2018—2022年安徽省水土流失動態(tài)變化分析

高小強 郭憲杰 鳳海明 步永偉 朱繼鵬 周祖煜

［關鍵詞］ 水土流失；動態(tài)監(jiān)測；重點防治區(qū)；安徽?。?018—2022年

［摘 要］ 通過對安徽省省級防治區(qū)、省級水土流失重點防治區(qū)縣及省級水土流失重點防治區(qū)進行土地利用情況遙感解譯、植被覆蓋度指數(shù)分析，利用中國土壤流失方程水力侵蝕計算模型對區(qū)域水土流失進行5 a的連續(xù)監(jiān)測，分析土地利用、植被覆蓋度和水土流失面積、強度和分布的變化情況，結果表明：近5 a，省級水土流失重點防治區(qū)以占省級防治區(qū)范圍1/7的土地面積，集中了近1/2的水土流失面積，從土地利用類型占比來看，占比為64.78%的林地和20.24%的耕地對水土流失治理影響最大；省級水土流失重點防治區(qū)內的植被高覆蓋度面積占比從91.11%提升至96.79%，超出省級防治區(qū)約8個百分點，顯著降低了水土流失率；省級水土流失重點防治區(qū)內水土流失面積年均減少45.40 km2，占省級防治區(qū)范圍內年均減少量的50.55%，水土流失預防和治理的成效比較顯著。

［中圖分類號］ S157? [文獻標識碼] A? DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.01.004

安徽省位于我國中東部，地處長江、淮河、新安江三大流域，橫跨三個亞氣候帶，地貌以平原、丘陵和低山為主，自然植被自北而南從落葉闊葉林漸次過渡到常綠闊葉林[1-2]。受氣候、地形地貌、生態(tài)環(huán)境和人類活動影響，水土流失情況也是南北有差異、東西有區(qū)別。

為加強水土流失預防和治理工作，保護和合理利用水土資源，促進生態(tài)文明建設，保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，安徽省于2017年印發(fā)了《安徽省人民政府關于劃定省級水土流失重點預防區(qū)和重點治理區(qū)的通告》（皖政秘〔2017〕94號）文件，劃定省級水土流失重點預防區(qū)和重點治理區(qū)（以下簡稱“省級重點防治區(qū)”）。重點預防區(qū)主要是指目前水土流失較輕，但存在潛在水土流失風險的生態(tài)脆弱或敏感區(qū)域；重點治理區(qū)主要是指水土流失較嚴重，對當?shù)睾拖掠螄窠?jīng)濟和社會發(fā)展造成主要制約因素的區(qū)域。各級政府加強對水土流失重點防治區(qū)水土保持工作的組織領導，建立完善的水土流失綜合防治體系，切實加強水土流失動態(tài)監(jiān)測，依法防治水土流失，不斷改善生態(tài)環(huán)境。

安徽省按照水利部統(tǒng)一部署與要求，根據(jù)《安徽省水土流失動態(tài)監(jiān)測規(guī)劃（2018—2022年）》，采用中國土壤流失方程水力侵蝕計算模型，計算評價安徽省省級防治區(qū)的監(jiān)測成果，并對省級重點防治區(qū)進行重點監(jiān)測分析。根據(jù)《安徽省水土保持公報（2022年）》，全省2022年水土流失面積為11 689.04 km2，占全省土地面積的8.37%。據(jù)最新要求，安徽省2025年、2035年水土保持率目標分別是91.80%和92.88%。本研究重點分析2018—2022年省級水土流失重點防治區(qū)土地利用、植被覆蓋度和水土流失的動態(tài)變化情況，分析變化原因，以期能為安徽省省級重點防治區(qū)的水土流失防治提供參考和思路。

1 研究區(qū)概況

根據(jù)全國水土保持區(qū)劃，安徽省水土流失的類型以水力侵蝕為主，其形式主要是面蝕[3]。安徽省省級防治區(qū)涉及安徽省15個市的87個縣（市、區(qū)），面積為107 850 km2，占全省土地面積的77.25%。其中，省級水土流失重點預防區(qū)縣涉及5個市的20個縣（市、區(qū)），面積為36 067 km2，占省級防治區(qū)的33.44%（重點預防區(qū)占比12.45%，其他區(qū)域占比20.99%）；省級水土流失重點治理區(qū)縣涉及5個市的9個縣（市、區(qū)），面積為12 453 km2，占省級防治區(qū)的11.55%（重點治理區(qū)占比2.08%，其他區(qū)域占比9.47%）。這29個省級水土流失重點防治區(qū)縣（以下簡稱“省級重點防治區(qū)縣”）面積48 520 km2，占全省省級防治區(qū)面積的44.99%。圖1為安徽省省級防治區(qū)劃分面積比例示意。

