王守俊

(甘肅省水利廳 水土保持局，甘肅 蘭州 730000)

甘肅省水土保持功能區(qū)劃分研究

王守俊

(甘肅省水利廳 水土保持局，甘肅 蘭州 730000)

水土保持；功能區(qū)劃；甘肅省

為提高水土保持區(qū)劃對水土保持規(guī)劃的指導作用和水土流失防治體系布局的科學性、可操作性，以全國水土保持三級區(qū)劃為指導，以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))為基本信息單元，采用層次分析、專家咨詢等方法，對甘肅省水土保持功能區(qū)劃的原則、指標進行了研究，確定了地貌特征、林草覆蓋率、≥10 ℃積溫、多年平均降水量、墾殖指數(shù)、土壤侵蝕類型及強度、人口密度等水土保持功能分區(qū)的指標。在GIS軟件中通過對鄉(xiāng)(鎮(zhèn))分區(qū)指標的疊置分類、水土保持基礎功能的對比分析，將甘肅省劃分為4個一級、6個二級、8個三級、23個四級水土保持功能區(qū)，確定了各功能區(qū)水土流失防治措施、土地利用方向，為甘肅省水土保持規(guī)劃和水土流失防治體系的布局提供了科學依據(jù)。

水土保持區(qū)劃是部門綜合區(qū)劃，是水土保持的一項基本工作，是一個宏觀、戰(zhàn)略、方向性的技術(shù)文件[1-2]。2012年《全國水土保持區(qū)劃(試行)》(以下簡稱《區(qū)劃(試行)》)將全國劃分為8個一級區(qū)(總體格局區(qū))、41個二級區(qū)(區(qū)域協(xié)調(diào)區(qū))、117個三級區(qū)(基本功能區(qū))。甘肅省共涉及4個一級區(qū)、6個二級區(qū)和8個三級區(qū)。鑒于全國水土保持區(qū)劃指標的宏觀性和地域的廣泛性[3]，以及各省(區(qū))水土流失成因及危害、水土流失防護體系及措施布局的地域性，《區(qū)劃(試行)》在指導各省(區(qū))水土流失防治工作時不能滿足實際需要，所以在《區(qū)劃(試行)》中明確要求“各省(自治區(qū)、直轄市)水行政主管部門和有關(guān)單位應在《區(qū)劃(試行)》的基礎上，進一步組織開展省級水土保持區(qū)劃和水土保持規(guī)劃編制工作，以促進我國水土保持工作的全面持續(xù)健康發(fā)展”。目前貴州、遼寧、湖北、江蘇、廣東、江西等省份相繼進行了水土保持區(qū)劃，除了貴州和江蘇兩省以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))為單元劃分，其他省份都是以縣級為劃分單元，劃分范圍較宏觀，指標選取較單一[4-7]。本次區(qū)劃為提高水土保持分區(qū)的準確性，增強縣(市、區(qū))水土保持功能定位和分區(qū)防治的指導性，對甘肅省水土保持功能區(qū)劃的指標體系、區(qū)劃方法、水土保持功能分區(qū)進行了研究。同時，為使本次以水土保持功能為主導因子的區(qū)劃與1980年甘肅省完成的以地質(zhì)地貌為主導因子的《甘肅省水土保持區(qū)劃》有所區(qū)別，本次區(qū)劃定名為“甘肅省水土保持功能區(qū)劃”。

1 研究區(qū)概況

甘肅省位于黃土高原、青藏高原、內(nèi)蒙古高原三大高原和西北干旱區(qū)、青藏高寒區(qū)、東部季風區(qū)三大自然區(qū)域的交接處，土地總面積為42.58萬km2，地形呈狹長狀，東西長1 655 km，南北寬530 km，介于北緯32°31′～42°57′、東經(jīng)92°13′～108°46′之間，位居西北五省中部，是亞歐大陸橋沿線上的一個重要省份?？偟牡貏莩饰髂细邧|北低，除隴南部分谷地和疏勒河下游谷地地勢較低外，全省大部分海拔在1 000 m以上，地貌可劃分為平原、高原與臺地、丘陵、山地4種基本類型，山地和高原是主要的地貌類型。根據(jù)地勢高低及地形特征將全省分為河西走廊平原區(qū)、北山中山區(qū)、隴中黃土高原丘陵區(qū)、隴南中低山區(qū)、甘南高原區(qū)、祁連山高山區(qū)6個區(qū)。地形條件復雜，氣候類型復雜多樣，具有北亞熱帶、暖溫帶、中溫帶等多種氣候類型。地表水系復雜多樣，境內(nèi)河流分為長江、黃河和內(nèi)陸河三大流域，共12個水系。土壤類型多樣，水平分布的緯度地帶性和垂直分布地帶性明顯。受自然地理條件的影響，植被在分布上也具有明顯的水平地帶性和垂直地帶性。

