李子軒， 鄒海天， 趙 輝， 齊建懷

(1.海河流域水土保持監(jiān)測中心站，300170，天津；2.水利部水土保持監(jiān)測中心，100053，北京)

水土流失重點預(yù)防區(qū)和重點治理區(qū)(以下簡稱“水土流失重點防治區(qū)”)的劃分是因地制宜落實水土保持工作方針，實施分類指導(dǎo)和分區(qū)防治戰(zhàn)略[1]的基礎(chǔ),其涉及國家、省、市和縣4級人民政府，且為便于管理，應(yīng)滿足不同級別間空間不相互重疊的原則要求[1- 2]。2015年，國務(wù)院批復(fù)的《全國水土保持規(guī)劃(2015—2030年)》劃分了40個國家級水土流失重點防治區(qū)，其中：國家級重點預(yù)防區(qū)23個，涉及28個省(自治區(qū)、直轄市)，460個縣(區(qū)、市、旗)，縣域總面積334.4萬km2(其中重點預(yù)防區(qū)域面積43.92萬km2)；國家級重點治理區(qū)17個，涉及24個省(自治區(qū)、直轄市)631個縣(市區(qū)、旗)，縣域總面積163.65萬km2(其中重點治理區(qū)域面積49.44萬km2)。各地也相繼開展了省級、縣級水土流失重點防治區(qū)劃分工作。省級重點防治區(qū)劃分一般多以縣級行政區(qū)為單元[3]，其中重點防治區(qū)集中連片面積一般在1 000 km2以上；或以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基本劃分單元[4- 6]，其中重點防治區(qū)集中連片面積一般在10～100 km2及以上。北京市以小流域為最小單元進(jìn)行重點防治區(qū)復(fù)核劃分[7]。省級劃定的重點防治區(qū)面積一般約占省級行政區(qū)面積30%～70%，少數(shù)涵括整個省域面積?？h級一般以鄉(xiāng)鎮(zhèn)[8]或行政村[9]為單元，劃分水土流失重點防治區(qū)域。

我國水土流失重點防治區(qū)劃定工作尚未完成[10]，國家級水土流失重點防治區(qū)重點防治面積尚未“落地”。按照各級水土流失重點防治區(qū)空間不相互重疊原則，這在一定程度上影響了省級及以下水土流失重點防治區(qū)劃定；因此，劃定縣域尺度重點治理區(qū)域的具體邊界，是協(xié)調(diào)各級重點防治區(qū)空間范圍，開展水土流失監(jiān)測，實施動態(tài)監(jiān)管，落實水土流失防治責(zé)任的基礎(chǔ)。筆者以平山縣為例，研究縣域尺度重點治理區(qū)域范圍的劃定方法，為國家級水土流失重點防治區(qū)重點治理面積“落地”提供實證。

1 研究區(qū)概況

河北省平山縣，屬太行山國家級水土流失重點治理區(qū)，位于E 113°31′～114°15′，N 38°09′～38°45′，土地總面積2 648.00 km2。境內(nèi)北、西、南三面環(huán)山，成簸箕狀地貌輪廓，地勢自東南向西北逐漸升高，地貌類型依次為丘陵、低山、中山、亞高山。境內(nèi)片麻巖、變質(zhì)巖分布廣泛，土壤以棕壤、褐土和草甸土為主。屬暖溫帶落葉闊葉林，2017年全縣植被覆蓋率67.56%。屬暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風(fēng)氣候，冬春寒干，夏季炎熱多雨，秋高氣爽，四季分明，年平均氣溫12.7～14 ℃，極端最高氣溫42.5 ℃，極端最低氣溫為-17.9 ℃，年平均風(fēng)速2.2 m/s，多年平均降水量530～690 mm。境內(nèi)河流均系海河流域子牙河水系滹沱河支流，多年平均徑流深189.8 mm，多年平均徑流系數(shù)28%。據(jù)全國第1次水利普查水土保持情況普查，至2011年底，全縣共有水土流失面積1 348.38 km2，約占土地總面積的50%，以水蝕為主。

