012, 33(2): 1～8

[23]Wischmerie W H, Smith D D.Predicting rainfall-erosion losses from cropland east of the Rocky Mountains：a guide to conservation planning.Agric.Hardbook.，1965， 282： 1～17

[24]Williams J R， Arnold J G.A system of erosion sediment yield models.Soil Technology， 1997, 11(1): 43～55

[25]馬超飛， 馬建文，布和敖斯?fàn)?USLE模型中植被覆蓋因子的遙感數(shù)據(jù)定量估算.水土保持通報(bào)， 2001, 21(4): 6～9

[26]陳龍， 謝高地，張昌順，等.瀾滄江流域土壤侵蝕的空間分布特征.資源科學(xué)， 2012, 34(7): 1240～1247

[27]李軍， 游松財(cái)，黃敬峰.基于GIS的中國(guó)陸地表面粗糙度長(zhǎng)度的空間分布.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版)， 2006, 24(2): 185～189

[28]李成六， 馬金輝，唐志光，等.基于GIS的三江源區(qū)凍融侵蝕強(qiáng)度評(píng)價(jià).中國(guó)水土保持， 2011,(4)： 41～43， 69

[29]張建國(guó)， 劉淑珍，楊思全.西藏凍融侵蝕分級(jí)評(píng)價(jià).地理學(xué)報(bào)， 2006, 61(9): 911～918

[30]李智廣， 劉淑珍，張建國(guó)，等.我國(guó)凍融侵蝕的調(diào)查方法.中國(guó)水土保持科學(xué)， 2012, 10(4): 1～5

[31]王莉雁， 肖燚，江凌，等.青藏高原凍融侵蝕敏感性評(píng)價(jià)與分析.冰川凍土， 2017, 39(1): 61～69

[32]張娟， 沙占江，王靜慧，等.基于遙感和GIS的青海湖流域凍融侵蝕研究.冰川凍土， 2012, 34(2): 375～381

[33]羅明舉. 淺談水土保持工程防治措施.科技資訊， 2009,(10)： 147

[34]范天文， 崔國(guó)盈.伊犁河谷退耕還草的模式及生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益探討.新疆畜牧業(yè)， 2004,(4)： 58～60

[35]李興蓮. 果園套種牧草的作用和意義.當(dāng)代畜牧， 2014,(29)： 85～86

[36]程偉. 論水土保持治理中工程措施與植物措施的結(jié)合應(yīng)用——以寶清縣郝家小流域?yàn)槔?黑龍江水利， 2016, 2(11): 93～94

[37]高盛香. 檸條帶間補(bǔ)播優(yōu)良牧草是黃土高原丘陵山地及沙地自然植被恢復(fù)的有效途徑.內(nèi)蒙古教育學(xué)院學(xué)報(bào)， 1995,(2-3)： 188， 193～195

[38]徐寬梅， 王玉荊.伊犁河谷檸條造林技術(shù).農(nóng)村科技， 2010,(9)： 82

[39]王光杰. 伊犁觀光果業(yè)方興未艾.中國(guó)林業(yè)， 2011,(6)： 33

[40]楊順利， 金綏慶，黨維勤.關(guān)于新疆水土保持治理模式的思考.中國(guó)水土保持， 2013,(12)： 10～12

[41]歐陽(yáng)鋮人， 吳伯志.水土保持耕作措施的研究進(jìn)展及展望.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué))， 2017, 32(4): 718～726

[42]夏岑嶺， 史志剛，歐巖鋒，等.坡耕地水土保持主要耕作措施研究.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 2000， (23)： 769～772

[43]艾買爾江·吾斯曼， 王冀川，阿依謝姆古麗·玉蘇普，等.新疆林(果)麥間作原理與技術(shù).江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2016, 44(11): 72～77

[44]邱勝彬. 新疆克拉瑪依市水土保持規(guī)劃.西安：西安理工大學(xué)， 2003

[45]余新曉. 關(guān)于平原區(qū)的水土保持問(wèn)題.水土保持學(xué)報(bào)， 2012, 26(4): 271～278