依據(jù)全國第一次水利普查成果，全省水土流失面積28.33萬km2，占土地總面積的66.53%。按侵蝕類型劃分，水力侵蝕14.81萬km2，占水土流失面積的52.28%；風力侵蝕12.51萬km2，占44.16%；凍融侵蝕1.01萬km2，占3.56%。按侵蝕強度劃分，強烈及以上侵蝕面積10.96萬km2，占水土流失面積的38.69%。截至2016年，全省已初步治理水土流失面積7.86萬km2，仍有20.47萬km2水土流失區(qū)域需要治理。嚴重的水土流失造成土壤瘠薄、肥力低下、耕地面積減少、林草植被大量破壞、水源涵養(yǎng)能力銳減，導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件惡化、干旱程度加劇、自然災害頻繁，嚴重影響農(nóng)村經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，已成為制約全省國民經(jīng)濟發(fā)展的主要因素。

2 材料與方法

2.1 資料收集及來源

基礎資料主要來源于全國水土保持區(qū)劃協(xié)作平臺，各縣(市、區(qū))上報的以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))為單元的地貌地勢、地形坡度、土壤類型、植被覆蓋等資料，同時補充甘肅省自然條件、社會經(jīng)濟條件、土地利用狀況、水土流失類型及強度、新增水土流失治理面積等數(shù)據(jù)。其中：氣象數(shù)據(jù)主要來源于2010年甘肅省各縣氣象局站點數(shù)據(jù)(以縣為單元)；地勢地貌數(shù)據(jù)從30 m分辨率的數(shù)字高程模型(DEM)中提?。簧鐣?jīng)濟數(shù)據(jù)主要來自甘肅省2012年社會經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)〔以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))為單元〕；土地利用數(shù)據(jù)來自第二次全國土地調(diào)查結(jié)果〔以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))為單元〕；水土流失數(shù)據(jù)來自全國第一次水利普查(2012年水土保持普查成果，以縣為單元)；新增水土流失治理面積來自甘肅省水土保持年報。

2.2 分區(qū)原則

(1)功能區(qū)劃。按照《全國水土保持區(qū)劃導則》要求，以及省級區(qū)劃的目的、尺度和區(qū)劃的特點和要求，甘肅省水土保持功能區(qū)劃的原則為：與全國水土保持區(qū)劃相銜接原則；區(qū)內(nèi)相似性和區(qū)間差異性原則；定性分析和定量研究相結(jié)合原則；鄉(xiāng)級行政邊界基本完整原則；區(qū)域共輒性與取大去小原則。

(2)區(qū)域界定。四級區(qū)的劃分，是采用相關(guān)區(qū)劃(分區(qū))資料整合分析、地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺及其空間分析功能、因子分析和專家咨詢等技術(shù)手段進行定性和定量綜合分析來實現(xiàn)的。一是在三級區(qū)界定的基礎上，進一步細化區(qū)域特征、優(yōu)勢地貌特征、植被分布特征、水土流失特點、水土保持功能、水土流失防治需求、水土保持重點及防治途徑等，最大限度地反映區(qū)內(nèi)相對一致性和區(qū)間最大差異性，定性劃分水土保持功能四級區(qū)格局。二是定量劃分水土保持功能四級區(qū)范圍。進一步依據(jù)微地貌類型、林草覆蓋率、水土流失類型及侵蝕強度、氣溫條件、降水條件、墾殖指數(shù)、人口密度等指標因子的空間分布狀況，劃分四級區(qū)。三是水土保持四級區(qū)命名方式。參考《全國水土保持區(qū)劃導則》中的方法，采用“地理位置(區(qū)位、特征地理或水系名稱)+優(yōu)勢(或主要特征)地貌類型(+植被類型)+水土保持主導功能”的方式命名。分區(qū)編碼在三級區(qū)編碼的基礎上，在同一個三級區(qū)內(nèi)自左上向右下排序。主導功能符號為水源涵養(yǎng)(h)、土壤保持(t)、蓄水保水(x)、防風固沙(f)、生態(tài)維護(w)、農(nóng)田防護(n)、防災減災(z)、攔沙減沙(j)。