省級水土流失重點預防區(qū)由江淮丘陵區(qū)中東部水土流失重點預防區(qū)（共計11個縣級行政區(qū)）、九華山-牯牛降水土流失重點預防區(qū)（共計4個縣級行政區(qū)）、青弋江-南漪湖上游水土流失重點預防區(qū)（共計5個縣級行政區(qū)）3個區(qū)塊組成，涉及5個市的20個縣（市、區(qū)）的98個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），面積共計13 432 km2。

省級水土流失重點治理區(qū)由巢湖東南部水土流失重點治理區(qū)（共計3個縣級行政區(qū)）、三公山片水土流失重點治理區(qū)（共計3個縣級行政區(qū)）、大龍山片水土流失重點治理區(qū)（共計2個縣級行政區(qū)）、獅子山片水土流失重點治理區(qū)（共計2個縣級行政區(qū)）4個區(qū)域組成，涉及5個市的9個縣（市、區(qū)）的32個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），面積共計2 244 km2。

2 數(shù)據(jù)源選取

本研究使用的遙感影像數(shù)據(jù)為2018—2022年的多期多光譜影像，主要為高分一號衛(wèi)星、高分六號衛(wèi)星和資源三號衛(wèi)星影像，時相均為1—6月，以第一季度為主，空間分辨率2 m；植被覆蓋資料采用2015—2021年的MODIS歸一化植被指數(shù)產(chǎn)品，時間分辨率為16 d，空間分辨率為250 m；降雨侵蝕力數(shù)據(jù)是由安徽省69個水文站1985—2015年的日降水量數(shù)據(jù)計算獲得；土壤可蝕性資料采用第一次全國水利普查（2011年）的土壤可蝕性因子的柵格數(shù)據(jù)，空間分辨率為30 m；地形數(shù)據(jù)采用1∶50 000地形圖生成DEM。

3 研究方法

3.1 遙感影像解譯

本研究的遙感影像解譯包括土地利用解譯和水土保持措施解譯。

土地利用解譯，依據(jù)技術規(guī)定明確的土地利用分類標準，將研究區(qū)的土地利用類型劃分為耕地、園地、林地、草地、建設用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地、其他土地8個一級地類和25個二級地類。

水土保持措施解譯，依據(jù)技術規(guī)定明確的水土保持措施分類標準，將研究區(qū)的水土保持措施按照工程措施（16個二級類）和生物措施（4個二級類）進行解譯判讀，并收集水土保持措施資料進行補充完善。

解譯之前，根據(jù)遙感影像空間分辨率、時相、色調和幾何特征，結合外業(yè)調查，建立遙感影像解譯標志。解譯完成后，再進行外業(yè)復核，對解譯成果進行修正完善，提升解譯精準度。

3.2 土壤流失方程計算

本研究區(qū)以水力侵蝕為主，采用中國土壤流失方程計算研究區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)。通過高精度遙感解譯與地面單元野外調查相結合的方式，分別對中國土壤流失方程的7個因子進行因子計算提取，得到覆蓋研究區(qū)的各因子值柵格數(shù)據(jù)，分辨率為10 m×10 m。其中：R、K、L、S因子在2018—2022年保持穩(wěn)定不變；B因子，當土地利用類型為園地、林地、草地時，利用MODIS歸一化植被指數(shù)產(chǎn)品3 a內每年24個半月的數(shù)據(jù)計算平均所得，當土地利用類型為耕地、居民用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地等非植被覆蓋區(qū)時，采用查表賦值的方法完成；E因子，根據(jù)不同土地利用圖斑的工程措施類型，采用查表賦值的方法完成；T因子，根據(jù)耕地所在的輪作區(qū)，采用查表賦值的方法完成。整個研究區(qū)涉及4個輪作區(qū)：黃淮平原南陽盆地旱地水澆地兩熟區(qū)、江淮平原麥稻兩熟兼旱三熟區(qū)、鄂豫皖丘陵平原水田旱地兩熟兼早三熟區(qū)、沿江平原丘陵水田早三熟二熟區(qū)，不同輪作區(qū)的耕地輪作措施因子分別賦予不同取值。

3.3 土壤侵蝕強度評價

通過土壤侵蝕模數(shù)計算，采用《土壤侵蝕分類分級標準》（SL 190—2007）進行分級評價。依據(jù)標準水力侵蝕強度分為微度、輕度、中度、強烈、極強烈和劇烈6個等級。其中本研究區(qū)的水力侵蝕強度等級劃分涉及北方土石山區(qū)和南方紅壤丘陵區(qū)，容許土壤流失量分別為200、500 t/（km2·a）。由此得到土壤侵蝕強度等級分布圖。

