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        縣級水土保持規(guī)劃中生態(tài)清潔小流域分類研究

        2017-03-18 23:55:25汪發(fā)勇蔡雄飛張琦白建軍
        湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年24期
        關(guān)鍵詞:修文縣

        汪發(fā)勇++蔡雄飛++張琦++白建軍

        摘要:以貴州省修文縣自然地理和社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過地理信息系統(tǒng)等手段,探討縣級水土保持規(guī)劃中生態(tài)清潔小流域的分類問題,提出了由小流域地形地貌類型、水資源功能定位、人類活動強(qiáng)度組成的縣域生態(tài)清潔小流域三級分類系統(tǒng)。采用三級分類系統(tǒng)將修文縣83個(gè)小流域級分為10個(gè)類型,分為山地水源低、中強(qiáng)度類,山地非水源低、中、高強(qiáng)度類,丘陵水源低、中強(qiáng)度類,丘陵非水源低、中、高強(qiáng)度類等10個(gè)類型。并在分類的基礎(chǔ)上提出各類型生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)及方向,旨在為縣域生態(tài)清潔小流域的建設(shè)提供參考。

        關(guān)鍵詞:水土保持規(guī)劃;生態(tài)清潔小流域;分類研究;修文縣

        中圖分類號:S157 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)24-6436-06

        生態(tài)清潔小流域是在傳統(tǒng)小流域綜合治理的基礎(chǔ)上,將水資源保護(hù)、水污染防治以及固體垃圾收集處理等相結(jié)合的一種新型流域治理模式[1]。其建設(shè)以水源保護(hù)為主要目標(biāo),強(qiáng)調(diào)對資源的合理利用和保護(hù),以服務(wù)新農(nóng)村建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展為主[2]。2003年以來,中國先后在北京市、浙江省等地區(qū)開展了生態(tài)清潔小流域的實(shí)踐與探索,并取得明顯成效[3-8],在全國范圍內(nèi)推廣已成必然趨勢。因自然、社會經(jīng)濟(jì)特征的差異,不同區(qū)域生態(tài)清潔小流域建設(shè)的目標(biāo)和采取的措施會有所不同,對生態(tài)清潔小流域展開分類分級研究很有必要[9]。本研究以貴州省修文縣為研究區(qū),針對未來縣域范圍內(nèi)生態(tài)清潔小流域建設(shè)發(fā)展需要,對縣域生態(tài)清潔小流域分類進(jìn)行探討,以期為科學(xué)指導(dǎo)西南巖溶山區(qū)縣域生態(tài)清潔小流域建設(shè)提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 研究區(qū)概況

        修文縣地處貴州省中部、貴陽市西北部,位于東經(jīng)106°22′~106°53′、北緯26°45′~27°12′之間,總面積1 075.7 km2。縣內(nèi)巖溶地貌發(fā)育,地勢中東部較高,西北部較低,海拔在666~1 610 m之間,平均海拔1 270.4 m。亞熱帶溫?zé)釢駶櫄夂颍昶骄鶜鉁?2.6 ℃,年平均降水量1 235.2 mm,年平均日照1 324.9 h,全年無霜期266 d。境內(nèi)主要河流有烏江(即六廣河)及其支流貓?zhí)?,屬長江流域?yàn)踅档纳嫌味巍?λ固孛娣e占全縣國土面積的82.50%,石漠化面積占21.14%,水土流失面積占29.68%。

        1.2 數(shù)據(jù)與方法

        1.2.1 數(shù)據(jù) 本研究數(shù)據(jù)來源于修文縣1∶5萬地形圖、修文縣綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃、修文縣水資源報(bào)告、修文縣“十三五”規(guī)劃、修文縣2013年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。

        1.2.2 小流域劃分 以修文縣1∶5萬地形圖(校正處理)作為工作底圖,勾劃修文縣小流域,共劃分83個(gè)小流域,將其編號為1-83(圖1)。

        1.2.3 分類方法 小流域分類采用定性與定量分類相結(jié)合的方法進(jìn)行分類。采用層次聚類word算法進(jìn)行聚類,用SPSS軟件進(jìn)行聚類分析,對聚類分析結(jié)果自動生成譜系樹狀圖[10]。