2.3 分區(qū)指標

通過資料收集與數(shù)據(jù)處理，在分析甘肅省水土流失成因與危害和水土保持現(xiàn)狀的基礎上，按照綜合分析與主導指標分析相結(jié)合、定量與定性指標分析相結(jié)合等原則，通過專家評議制定了甘肅省水土保持功能分區(qū)的指標。

(1)主導指標。①地貌特征指標。按中國陸地基本地貌類型及其劃分指標[3]，地貌特征劃分為平原、丘陵、山地、高原和盆地五大形態(tài)類型。②土地利用結(jié)構(gòu)特征指標。主要是林草覆蓋率。

(2)輔助指標。①水熱指標。包括≥10 ℃積溫、多年平均降水量。②土地利用結(jié)構(gòu)特征指標。主要是墾殖指數(shù)。③土壤侵蝕類型及強度。全省土壤侵蝕類型主要為水蝕、風蝕、重力侵蝕和凍融侵蝕，侵蝕強度分為微度、輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈六級。由于第一次水利普查土壤侵蝕類型及強度統(tǒng)計均以縣為單元，在以鄉(xiāng)(鎮(zhèn))為單元進行土壤侵蝕類型及強度指標確定時，采用專家咨詢法確定。④社會經(jīng)濟發(fā)展狀況特征指標。主要是人口密度。

2.4 功能分類

在國家級區(qū)劃三級分區(qū)的基礎上，按照《水土保持規(guī)劃編制規(guī)范》(SL 335—2014)規(guī)定，將甘肅省水土保持主導基礎功能劃分為水源涵養(yǎng)、土壤保持、蓄水保水、防風固沙、生態(tài)維護、防災減災、農(nóng)田防護和攔沙減沙8種功能。

2.5 方法步驟

建立以鄉(xiāng)級行政區(qū)域為統(tǒng)計單元的土地利用現(xiàn)狀及主要經(jīng)濟社會指標數(shù)據(jù)資料，統(tǒng)計分析各區(qū)內(nèi)水土流失成因與危害、經(jīng)濟社會發(fā)展對水土保持的需求等。

(1)首先收集甘肅省地貌類型圖(DEM圖)，全國水土保持分區(qū)的專題圖，甘肅省縣、鄉(xiāng)級行政區(qū)劃及相關(guān)數(shù)據(jù)和技術(shù)標準。

(2)建立以縣和鄉(xiāng)級行政區(qū)為單元的矢量圖形數(shù)據(jù)資料，借助GIS技術(shù)對甘肅省87個縣(市、區(qū))的界線進行數(shù)字化，提取各個縣級行政區(qū)劃的矢量數(shù)據(jù)。

(3)建立鄉(xiāng)(鎮(zhèn))等統(tǒng)計單元的自然、社經(jīng)數(shù)據(jù)庫。將87個縣(市、區(qū))和1 130個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、林場)自然、社經(jīng)數(shù)據(jù)整理錄入Excel中，形成數(shù)據(jù)庫。其中，社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)(總面積、總?cè)丝?、耕地面積、旱地面積等)為2012年的詳查、普查數(shù)據(jù)，自然資源數(shù)據(jù)為近10年數(shù)據(jù)。

(4)基礎功能復核。利用層次分析法和專家咨詢法，按鄉(xiāng)(鎮(zhèn))復核、細化全國水土保持區(qū)劃三級區(qū)劃的基礎功能定位。

(5)主導功能評價。在基礎功能復核的基礎上，根據(jù)不同基礎功能的重要程度，選擇影響最大的一二個基礎功能作為四級區(qū)的水土保持主導功能。

(6)區(qū)域水土保持社會經(jīng)濟功能評價。依據(jù)主導基礎功能評價結(jié)果，參考水土保持基礎功能與社會經(jīng)濟功能對應關(guān)系(表1)，得出區(qū)域可能存在的社會經(jīng)濟功能，進一步結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H及社會經(jīng)濟發(fā)展方向，明確區(qū)域具體社會經(jīng)濟功能。