2 材料與方法

收集國家級水土流失重點防治區(qū)劃分成果、平山縣級和鄉(xiāng)級行政區(qū)劃、1∶5萬地形圖等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，以及縣域土地利用、植被覆蓋、土壤侵蝕、水土流失治理工程等基礎(chǔ)資料。根據(jù)《全國水土保持規(guī)劃國家級水土流失重點防治區(qū)復(fù)核劃分結(jié)果》(2013年)，平山縣國家級水土流失重點治理區(qū)域面積為1 106.80 km2(僅有數(shù)量，無空間分布)。筆者以此作為基準(zhǔn)參照值，進(jìn)行平山縣國家級重點治理區(qū)域劃定和結(jié)果分析評價。

1)利用ArcGIS軟件，基于1∶5萬地形圖和鄉(xiāng)級行政區(qū)劃圖，提取等高線、高程點等數(shù)據(jù)，以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界和小流域邊界，完成小流域劃分，建立拓?fù)潢P(guān)系。據(jù)統(tǒng)計，平山縣現(xiàn)有25個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(30～240 km2)，共劃分為118個小流域(10～90 km2)。

2)參照《全國水土保持規(guī)劃國家級水土流失重點防治區(qū)復(fù)核劃分技術(shù)導(dǎo)則(試行)》[11]，通過遙感解譯和資料收集等方法，獲取土地利用、土壤侵蝕等定量指標(biāo)(表1)，以及國家主體功能區(qū)、重點治理工程和反映水土流失危害程度大小、治理迫切程度等定性因素，構(gòu)建縣域尺度重點治理區(qū)域劃分指標(biāo)體系。

表1 水土流失重點治理區(qū)域劃分指標(biāo)Tab.1 Division index of key control area of soil and water loss

3)分別以鄉(xiāng)級行政區(qū)和小流域為劃分單元計算定量指標(biāo)。利用ArcGIS軟件，將鄉(xiāng)鎮(zhèn)界和小流域界矢量數(shù)據(jù)，分別與縣域土壤侵蝕、土地利用專題數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加分析，篩選符合定量指標(biāo)劃分標(biāo)準(zhǔn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)或小流域，匯總統(tǒng)計其面積，并與基準(zhǔn)參照值進(jìn)行對比。

4)根據(jù)定量計算結(jié)果，將以鄉(xiāng)級行政區(qū)為單元的劃分結(jié)果和以小流域為單元的劃分結(jié)果進(jìn)行疊加綜合分析，在保證劃定區(qū)域相對集中連片的基礎(chǔ)上，綜合考慮國家主體功能區(qū)、重要水源區(qū)和水土流失重點治理工程分布情況等定性因素，調(diào)整部分區(qū)域，劃定重點治理區(qū)域的空間范圍。技術(shù)流程詳見圖1。

3 結(jié)果與分析

3.1 以鄉(xiāng)級行政區(qū)為單元的劃分結(jié)果

以鄉(xiāng)級行政區(qū)為劃分單元，利用ArcGIS軟件，空間分析、統(tǒng)計土壤侵蝕和坡耕地面積。平山縣25個鄉(xiāng)級行政區(qū)中水土流失面積比≥40%的有12個，其中中度以上水土流失面積比≥20%的有10個，分別為孟家莊鎮(zhèn)、蛟潭莊鎮(zhèn)、宅北鄉(xiāng)、營里鄉(xiāng)、下口鎮(zhèn)、下槐鎮(zhèn)、古月鎮(zhèn)、蘇家莊鄉(xiāng)、小覺鎮(zhèn)和楊家橋鄉(xiāng)，土地面積為1 358.81 km2，且所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)的坡耕地面積比均≤20%(見表2和圖2)。經(jīng)分析可知，以鄉(xiāng)級行政區(qū)為單元劃分的重點治理區(qū)域，能在較大程度上實現(xiàn)集中連片；但因劃分單元面積較大，易將部分植被覆蓋條件好、土壤侵蝕相對較輕的區(qū)域劃入重點治理區(qū)域，而將崗南水庫上游周邊等一些面積較小但水土流失較集中、需要重點關(guān)注和治理的區(qū)域剔除在外。坡耕地面積比指標(biāo)沒有參考意義。