        1.3 分類指標(biāo)體系

        小流域分類體系的建立以指導(dǎo)生態(tài)清潔小流域建設(shè)為目的,根據(jù)影響生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)、措施設(shè)計(jì)的因子重要性程度不同來確立。

        1.3.1 一級分類——地形地貌特征分類 不同的水土流失背景導(dǎo)致不同小流域水土流失情況千差萬別,針對小流域治理的目標(biāo)和途徑各不相同[11]。影響流域水土流失差異的主要因素包括地形地貌、氣候、地質(zhì)構(gòu)造、土壤、植被及人為活動[12]。修文縣縣域范圍的各小流域所處氣候帶相同,地質(zhì)構(gòu)造差異也較小。而境內(nèi)由于六廣河的深切,地形地貌起伏較大,是影響小流域水土流失差異性的關(guān)鍵因素。所以,以流域、地形地貌特征對小流域進(jìn)行一級分類。

        1.3.2 二級分類——水資源功能定位分類 生態(tài)清潔小流域治理理念來源于解決水源保護(hù)的迫切需要[13]。流域水資源功能定位直接影響了生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)的確定。據(jù)此,將小流域所處區(qū)域水資源功能定位作為二級分類依據(jù)進(jìn)行分類。

        根據(jù)流域所處區(qū)域水資源功能定位不同,將研究區(qū)小流域類型分為兩類:第一類為飲用水源型,流域內(nèi)水資源作為飲用水或灌溉用水;第二類為非水源型。

        1.3.3 三級分類——人類活動強(qiáng)度分類 各流域間人類活動強(qiáng)度的差異性是導(dǎo)致流域內(nèi)水土流失差異的又一主要因素。同時(shí),人類活動也是導(dǎo)致流域內(nèi)面源污染、河流富營養(yǎng)化、生活垃圾污染增多的主要原因,因此,以人類活動強(qiáng)度的相似性作為分類依據(jù)進(jìn)行三級分類。

        人類活動是人類為滿足自身的生存和發(fā)展而對自然環(huán)境所采取的各種開發(fā)、利用和保護(hù)等行為的總稱[14],土地利用是人類經(jīng)濟(jì)社會活動作用于陸地表層資源和自然環(huán)境的綜合反應(yīng)[15]。因此,以修文縣第二次全國土地調(diào)查2013年變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),在變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上,參考《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 21010-2007)標(biāo)準(zhǔn),將地類合并為農(nóng)用地、建設(shè)用地及其他用地三大類,通過流域內(nèi)建設(shè)用地占地比例、農(nóng)用地占地比例以及其他用地占地比例來表達(dá)人類活動強(qiáng)度,以此3個(gè)指標(biāo)對小流域進(jìn)行綜合分類。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 一級分類類型

        根據(jù)修文縣地貌類型圖分析83個(gè)小流域的主要地形地貌特征,可將83個(gè)小流域分為兩類地貌類型。其中丘陵小流域51個(gè),山地小流域32個(gè)(表1)。

        2.2 二級分類類型

        根據(jù)修文縣水資源利用現(xiàn)狀及修文縣水利發(fā)展“十三五”規(guī)劃,修文縣83個(gè)小流域中共16個(gè)小流域有集中飲用水源功能(表2)。

        2.3 三級分類類型

        通過流域內(nèi)建設(shè)用地、農(nóng)用地以及其他用地占地比例等3個(gè)指標(biāo)(表3)對小流域進(jìn)行綜合分類。根據(jù)聚類分析樹狀圖(圖2),將83個(gè)小流域分為7類(表4、圖3)。

        第一類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%,農(nóng)用地占地比例在41%~48%,其他用地占比在45%左右,綜合判定流域人類活動與其他幾類相比屬于人類活動中度強(qiáng)度流域。

        第二類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例在20%左右,農(nóng)用地占地比例在40%左右,其他用地占比低于50%,流域內(nèi)農(nóng)用地占比較低,建設(shè)用地占比較高,結(jié)合野外調(diào)研驗(yàn)證,小流域多位于修文縣縣城及重要城鎮(zhèn)所在地,屬于人類活動高強(qiáng)度流域。

        第三類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%,農(nóng)用地占地比例低于40%,其他用地占比在60%左右,野外調(diào)查表明這類小流域多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn),屬于人類活動低強(qiáng)度流域。

