李玉斌

(彰武縣水土保持局，遼寧 彰武 123200)

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彰武縣1986-2015年水土保持生態(tài)安全格局研究

李玉斌

(彰武縣水土保持局，遼寧 彰武 123200)

水土資源是我國重要的資源，但是由于壞境破壞的原因，我國每年都會(huì)有大量的水土流失，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)造成了巨大的影響。彰武縣樂園小流域位于遼寧省西北部，屬于山地丘陵地區(qū)，平均坡度比較大，雖有一定的植被覆蓋，但是疏林地比較多，對(duì)水土保持的作用不明顯，再加上樂園小流域的降雨集中在每年的7月和8月，且夏季多暴雨，對(duì)土層的沖擊力比較大，加劇了水土流失的程度。另外，人為的開墾活動(dòng)及開采活動(dòng)都對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境有一定的破壞，使得水土流失更加嚴(yán)重，生態(tài)安全受到嚴(yán)重威脅。文章以遼寧省彰武縣樂園小流域的水土保持生態(tài)格局為研究對(duì)象，使用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型，采用綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)樂園小流域的生態(tài)安全格局進(jìn)行分析。

生態(tài)安全格局；水土保持；安全評(píng)價(jià)；綜合評(píng)價(jià)法

水土資源是我國重要的資源，但是由于壞境破壞的原因，我國每年都會(huì)有大量的水土流失，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)造成了巨大的影響。從我國第二次普查的結(jié)果來看，我國存在水土流失問題的區(qū)域總面積大約3.5×106km2，占我國總面積的37%，說明水土流失問題已經(jīng)成為我國主要環(huán)境問題，嚴(yán)重影響了我國的可持續(xù)發(fā)展[1]。而生態(tài)安全指的是國家發(fā)展所需要的生態(tài)環(huán)境長期保持在相對(duì)安全的狀態(tài)。彰武縣樂園小流域位于遼寧省西北部，屬于山地丘陵地區(qū)，平均坡度比較大，雖有一定的植被覆蓋，但是疏林地比較多，對(duì)水土保持的作用不明顯，再加上樂園小流域的降雨集中在每年的7月和8月，且夏季多暴雨，對(duì)土層的沖擊力比較大，加劇了水土流失的程度。另外，人為的開墾活動(dòng)及開采活動(dòng)都對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境有一定的破壞，使得水土流失更加嚴(yán)重，生態(tài)安全受到嚴(yán)重威脅。為了對(duì)彰武縣樂園小流域的生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，文章以彰武縣1986-2015年水土保持生態(tài)安全格局為研究對(duì)象，使用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型。對(duì)彰武縣樂園小流域的生態(tài)安全作出評(píng)價(jià)[2]。

1 彰武縣樂園小流域概況

1.1 自然條件

彰武縣樂園小流域位于遼寧省西北部，北鄰科爾沁沙地，南接松遼平原，地形為平原洼地。樂園小流域年降水量約為460mm，由于其屬于溫帶季風(fēng)性氣候，所以降雨集中在每年的6-8月份，其他時(shí)間降水較少，氣候相對(duì)干旱；最高氣溫也出現(xiàn)在夏季，最高可達(dá)到37℃，其他季節(jié)溫度非常低，年平均氣溫≤10℃；每年的日照時(shí)間約為2802h，光照充足。綜上所述，彰武縣樂園小流域的氣候特點(diǎn)為：夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，光照充足。

樂園小流域內(nèi)的土壤以棕壤土為主，伴隨有部分的草甸土，兩種土壤的粒度都相對(duì)均勻，顆粒與顆粒之間的黏合程度比較低，受到外力影響容易產(chǎn)生分離。棕壤土的透水性比較差，土壤中有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)豐富，土壤結(jié)構(gòu)較為薄弱，而且土壤中還含有一定的礫石與巖層；草甸土呈微碳性，土壤較為肥沃，適合于作物種植，水土保持能力較強(qiáng)[3]。近年來由于樂園小流域人為的開墾活動(dòng)及開采活動(dòng)，當(dāng)?shù)氐闹脖桓采w率大大降低，現(xiàn)存的植被覆蓋面積約為608hm2,植被覆蓋率只占28.8%，使得水土流失問題加劇，生態(tài)安全受到嚴(yán)重威脅。

1.2 水土流失情況

樂園小流域治理前的水土流失面積約為4.4km2，約占整個(gè)樂園小流域面積的18.3%。造成水土流失的原因以水力侵蝕為主，還有一部分原因是風(fēng)力的侵蝕。根據(jù)水土流失的嚴(yán)重程度分為輕度水土流失區(qū)域、中度水土流失區(qū)域與重度水土流失區(qū)域，其中，輕度水土流失區(qū)域的面積為3.85km2，中度水土流失區(qū)域的面積為0.53km2，重度水土流失區(qū)域面積為0.02km2。輕度水土流失區(qū)域主要分布在地形坡度比較小、地勢(shì)較為平坦的植被覆蓋率相對(duì)較低的疏林地上，中度水土流失區(qū)域主要分布在具有一定坡度的耕地上，重度水土流失區(qū)域主要分布在植被覆蓋率很低、坡度又比較大的荒山地區(qū)[4]。樂園小流域的平均土壤侵蝕模數(shù)為1375t/km2·a。

2 生態(tài)安全評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

根據(jù)樂園小流域1986—2015年的水土保持情況，從環(huán)境壓力、環(huán)境狀態(tài)以及環(huán)境響應(yīng)3個(gè)方面進(jìn)行分析，一共選擇了12個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)樂園小流域的生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，它們分別為人均耕地面積、單位面積耕地化肥使用量、單位面積耕地農(nóng)藥使用量、自然災(zāi)害影響面積比、水土流失治理面積比、水土保持林地面積、人工草皮種植面積、封山育林面積、封山育草面積、水土保持投資金額、人均糧食產(chǎn)量以及單位面積農(nóng)業(yè)產(chǎn)值等[5-7]。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的初步處理