按照柵格計算的最小單元10 m×10 m進行統(tǒng)計匯總。以各監(jiān)測對象的土壤侵蝕面積數(shù)量和強度等級為基準值，以上一年度的水土流失動態(tài)監(jiān)測結果為對比值，對各土壤侵蝕面積數(shù)量和強度等級進行動態(tài)變化分析，計算不同土壤侵蝕強度等級面積的增減情況，并進行動態(tài)變化的原因分析。同時進行土地利用、土壤侵蝕的空間轉移矩陣分析，找出土地利用變化和土壤侵蝕變化的轉移關系，為后續(xù)水土保持工作提供依據(jù)。

4 結果分析

4.1 土地利用結構和變化分析

根據(jù)土地利用遙感影像解譯成果，2018—2022年，安徽省省級防治區(qū)的87個區(qū)縣八大地類的變化趨勢總體基本趨穩(wěn)，占比相對穩(wěn)定。

圖2為安徽省省級防治區(qū)土地利用組成結構示意。由圖2可知，面積最大的地類是耕地，占比為51.68%；其次為林地，占比為20.47%；再次為建設用地、水域及水利設施用地，占比分別為11.95%和11.77%；最后其他4個地類面積占比均小于2%。

圖3為安徽省省級重點防治區(qū)縣的土地利用組成結構示意。從安徽省省級重點防治區(qū)縣的29個區(qū)縣全域來看，土地利用結構有所變化：面積最大的地類仍是耕地，但所占比例下降為39.19%；其次為林地，占比上升為34.76%；再次為水域及水利設施用地，占比上升為13.27%；最后建設用地占比下降為9.42%，其他4個地類面積均小于2%。在重點防治區(qū)縣中，林地和水域及水利設施用地增長較多。原因是省級重點防治區(qū)縣都集中在安徽南部，沒有大片的平原耕地，反而有較多的山丘和河流湖泊。

圖4為安徽省省級重點防治區(qū)的土地利用組成結構示意。從安徽省省級重點防治區(qū)來看，土地利用結構也有明顯變化：面積最大的地類變?yōu)榱值?，其占比上升?4.78%；其次為耕地，占比下降至20.24%；再次為建設用地、水域及水利設施用地，占比分別為5.78%和5.13%。原因是省級重點防治區(qū)在空間上更多集中在安徽南部的山丘區(qū)，而通過區(qū)劃管理，反映人類活動活躍程度的耕地、建設用地、交通運輸用地和水域及水利設施用地大幅減少，占比都減少一半左右。

圖4 安徽省省級重點防治區(qū)土地利用組成結構從安徽省的省級防治區(qū)、省級重點防治區(qū)縣、省級重點防治區(qū)的土地利用組成結構對比來看，耕地占比逐步下降，分別是51.68%、39.19%、20.24%；林地則明顯上升，分別是20.47%、34.76%、64.78%；而建設用地和水域及水利設施用地雖然占比不高，但變化趨勢和耕地類似，有逐步下降的趨勢。省級重點防治區(qū)內集中了省級防治區(qū)46.08%的林地面積和5.70%的耕地面積，水土流失治理成效影響較大。圖5為安徽省各類監(jiān)測區(qū)域土地利用組成結構示意。

表1為2018和2022年安徽省省級重點防治區(qū)土地利用變化轉移矩陣。由表1可知，對比2018年和2022年省級重點防治區(qū)的土地利用變化，主要表現(xiàn)為：林地、建設用地、交通運輸用地面積增加，分別增加了191.68、62.69和29.63 km2；耕地、園地、草地、水域及水利設施用地和其他土地面積減少，分別減少了65.01、124.02、68.11、21.45和5.41 km2。

其中，面積最大的林地，主要轉出為耕地和園地，分別轉出188.17、193.61 km2，而轉入也主要集中在耕地和園地，分別是245.79、285.56 km2，總體增加；耕地的變化也主要集中在林地的轉出和轉入，分別是245.79、188.17 km2，總體呈減少趨勢；建設用地的變化主要集中在耕地和林地的轉出，分別是68.29、64.57 km2，轉入主要也是耕地和林地，分別是102.03、83.86 km2，呈增加趨勢；水域及水利設施用地的變化也主要集中在耕地和林地的轉出，分別是75.62、42.58 km2，轉入主要也是耕地和林地，分別是74.04、30.70 km2，總體呈減少趨勢。

4.2 植被覆蓋度變化分析

從植被覆蓋度看，2018—2022年，省級重點防治區(qū)的植被高覆蓋度面積占比從80.61%提升至89.08%，省級重點防治區(qū)縣的植被高覆蓋度面積占比從87.22%提升至93.22%，省級重點防治區(qū)的植被高覆蓋度面積占比則從91.11%提升至96.79%（見圖6）。