3.2 以小流域為統(tǒng)計單元的劃分結(jié)果

以小流域為劃分單元，利用ArcGIS軟件，空間分析、統(tǒng)計土壤侵蝕和坡耕地面積。平山縣118條小流域中水土流失面積比≥40%的有64條，其中中度以上水土流失面積比≥20%的有56條，土地面積共計1 273.61 km2，且所有小流域的坡耕地面積比均≤20%(圖3)。經(jīng)分析可知，以小流域為單元劃分的重點治理區(qū)面積較接近基準(zhǔn)對照值；但劃定區(qū)域相對分散，不利于后續(xù)水土流失精準(zhǔn)治理和綜合管理。坡耕地面積比指標(biāo)沒有參考意義。

圖1 縣域尺度重點治理區(qū)域劃定技術(shù)流程圖Fig.1 Technical flow chart of key control area at the county scale

鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱Town name土地面積Land area/km2坡耕地面積比Area ratio of sloping land/%土壤侵蝕面積 Soil erosion area/km2微度Micro erosion輕度Mild erosion中度Moderate erosion強(qiáng)烈Intense erosion水土流失面積占比Area ratio of soil and water loss/%中度以上水土流失面積占比Area ratio of soil and water loss above moderate degree/%孟家莊鎮(zhèn)Mengjiazhuang106.973.7062.4223.1221.43041.6420.03蛟潭莊鎮(zhèn)Jiaotanzhuang149.052.2274.9830.0644.01049.7029.53宅北鄉(xiāng)Zhaibei107.328.7750.4533.2223.65052.9922.04營里鄉(xiāng)Yingli231.721.66103.0174.5454.17055.5423.38下口鎮(zhèn)Xiakou120.071.6448.8351.1520.08059.3320.89下槐鎮(zhèn)Xiahuai141.783.5749.1044.0148.580.0865.3734.33古月鎮(zhèn)Guyue129.444.5540.7968.2120.45068.4921.98蘇家莊鄉(xiāng)Sujiazhuang58.527.2018.3018.0522.18068.7337.09小覺鎮(zhèn)Xiaojue179.421.0345.1971.8662.37074.8134.76楊家橋鄉(xiāng)Yangjiaqiao134.511.0833.0059.6441.86075.4631.12

圖2 以鄉(xiāng)級行政區(qū)為單元劃分的重點治理區(qū)域Fig.2 Key control area based on the unit of township district

3.3 綜合定量和定性指標(biāo)的劃分結(jié)果

平山縣土壤侵蝕現(xiàn)狀表明，其水土流失嚴(yán)重區(qū)域多集中分布在崗南水庫上游。由分析圖2和圖3可知，無論以鄉(xiāng)級行政區(qū)為單元，還是以小流域為單元，劃定的重點治理區(qū)域面積，均與基準(zhǔn)參照值(即1 106.80 km2)有差距。為此，筆者利用ArcGIS軟件，將以鄉(xiāng)級行政區(qū)為單元的劃分結(jié)果和以小流域為單元的劃分結(jié)果進(jìn)行疊加計算，在同時滿足指標(biāo)1和指標(biāo)2要求的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，篩選出同時滿足指標(biāo)1和指標(biāo)2的小流域。然后，按相對集中連片的原則，綜合考慮平山縣駝梁國家級自然保護(hù)區(qū)、西柏坡—天桂山風(fēng)景名勝區(qū)等國家主體功能區(qū)，以及崗南水庫等重要水源區(qū)、西柏坡水土流失綜合治理和崗黃水庫坡改梯水土保持重點治理工程分布等定性指標(biāo)相關(guān)因素，將疊加結(jié)果外的6條小流域劃入重點治理區(qū)域。最終，確定平山縣重點治理區(qū)域面積為1 126.44 km2，涉及11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)56個小流域(表3和圖4)，接近基準(zhǔn)對照值，且分布合理。