        第四類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于5%,農(nóng)用地占地比例低于30%,其他用地占比在70%左右,對應(yīng)該類流域所在區(qū)域地形地貌分析,該類小流域位于修文縣貓?zhí)雍庸鹊貛В匦纹露却?,可利用土地少,屬于人類活動低?qiáng)度流域。

        第五類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%,農(nóng)用地占地比例在70%左右,其他用地占比低于30%,該類流域建設(shè)用地占比較低,農(nóng)業(yè)用地占比較高,對應(yīng)該類流域所在區(qū)域地形地貌分析,該類小流域位于修文縣山間平壩區(qū)域,是典型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流域,屬于人類活動高強(qiáng)度流域。

        第六類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于7%,農(nóng)用地占地比例在55%左右,其他用地占比在40%左右,該類流域與第一類相比建設(shè)用地占比相近,農(nóng)用地占地比例略高,屬于人類活動中度強(qiáng)度流域。

        第七類小流域建設(shè)用地占所在流域總面積比例低于10%,農(nóng)用地占地比例在50%左右,其他用地占比在40%左右,該類流域人類活動與第六類相差不大,屬于人類活動中度強(qiáng)度流域。

        從修文縣人類活動強(qiáng)度分布看,高強(qiáng)度人類活動主要分布在縣城及主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)所在地,該類地區(qū)人口密度大,是人口主要聚集地,人類活動強(qiáng)度屬于縣域內(nèi)最強(qiáng)的區(qū)域;中強(qiáng)度人類活動流域在縣域范圍內(nèi)分布最廣,占比最多,主要分布于修文縣城鎮(zhèn)郊區(qū)及農(nóng)村地區(qū),是主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動區(qū)域,低強(qiáng)度人類活動流域主要分布在縣域內(nèi)山地地區(qū),且又主要分布于修文縣西部貓?zhí)?、鴨池河沿岸河流深切、溶蝕強(qiáng)烈、山高坡陡的崎嶇山地,該類小流域地形起伏大,人類活動強(qiáng)度相對較弱。

        2.4 生態(tài)清潔小流域分類類型

        2.4.1 分類結(jié)果 以區(qū)域地貌類型、水資源功能定位以及人類活動強(qiáng)度對修文縣生態(tài)清潔小流域建設(shè)進(jìn)行三級綜合分類,將修文縣83個(gè)小流域劃分為10類小流域(表5、圖4)。

        2.4.1 分類建設(shè)方向建議 第一類:山地水源中強(qiáng)度類。該類流域主要分布于城鎮(zhèn)周邊,交通環(huán)境較好,在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心,圍繞農(nóng)村污水處理、生活垃圾處置及坡耕地治理,在流域水環(huán)境承載能力基礎(chǔ)上發(fā)展特色經(jīng)果及蔬菜基地等綠色產(chǎn)業(yè)。

        第二類:山地水源低強(qiáng)度類。該類流域林草覆蓋率高,自然環(huán)境較好,在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心,以封禁保護(hù)為主要途徑,對農(nóng)村生活垃圾及集中居民點(diǎn)農(nóng)村污水進(jìn)行處理,坡耕地治理以退耕還經(jīng)果林為主,發(fā)展果園經(jīng)濟(jì),建設(shè)和諧宜居新農(nóng)村。

        第三類:山地非水源高強(qiáng)度類。該類流域由于旅游業(yè)發(fā)展,人類活動強(qiáng)度高。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)根據(jù)流域水環(huán)境功能,研究流域水環(huán)境適宜承載規(guī)模,加強(qiáng)水土保持造林,農(nóng)村污水處理、生活垃圾處理,濕地建設(shè)及溝(河)道清理整治,建設(shè)可持續(xù)休閑觀光產(chǎn)業(yè)。

        第四類:山地非水源中強(qiáng)度類。該類流域分布較廣。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以建設(shè)和諧宜居為目的,對農(nóng)村生活垃圾、集中居民點(diǎn)污水進(jìn)行處理,加強(qiáng)坡耕地治理,適宜發(fā)展特色經(jīng)果及蔬菜基地等綠色產(chǎn)業(yè)。