從省級重點防治區(qū)對比2018年和2022年的植被覆蓋度變化（見表2），2022年植被覆蓋總面積為10 684.03 km2，基本保持不變，但植被覆蓋度等級發(fā)生較大變化：高覆蓋度面積增加667.16 km2，中高覆蓋度、中覆蓋度、中低覆蓋度和低覆蓋度面積則分別減少了125.28、217.85、128.83、195.65 km2。

4.3 水土流失變化分析

表3為2018—2022年各類監(jiān)測區(qū)域的水土流失面積占比統(tǒng)計。由表3可知，2018—2022年，安徽省省級重點防治區(qū)的水土流失面積逐年下降，從2018年的6 703.76 km2下降到2022年的6 344.51 km2，年均減少89.81 km2，水土流失率從6.22%下降至5.88%。省級重點防治區(qū)縣的水土流失面積則從2018年的5 250.79 km2下降到2022年的4 999.00 km2，年均減少62.95 km2，水土流失率從10.82%下降至10.32%。省級重點防治區(qū)的水土流失面積從2018年的3 028.03 km2下降到2022年的2 846.43 km2，年均減少45.40 km2，水土流失率從19.32%下降至18.16%。

圖7為安徽省省級重點防治區(qū)水土流失不同等級面積變化。由圖7可知，省級重點防治區(qū)不同等級的水土流失面積都有變化，其中：輕度、極強烈、劇烈等級面積逐年下降，極強烈等級從2018年的44.56 km2下降到2022年的13.37 km2，劇烈等級從2018年的86.40 km2下降到2022年的10.58 km2；中度、強烈等級則呈先上升后下降趨勢，主要原因為更高侵蝕等級的水土流失面積下降到該侵蝕等級中來?？傮w呈現(xiàn)水土流失侵蝕面積減少、侵蝕強度下降的趨勢。

5 結論

安徽省省級防治區(qū)涉及安徽省87個縣（市、區(qū)），涉及國土面積共計107 850 km2，其中，省級重點防治區(qū)縣涉及29個縣（市、區(qū)），涉及區(qū)縣國土面積共計48 520 km2，占全省省級防治區(qū)面積的44.99%。省級重點防治區(qū)總面積15 676 km2，占省級重點防治區(qū)縣面積的32.31%，占省級防治區(qū)面積的14.53%。

1）安徽省省級重點防治區(qū)中，林地占比為64.78%，耕地占比為20.24%，集中了全省防治區(qū)內46.08%的林地、5.70%的耕地。林地和耕地的水土流失治理成效對省級重點防治區(qū)的影響較大。

2）2018—2022年，省級重點防治區(qū)內的植被高覆蓋度從91.11%提升至96.79%，2022年超出省級防治區(qū)約8個百分點，水土保持率顯著提升。

3）安徽省省級重點防治區(qū)內，在占省級防治區(qū)1/7的面積上集中了約1/2的水土流失面積。2018—2022年年均減少水土流失面積45.40 km2，占省級防治區(qū)年均減少量的50.55%，水土流失預防和治理的成效比較顯著。

2018—2022年，安徽省各級人民政府切實加強對水土保持工作的領導，建立了目標責任制考核機制。各級水行政主管部門依法行政，強化水土保持監(jiān)督執(zhí)法，嚴格控制森林采伐、開礦采石、毀林開荒和毀林從事其他生產(chǎn)建設等破壞地貌的活動，嚴禁在25°以上的坡地種植農(nóng)作物，強化對林場及采礦、取土、采石、挖砂等項目的監(jiān)督與管理，加大水土流失綜合治理力度，做好水土流失預防和治理相關工作。生產(chǎn)建設項目單位和個人能夠宣傳、科普并自覺遵守水土保持相關法律法規(guī)，嚴格履行有關程序，依法落實預防和治理水土流失的措施。其中：生產(chǎn)建設項目水土保持方案審批數(shù)量由2018年的全省上百個，上升到2022年的全省約5 000個；生產(chǎn)建設項目檢查數(shù)量由2018年的全省1 000多個，上升到2022年約9 000個；生態(tài)環(huán)境和水土流失治理得到明顯改善，體現(xiàn)出防治區(qū)的水土流失防治成效比較顯著。

建議繼續(xù)加大保護力度，加大林地和耕地的水土流失監(jiān)測和治理工作，推進退化防護林修復，將天然林和可能培育成為天然林的未成林封育地、疏林地、灌木林地全部劃入天然林，對難以自然更新的林地通過人工造林恢復森林植被，增強地表抵御外力侵蝕的能力，有效防止水土流失的發(fā)生。

[參考文獻]

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