(7)應用地理信息系統(tǒng)空間分析中的多邊形與多邊形疊加方法對各要素分區(qū)圖進行空間合成疊加，對產(chǎn)生的多重屬性進行重新分類，形成初步結(jié)果，結(jié)合甘肅省水土流失重點預防區(qū)和重點治理區(qū)復核劃分成果，評價區(qū)域水土保持的主導基礎功能，進而定位各四級區(qū)的水土保持主導功能，通過調(diào)整后得到水土保持功能區(qū)劃圖。

表1 甘肅省水土保持基礎功能及指標

3 結(jié)果與分析

3.1 分區(qū)結(jié)果

對87個縣(市、區(qū))和1 130個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、林場)統(tǒng)計單元的自然、社經(jīng)數(shù)據(jù)等分區(qū)指標值進行空間疊置分析和層次分析，獲得甘肅省水土保持功能區(qū)劃的初步結(jié)果。將初步結(jié)果與全國水土保持區(qū)劃三級分區(qū)成果，甘肅省兩區(qū)劃分成果，分區(qū)內(nèi)地貌類型單元、社會經(jīng)濟情況、土地利用、土壤侵蝕強度與類型、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展方向等，進行比較分析，對有矛盾的分區(qū)進行適當調(diào)整，使調(diào)整后的區(qū)劃結(jié)果滿足區(qū)劃要求，最終形成了甘肅省水土保持功能區(qū)劃結(jié)果。根據(jù)上述依據(jù)和方法，甘肅省水土保持功能區(qū)劃分為4個一級區(qū)、6個二級區(qū)、8個三級區(qū)、23個四級區(qū)。全省水土保持功能區(qū)劃系統(tǒng)(即各級分區(qū)代號和名稱)如下：

Ⅱ北方風沙區(qū)(新甘蒙高原盆地區(qū))

Ⅱ-2河西走廊及阿拉善高原區(qū)

Ⅱ-2-2nf河西走廊農(nóng)田防護防沙區(qū)

Ⅱ-2-2nf-1馬鬃山戈壁荒漠防沙區(qū)

Ⅱ-2-2nf-2河西走廊平原綠洲農(nóng)田防護防沙區(qū)

Ⅳ西北黃土高原區(qū)

Ⅳ-4晉陜甘高塬溝壑區(qū)

Ⅳ-4-1tx晉陜甘高塬溝壑保土蓄水區(qū)

Ⅳ-4-1tx-1平南山地丘陵水源涵養(yǎng)保土區(qū)

Ⅳ-4-1tx-2平慶高原溝壑保土蓄水區(qū)

Ⅳ-4-1tx-3子午嶺森林水源涵養(yǎng)保土區(qū)

Ⅳ-5甘寧青山地丘陵溝壑區(qū)

Ⅳ-5-1xt寧南隴東丘陵溝壑蓄水保土區(qū)

Ⅳ-5-1xt-1隴中東部丘陵溝壑蓄水保土區(qū)

Ⅳ-5-1xt-2隴山西坡森林水源涵養(yǎng)保土區(qū)

Ⅳ-5-1xt-3慶北丘陵殘塬溝壑減沙蓄水區(qū)

Ⅳ-5-2xt隴中丘陵溝壑蓄水保土區(qū)

Ⅳ-5-2xt-1隴中北部黃土丘陵防沙蓄水區(qū)

Ⅳ-5-2xt-2隴中黃土丘陵溝壑蓄水保土區(qū)

Ⅳ-5-3xt青東甘南丘陵溝壑蓄水保土區(qū)

Ⅳ-5-3xt-1隴中西部黃土丘陵溝壑蓄水保土區(qū)

Ⅳ-5-3xt-2隴中西部土石山地保土蓄水區(qū)

Ⅵ西南紫色土區(qū)(四川盆地及周圍山地丘陵區(qū))