        第五類:山地非水源低強(qiáng)度類。該類流域主要分布于河流切割強(qiáng)烈的崎嶇山地,地形起伏大,人類活動強(qiáng)度相對較弱。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以建設(shè)和諧宜居為目的,加強(qiáng)流域內(nèi)坡耕地治理、林地的封禁保護(hù)、農(nóng)村生活垃圾處置,農(nóng)村污水處理以改廁為主。

        第六類:丘陵水源中強(qiáng)度類。該類流域在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心,實(shí)施傳統(tǒng)小流域綜合治理工程,蓄水保土,涵養(yǎng)水源,污水處理結(jié)合集中式污水處理模式與接入市政管網(wǎng)模式,加強(qiáng)生活垃圾處置,在集中取水點(diǎn)上游通過保護(hù)和恢復(fù)溝道生態(tài)濕地,形成自然水體凈化系統(tǒng)。

        第七類:丘陵水源低強(qiáng)度類。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以水源保護(hù)為中心,實(shí)施傳統(tǒng)小流域綜合治理工程,蓄水保土,涵養(yǎng)水源,加強(qiáng)流域內(nèi)25°以上坡耕地的退耕還林及林地的封禁治理,污水處理結(jié)合分散式及集中式污水處理模式,加強(qiáng)生活垃圾處置,在集中取水點(diǎn)上游通過保護(hù)和恢復(fù)溝道生態(tài)濕地,形成自然水體凈化系統(tǒng)。

        第八類:丘陵非水源高強(qiáng)度類。該類流域主要分布在縣城及主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)所在地,該類地區(qū)人口密度大,在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以和諧宜居為中心,圍繞污水處理及生活垃圾處置。污水處理以接入市政污水管網(wǎng)模式為主,加強(qiáng)分散居民戶的改廁,實(shí)施垃圾無害化處理,同時(shí)加強(qiáng)流域內(nèi)護(hù)岸、護(hù)坡工程,保護(hù)周邊生產(chǎn)生活設(shè)施安全,護(hù)岸、護(hù)坡工程采取植物與工程相結(jié)合的生態(tài)防護(hù)技術(shù)。

        第九類:丘陵非水源中強(qiáng)度類。該類流域主要分布在城鎮(zhèn)周邊,流域內(nèi)耕地面積較廣,交通環(huán)境較好,在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中應(yīng)以建設(shè)綠色產(chǎn)業(yè)及和諧宜居相結(jié)合,實(shí)施傳統(tǒng)小流域綜合治理工程,加強(qiáng)坡改梯及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè),流域內(nèi)污水處理以分散處理為主,糞污經(jīng)處理后直接用于肥田肥土,實(shí)現(xiàn)糞污無害化與資源化。

        第十類:丘陵非水源低強(qiáng)度類。該類流域主要分布在鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界,人類活動強(qiáng)度弱,自然環(huán)境好。在生態(tài)清潔小流域建設(shè)中以建設(shè)休閑觀光農(nóng)業(yè)為目的,以封禁保護(hù)為主要措施,加強(qiáng)流域內(nèi)改廁及生活垃圾處置,建設(shè)自然、恬靜的鄉(xiāng)村觀光環(huán)境。

        4 結(jié)論

        采用三級分類系統(tǒng),分別以流域地形地貌特征、水功能情況與人類活動強(qiáng)度對小流域進(jìn)行三級分類,將修文縣83個(gè)小流域分為10類,分別為山地水源中強(qiáng)度類、山地水源低強(qiáng)度類、山地非水源高強(qiáng)度類、山地非水源中強(qiáng)度類、山地非水源低強(qiáng)度類、丘陵水源中強(qiáng)度類、丘陵水源低強(qiáng)度類、丘陵非水源高強(qiáng)度類、丘陵非水源中強(qiáng)度類和丘陵非水源低強(qiáng)度類。在分類的基礎(chǔ)上,提出各類型生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)及方向。

        通過對修文縣小流域進(jìn)行三級分類,分類結(jié)果較客觀反映了小流域的基本情況,為制定下一步建設(shè)生態(tài)清潔小流域建設(shè)目標(biāo)及方向提供了依據(jù)。修文縣屬于典型的西南巖溶山區(qū),本研究分類系統(tǒng)對指導(dǎo)西南巖溶山區(qū)縣域生態(tài)清潔小流域建設(shè)規(guī)劃有一定的通用性。

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