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【摘 要】将2019 年度黄河流域(片)伏牛山中条山国家级水土流失重点治理区水土流失动态监测结果与2018年进行对比,结果表明:该区域水土流失面积减少,土壤侵蚀强度以轻度为主,侵蚀强度呈现由高强度向低强度明显转化的趋势。通过年度动态监测,掌握该区水土流失面积和动态变化状况,为当地科学推进水土流失综合防治工作提供重要数据支撑。
【关键词】水土流失;动态监测;遥感解译
水土保持是生态文明的重要内容,水土流失动态监测是实行水土保持最严格监管的重要基础和手段,是贯彻落实新时期水利发展总基调的基础性工作。准确掌握县级行政区年度水土流失动态变化,是水土保持目标责任考核、生态文明评价考核的基础支撑[1]。根据《全国水土流失动态监测规划(2018—2022年)》和年度动态监测工作安排,2019年黄河流域(片)伏牛山中条山国家级水土流失重点治理区继续开展了全覆盖的水土流失动态监测,进一步摸清了区域水土流失面积、强度和分布状况,为水土保持“强监管”提供了强有力的科学依据。
1 研究区概况
黄河流域(片)伏牛山中条山国家级水土流失重点治理区位于河南省西部和山西省南部地区,共涉及2省21县(市、区)总面积29288km2。地理位置在北纬33°33′~35°41′,东经110°14′~113°16′,地貌类型以低山丘陵为主,土壤类型主要有褐土、黄褐土和潮土。属暖温带半湿润季风气候,年均气温12.1~15.6℃,年均降水量700~1000mm。区域内部分地区地形破碎,沟壑纵横,坡耕地和荒坡较多,水源涵养功能较低,水土流失严重,治理难度较大。
2 研究方法
根据《区域水土流失动态监测技术规定(试行)》要求,研究区主要采用资料收集、遥感监测、野外调查、模型计算和统计分析等方法。在水力侵蚀地区,1采用中国土壤流失方程CSLE(Chinese Soil Loss Equation)计算土壤侵蚀模数。方程基本形式为:
式中,降雨侵蚀力因子R、土壤可蚀性因子K均采用水利部水土保监测中心统一下发的数据;坡长和坡度因子L、S采用北京师范大学开发的地形因子计算工具[2]计算得到;耕作措施和工程措施因子T、E是根据土地利用和水土保持措施解译成果,查水土保持耕作措施因子赋值表和水土保持工程措施因子表赋值;植被覆盖与生物措施因子B是利用MODIS归一化植被指数(NDVI)产品和TM多光谱影像,采用融合计算或参数修订的方法,得到24个半月30 m分辨率的植被覆盖度(FVC),再结合24个半月降雨侵蚀力因子比例计算得到。
通过模型计算,获取以县级行政区为单元的水土流失动态监测成果,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-2007)[3],评价每个栅格的土壤侵蚀强度,从而获得区域水土流失面积、强度和分布情况,并与2018年度動态监测成果进行动态变化分析。
3 结果与分析
3.1 2019年度水土流失监测结果
2019年度监测结果显示,该区域土壤侵蚀类型均为水力侵蚀,水土流失面积为9851.82 km2,占土地总面积的33.64%。侵蚀强度以轻度侵蚀为主,面积6907.70km2,占水土流失面积的70.11%;中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积分别为2256.43km2、460.70km2、201.79 km2、25.20 km2,占水土流失面积比例为22.90%、4.68%、2.05%、0.26%。
从空间分布来看,该区域轻度侵蚀主要发生在一些坡度较缓的耕地和覆盖度较低的林地、草地上;中度侵蚀主要发生在部分坡耕地和覆盖度较低的园地上;强烈及以上侵蚀占比较少,主要发生在一些有人为扰动的生产建设项目和农村道路等地类上。
3.2 年度水土流失动态变化情况
与2018年相比,研究区2019年水土流失面积减少了273.50km2,减幅2.70%。其中,轻度侵蚀面积增加437.95km2,增幅6.77%;中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积分别减少316.26 km2、210.53km2、136.02km2、48.64km2,减幅分别为12.29%、31.36%、40.27%、65.87%。
3.3结果及原因分析
通过查阅相关资料,该区域水土流失面积变化的主要原因有:
(1)城镇化加快发展
据统计结果显示,2018年,河南省城镇化率51.71%,比上一年提高1.55%;山西省城镇化率达58.41%,比上年末提高1.07个百分点。城镇化的快速发展,不断推进农村人口向城市转移,生产方式由乡村型向城镇型不断转化,集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化建设,引导人们对自然的干扰和破坏减少,从而减少了人为水土流失面积。