4 結(jié)論與討論

通過平山縣重點治理區(qū)域劃定工作的開展，研究結(jié)論和有關(guān)問題歸納如下。

1)平山縣屬太行山國家級水土流失重點治理區(qū)，地形破碎，土壤侵蝕較為嚴(yán)重，劃定縣域水土流失重點治理區(qū)域范圍，對實施精準(zhǔn)治理，協(xié)調(diào)省級、縣級水土流失重點治理區(qū)的劃定十分重要。首先應(yīng)構(gòu)建符合區(qū)域?qū)嶋H的指標(biāo)體系，對不盡合理的定量指標(biāo)進(jìn)行甄選，對主觀隨意性強(qiáng)的定性指標(biāo)綜合考慮區(qū)域?qū)嶋H情況再行設(shè)定。只有設(shè)置科學(xué)準(zhǔn)確的定量指標(biāo)和操作性強(qiáng)的定性指標(biāo)，才能保證劃定結(jié)果相對合理。

2)單一以鄉(xiāng)級行政區(qū)或以小流域為單元，開展縣域尺度重點治理區(qū)域劃定工作，均存在一定局限性。結(jié)果與基準(zhǔn)參照值相比均存在差距，且易受劃分單元面積大小的影響；因此，在滿足相對集中連片、空間不相互重疊、便于動態(tài)監(jiān)管等原則下，綜合考慮不同尺度劃分結(jié)果的特點，適當(dāng)取舍，才能保證劃定結(jié)果較為合理。

圖3 以小流域為單元劃分的重點治理區(qū)域Fig.3 Key control area based on the unit of small watershed

劃分單元Division unit指標(biāo)Index基準(zhǔn)參照值Reference value/km2面積Area/km2鄉(xiāng)鎮(zhèn)Town指標(biāo)1≥40% 和 指標(biāo)2≥20%Index 1≥40% and Index 2≥20%1106.801358.81小流域Small watershed指標(biāo)1≥40% 和 指標(biāo)2≥20%Index 1≥40% and Index 2≥20%1273.61鄉(xiāng)鎮(zhèn)+小流域Town+small watershed指標(biāo)1≥40%和 指標(biāo)2≥20%Index1≥ 40% and Index 2≥20%1000.35鄉(xiāng)鎮(zhèn)+小流域(增選)Town+small watershed(co-opted)指標(biāo)1≥40% 和 指標(biāo)2≥20%Index 1≥40% and Index 2≥20%1126.44

圖4 綜合定量和定性指標(biāo)劃分的重點治理區(qū)域Fig.4 Key control area based on the quantitative and qualitative indexes

3)在縣域尺度劃定重點治理區(qū)域范圍，易受縣域自然條件和水土流失特性影響，采用的劃分指標(biāo)、劃分標(biāo)準(zhǔn)及劃分結(jié)果，在不同縣域千差萬別，難以復(fù)制；因此，應(yīng)先從國家層面或全國水土保持區(qū)劃一級區(qū)，自上而下，按不同層級的水土保持管理需求，進(jìn)行合理劃分，下一層級按空間不相重疊的原則，基于上一層級的劃分結(jié)果，劃定本級水土流失重點治理區(qū)域范圍。

4)國家級水土流失重點治理區(qū)重點治理區(qū)域劃定是一項重要的基礎(chǔ)性工作，應(yīng)實施動態(tài)管理。各級水行政主管部門應(yīng)根據(jù)水土流失發(fā)展、綜合防治以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等情況，通過水土流失動態(tài)監(jiān)測，定期進(jìn)行合理劃分或調(diào)整，并進(jìn)行公告。