Ⅵ-1秦巴山山地區(qū)

Ⅵ-1-3tz隴南山地保土減災區(qū)

Ⅵ-1-3tz-1洮河山間盆地保土區(qū)

Ⅵ-1-3tz-2洮南石山水源涵養(yǎng)減災區(qū)

Ⅵ-1-3tz-3白龍江石山森林水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)

Ⅵ-1-3tz-4隴南高山深谷保土減災區(qū)

Ⅵ-1-3tz-5隴山南坡森林水源涵養(yǎng)區(qū)

Ⅵ-1-3tz-6隴南丘陵盆地保土蓄水區(qū)

Ⅵ-1-3tz-7隴南土石山地水源涵養(yǎng)區(qū)

Ⅷ青藏高原區(qū)

Ⅷ-1柴達木盆地及昆侖山北麓高原區(qū)

Ⅷ-1-1ht祁連山山地水源涵養(yǎng)保土區(qū)

Ⅷ-1-1ht-1祁連山高原荒漠草地水源涵養(yǎng)防沙區(qū)

Ⅷ-1-1ht-2祁連山山地森林草原水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)

Ⅷ-1-1ht-3祁連山淺山農(nóng)田保土區(qū)

Ⅷ-2若爾蓋-江河源高原山地區(qū)

Ⅷ-2-1wh若爾蓋高原生態(tài)維護水源涵養(yǎng)區(qū)

Ⅷ-2-1wh-1甘南高原水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)

3.2 分區(qū)功能及防治方略

(1)北方風沙區(qū)(Ⅱ)。本區(qū)涉及甘肅的范圍分為1個二級區(qū)、1個三級區(qū)、2個四級區(qū)。北方風沙區(qū)甘肅省三、四級分區(qū)的功能定位及防治方略見表2。

(2)西北黃土高原區(qū)(Ⅳ)。本區(qū)涉及甘肅的范圍分為2個二級區(qū)、4個三級區(qū)、10個四級區(qū)，涉及甘肅省三、四級分區(qū)的功能定位及防治方略見表3。

表2 北方風沙區(qū)甘肅省三、四級分區(qū)功能定位及防治方略

表3 西北黃土高原區(qū)甘肅省三、四級分區(qū)功能定位及防治方略

(3)西南紫色土區(qū)(四川盆地及周圍山地丘陵區(qū))(Ⅵ)。本區(qū)涉及甘肅省的范圍分為1個二級區(qū)、1個三級區(qū)、7個四級區(qū)。西南紫色土區(qū)甘肅省三、四級分區(qū)的功能定位及防治方略見表4。

表4 西南紫色土區(qū)甘肅省三、四級分區(qū)功能定位及防治方略

(4) 青藏高原區(qū)(Ⅷ)。本區(qū)涉及甘肅省的范圍分為2個二級區(qū)、2個三級區(qū)，共劃分為4個四級區(qū)。青藏高原區(qū)甘肅省三、四級分區(qū)的功能定位及防治方略見表5。

表5 青藏高原區(qū)甘肅省三、四級分區(qū)功能定位及防治方略

4 結(jié) 語

(1)對甘肅省水土保持功能區(qū)劃分的原則、方法進行了研究，選取2個主導指標(地貌特征、土地利用結(jié)構(gòu)特征)、4個輔助指標(水熱指標、墾殖指數(shù)、土壤侵蝕類型及強度、人口密度)，建立了甘肅省水土保持功能區(qū)劃分指標體系，以鄉(xiāng)級行政區(qū)為基本單元，借助GIS平臺，利用層次分析、專家咨詢等方法，劃分出4個一級、6個二級、8個三級、23個四級水土保持功能區(qū)，彌補了以往水土保持區(qū)劃指標單一、主觀定性的不足。

(2)在區(qū)劃的基礎上，依據(jù)不同的分區(qū)特征，對23個四級區(qū)提出相應的水土流失防治措施，為提高水土保持規(guī)劃的科學性、指導性、可行性奠定了基礎。

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(責任編輯 李楊楊)

S157

A

1000-0941(2017)10-0029-06

王守俊(1965—)，男，甘肅永昌市人，高級工程師，學士，主要從事水土保持項目管理工作。

2017-08-01