(2)水土保持措施持续发挥效益
区域内各项水土保持重点工程持续实施。2018年河南省全力推进水土保持重点工程建设,强化水土保持生态文明工程、水土保持科技示范园区建设管理,加强淤地坝安全运行管理;山西省不断加大水土保持投入力度,扩大治理范围,尤其是中央水利发展资金水土保持、坡耕地水土流失综合治理等项目综合治理成效显著。水土保持措施的有效实施,使区域内水土流失实现面积强度“双下降”。
(3)生产建设项目监管不断增强
2018年河南省和山西省陆续开展了生产建设项目水土保持“天地一体化”监管、生产建设项目水土保持专项监督检查,全面加强生产建设项目事中事后监管,严格落实水土保持“三同时”制度,有效遏制了由生产建设项目造成的人为水土流失。
(4)土地利用结构发生变化
2019年研究区解译土地利用全部采用2m分辨率遥感影像,与2018年采用的16m分辨率遥感影像相比,地物判别和边界勾绘的准确性有很大提高。不同土地利用类型对水土流失的影响不同,各种地类综合影响该区域2019年水土流失结果。由影像分辨率不同导致的两年遥感影解译结果存在较大差异,也是造成两年间水土流失面积变化的重要原因之一。
4 存在问题与思考
2019年是《全国水土流失动态监测规划(2018—2022年)》实施的第二年,相比第一年,各项工开展更加熟练有序,但仍存在一些问题:
(1)部分水土保持措施较难通过影像准确解译出来。从2米分辨率的遥感影像上一般比较容易解译出梯田、淤地坝等水土保持工程措施,但造林、封育等生物措施以及鱼鳞坑、谷坊等工程措施,较难直接通过影像确定其边界。建议加强与地方水保部门的沟通,以获取项目区水土保持措施的准确位置,校核解译成果。
(2)运用CSLE模型计算过程中,当不同因子数据的精度和分辨率不一致时,会对计算结果产生影响,使得计算结果有误差。建议统一使用相同精度的数据,提高计算结果准确性。
(3)CSLE模型中土壤可蚀性因子K和降雨侵蚀力因子R,数据由水利部监测中心统一下发,但在个别地区会出现异常值,建议使用时要注意判别。
参考文献:
[1]蒲朝勇.贯彻落实十九大精神 做好新时代水土保持工作[J].中国水土保持,2017(12):1-6.
[2]符素华刘宝元,周贵云,等.坡长坡度因子计算工具[J].中国水土保持科学,2015,13(5):105-110.
[3]中华人民共和国水利部水土保持司.土壤侵蚀分类分级标准(SL 190—2007)[S].北京:中国水利水电出版社,2008:8.
作者简介:
张亚琳(1991 -),女,助理工程师。主要研究方向:水土保持遥感监测。
(作者单位:黄河流域水土保持生态环境监测临潼分中心)
【关键词】水土流失;动态监测;遥感解译
水土保持是生态文明的重要内容,水土流失动态监测是实行水土保持最严格监管的重要基础和手段,是贯彻落实新时期水利发展总基调的基础性工作。准确掌握县级行政区年度水土流失动态变化,是水土保持目标责任考核、生态文明评价考核的基础支撑[1]。根据《全国水土流失动态监测规划(2018—2022年)》和年度动态监测工作安排,2019年黄河流域(片)伏牛山中条山国家级水土流失重点治理区继续开展了全覆盖的水土流失动态监测,进一步摸清了区域水土流失面积、强度和分布状况,为水土保持“强监管”提供了强有力的科学依据。
1 研究区概况
黄河流域(片)伏牛山中条山国家级水土流失重点治理区位于河南省西部和山西省南部地区,共涉及2省21县(市、区)总面积29288km2。地理位置在北纬33°33′~35°41′,东经110°14′~113°16′,地貌类型以低山丘陵为主,土壤类型主要有褐土、黄褐土和潮土。属暖温带半湿润季风气候,年均气温12.1~15.6℃,年均降水量700~1000mm。区域内部分地区地形破碎,沟壑纵横,坡耕地和荒坡较多,水源涵养功能较低,水土流失严重,治理难度较大。
2 研究方法
根据《区域水土流失动态监测技术规定(试行)》要求,研究区主要采用资料收集、遥感监测、野外调查、模型计算和统计分析等方法。在水力侵蚀地区,1采用中国土壤流失方程CSLE(Chinese Soil Loss Equation)计算土壤侵蚀模数。方程基本形式为:
式中,降雨侵蚀力因子R、土壤可蚀性因子K均采用水利部水土保监测中心统一下发的数据;坡长和坡度因子L、S采用北京师范大学开发的地形因子计算工具[2]计算得到;耕作措施和工程措施因子T、E是根据土地利用和水土保持措施解译成果,查水土保持耕作措施因子赋值表和水土保持工程措施因子表赋值;植被覆盖与生物措施因子B是利用MODIS归一化植被指数(NDVI)产品和TM多光谱影像,采用融合计算或参数修订的方法,得到24个半月30 m分辨率的植被覆盖度(FVC),再结合24个半月降雨侵蚀力因子比例计算得到。