綜合指數(shù)評(píng)價(jià)是當(dāng)前生態(tài)安全評(píng)價(jià)中較為常用的方法，首先就要從水土保持生態(tài)安全的眾多影響因子里篩選出對(duì)生態(tài)安全影響比較大的因子，綜合指標(biāo)權(quán)重的距離以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)生態(tài)安全做出評(píng)價(jià)[8-10]。但是在初始設(shè)置時(shí)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的單位標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)量級(jí)等差別比較大，所以需要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行初步處理，統(tǒng)一單位和數(shù)量級(jí)。處理公式如下：

Pij=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(1)

Pij=(Xmin-Xi)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中：Pij為統(tǒng)一值;Xi為實(shí)際數(shù)據(jù)；Xnax和Xmin為實(shí)際數(shù)據(jù)當(dāng)中的最大和最小值。公式(1)是正向表示法，意思是Pij的值越大，生態(tài)安全程度越高。而公式(2)是反向表示法，即Pij越小，安全程度越高。

2.3 綜合指數(shù)的計(jì)算

假設(shè)Ai為評(píng)價(jià)指標(biāo)，Gj為歷年來的水土保持方案集，Pij是統(tǒng)一值，根據(jù)前面的步驟計(jì)算出Pij之后再計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)Ai的平均值E(Ai)和水土保持方案集Gj的平均方差V(Ai)，最終得到權(quán)重Wi。而后按照公式(3)(4)(5)(6)的計(jì)算得到樂園小流域的水土保持生態(tài)安全度(S),如表1所示。

(3)

(4)

(5)

(6)

表1 樂園小流域水土保持生態(tài)安全度

2.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)如表2所示。

表2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)

3 結(jié)果分析

彰武縣樂園小流域1986—2015年水土保持生態(tài)安全綜合指數(shù)的具體情況如表3所示。從表3中可以看出，從1986—2015年水土保持生態(tài)安全度從0.4046提高到了0.5247，提高了29.6%，安全等級(jí)從風(fēng)險(xiǎn)改善到了敏感，這說明樂園小流域的水土保持措施取得了顯著的成效，生態(tài)環(huán)境得到了較大的改善[11-12]。從1986—2015年，環(huán)境壓力指標(biāo)是在逐漸下降的，造成這種問題的原因可能是這段時(shí)期人口增長比較快，所以對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的壓力會(huì)比較大。

表3 彰武縣樂園小流域1986—2015年 水土保持生態(tài)安全綜合指數(shù)

4 結(jié) 論

在采取水土流失治理措施以后，建立壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型，并通過綜合指數(shù)法對(duì)樂園小流域水土保持生態(tài)安全度作出評(píng)價(jià)，得出結(jié)論如下：

1)從1986-2015年，樂園小流域的綜合指數(shù)從0.4046提高到了0.5247，提高了29.6%，安全等級(jí)從風(fēng)險(xiǎn)改善到了敏感，這說明樂園小流域的水土保持措施取得了顯著的成效，生態(tài)環(huán)境得到了較大的改善[13]。

2)從1986-2015年，環(huán)境壓力指標(biāo)是在逐漸下降的，造成這種問題的原因可能是這段時(shí)期人口增長比較快，所以對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的壓力會(huì)比較大。

[1]張子財(cái)，周曉樂.遼寧省風(fēng)沙區(qū)水土保持規(guī)劃研究[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2016(02):19-21.

[2]王海芝.水土保持建設(shè)工程招投標(biāo)存在問題及建議[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2015(01):45-46.

[3]李學(xué)森.凌河流域水資源現(xiàn)狀及保護(hù)措施[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2015(03)：36-37.

[4]高素麗.遼陽市水資源開發(fā)利用和管理保護(hù)對(duì)策[J].水土保持應(yīng)用技術(shù)，2011(04)：45-47.

[5]孫廣民，郭雪蓮，王煜，等.淺談水土保持生態(tài)工程的監(jiān)理控制與計(jì)量審計(jì)[J].中國水土保持，2011(06):49-50.

[6]董鳳新.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目主體工程水土保持分析與評(píng)價(jià)[J].水利技術(shù)監(jiān)督,2015(05):41-43.

[7]秦一博.東北黑土區(qū)渾河流域水土保持措施體系研究實(shí)踐[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2015(05):1.

[8]劉芳.北方土石山區(qū)小流域水土保持措施設(shè)計(jì)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2016(05):29-31.

[9]李衛(wèi)紅,郝興明,覃新聞,等.干旱區(qū)內(nèi)陸河流域荒漠河岸林群落生態(tài)過程與水文機(jī)制研究[J].中國沙漠，2008(06)：59-60.

[10]郭明,肖篤寧,李新.黑河流域酒泉綠洲景觀生態(tài)安全格局分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006(02)：45-48.

[11]崔勝輝,洪華生,黃云鳳,等.生態(tài)安全研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005(04)：12-15.

[12]黃青,任志遠(yuǎn).論生態(tài)承載力與生態(tài)安全[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2004(02)：99-101.

[13]王根緒,程國棟,錢鞠.生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究中的若干問題[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003(09)：63-66.

1007-7596(2017)01-0040-03

2017-01-04

李玉斌(1974-)，男，遼寧彰武人，高級(jí)工程師，從事水土保持管理工作。

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