通过模型计算,获取以县级行政区为单元的水土流失动态监测成果,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-2007)[3],评价每个栅格的土壤侵蚀强度,从而获得区域水土流失面积、强度和分布情况,并与2018年度動态监测成果进行动态变化分析。
3 结果与分析
3.1 2019年度水土流失监测结果
2019年度监测结果显示,该区域土壤侵蚀类型均为水力侵蚀,水土流失面积为9851.82 km2,占土地总面积的33.64%。侵蚀强度以轻度侵蚀为主,面积6907.70km2,占水土流失面积的70.11%;中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积分别为2256.43km2、460.70km2、201.79 km2、25.20 km2,占水土流失面积比例为22.90%、4.68%、2.05%、0.26%。
从空间分布来看,该区域轻度侵蚀主要发生在一些坡度较缓的耕地和覆盖度较低的林地、草地上;中度侵蚀主要发生在部分坡耕地和覆盖度较低的园地上;强烈及以上侵蚀占比较少,主要发生在一些有人为扰动的生产建设项目和农村道路等地类上。
3.2 年度水土流失动态变化情况
与2018年相比,研究区2019年水土流失面积减少了273.50km2,减幅2.70%。其中,轻度侵蚀面积增加437.95km2,增幅6.77%;中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积分别减少316.26 km2、210.53km2、136.02km2、48.64km2,减幅分别为12.29%、31.36%、40.27%、65.87%。
3.3结果及原因分析
通过查阅相关资料,该区域水土流失面积变化的主要原因有:
(1)城镇化加快发展
据统计结果显示,2018年,河南省城镇化率51.71%,比上一年提高1.55%;山西省城镇化率达58.41%,比上年末提高1.07个百分点。城镇化的快速发展,不断推进农村人口向城市转移,生产方式由乡村型向城镇型不断转化,集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化建设,引导人们对自然的干扰和破坏减少,从而减少了人为水土流失面积。
(2)水土保持措施持续发挥效益
区域内各项水土保持重点工程持续实施。2018年河南省全力推进水土保持重点工程建设,强化水土保持生态文明工程、水土保持科技示范园区建设管理,加强淤地坝安全运行管理;山西省不断加大水土保持投入力度,扩大治理范围,尤其是中央水利发展资金水土保持、坡耕地水土流失综合治理等项目综合治理成效显著。水土保持措施的有效实施,使区域内水土流失实现面积强度“双下降”。
(3)生产建设项目监管不断增强
2018年河南省和山西省陆续开展了生产建设项目水土保持“天地一体化”监管、生产建设项目水土保持专项监督检查,全面加强生产建设项目事中事后监管,严格落实水土保持“三同时”制度,有效遏制了由生产建设项目造成的人为水土流失。
(4)土地利用结构发生变化
2019年研究区解译土地利用全部采用2m分辨率遥感影像,与2018年采用的16m分辨率遥感影像相比,地物判别和边界勾绘的准确性有很大提高。不同土地利用类型对水土流失的影响不同,各种地类综合影响该区域2019年水土流失结果。由影像分辨率不同导致的两年遥感影解译结果存在较大差异,也是造成两年间水土流失面积变化的重要原因之一。
4 存在问题与思考
2019年是《全国水土流失动态监测规划(2018—2022年)》实施的第二年,相比第一年,各项工开展更加熟练有序,但仍存在一些问题:
(1)部分水土保持措施较难通过影像准确解译出来。从2米分辨率的遥感影像上一般比较容易解译出梯田、淤地坝等水土保持工程措施,但造林、封育等生物措施以及鱼鳞坑、谷坊等工程措施,较难直接通过影像确定其边界。建议加强与地方水保部门的沟通,以获取项目区水土保持措施的准确位置,校核解译成果。
(2)运用CSLE模型计算过程中,当不同因子数据的精度和分辨率不一致时,会对计算结果产生影响,使得计算结果有误差。建议统一使用相同精度的数据,提高计算结果准确性。
(3)CSLE模型中土壤可蚀性因子K和降雨侵蚀力因子R,数据由水利部监测中心统一下发,但在个别地区会出现异常值,建议使用时要注意判别。
参考文献:
[1]蒲朝勇.贯彻落实十九大精神 做好新时代水土保持工作[J].中国水土保持,2017(12):1-6.
[2]符素华刘宝元,周贵云,等.坡长坡度因子计算工具[J].中国水土保持科学,2015,13(5):105-110.
[3]中华人民共和国水利部水土保持司.土壤侵蚀分类分级标准(SL 190—2007)[S].北京:中国水利水电出版社,2008:8.
作者简介:
张亚琳(1991 -),女,助理工程师。主要研究方向:水土保持遥感监测。
(作者单位:黄河流域水土保持生态环境监测临潼分中心)