朱一梅, 張孝中, 孫 虎

(1.陜西師范大學 地理科學與旅游學院, 陜西 西安 710119; 2.陜西省水土保持勘測規(guī)劃研究所,陜西 西安710004； 3.地理國家級試驗教學示范中心, 陜西師范大學, 陜西 西安 710119)

水土保持區(qū)劃是在認識區(qū)域自然地理、水土流失特征、生態(tài)環(huán)境和區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展條件等基礎(chǔ)上，因地制宜地將區(qū)域劃分若干個水土保持區(qū)，分層次、有重點地監(jiān)控、指導和管理水土保持工作[1]。水土保持區(qū)劃的核心在于解決兩個方面的問題，一是劃分水土保持區(qū)，二是提出科學合理的水土流失防治需求以及治理模式[2]。水土保持區(qū)劃是科學開展水土保持工作、制定區(qū)域水土保持規(guī)劃的重要依據(jù)[3]。不同的時期由于社會的發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的不同，對區(qū)劃的需求也有所不同，故水土保持區(qū)劃存在著一定的差異[4]。

陜西省地跨黃河、長江兩大流域，水土流失面積約為1.19×105km2，占全省總面的61%。土壤侵蝕狀況整體上為南北重，中間輕的分布，即陜北侵蝕程度大于陜南，陜南侵蝕程度大于關(guān)中[5]。漢中市地處秦巴土石山區(qū)地形破碎且復雜，水土流失十分嚴重。漢中地區(qū)水土保持區(qū)劃工作始于1986年，相關(guān)水土保持工作人員將漢中地區(qū)劃分為5個部分，并提出各分區(qū)水土流失概況及相應(yīng)防治方略，對漢中地區(qū)水土保持工作有深遠的影響。該區(qū)劃實地調(diào)查結(jié)果多以數(shù)字呈現(xiàn)，缺少直觀的信息圖件，并且漢中地區(qū)于1996年改設(shè)為漢中市，往后20 a余再無該市水土保持區(qū)劃，城市化建設(shè)導致土地利用類型植被覆蓋度等早已改變，已不能滿足當今時代對水土保持的需求。依據(jù)2010年12月25日新修訂的水土保持法的要求，2011年全國各地陸續(xù)開始了水土保持規(guī)劃編制和水土保持區(qū)劃工作[6-9]。2012年，趙巖等[1]提出全國水土保持3級區(qū)劃方案。在全國水土保持3級區(qū)劃方案中，漢中市被劃分為西南紫色土區(qū)中秦巴山山地區(qū)的大巴山山地保土生態(tài)維護區(qū)和秦嶺南麓水源涵養(yǎng)保土區(qū)。其中，寧強縣、鎮(zhèn)巴縣屬于大巴山山地保土生態(tài)維護區(qū)，其余各區(qū)縣均屬于秦嶺南麓水源涵養(yǎng)保土區(qū)。目前全國各地區(qū)的水土保持區(qū)劃多借用GIS分析技術(shù)和遙感技術(shù)，采用定性與定量相結(jié)合的層次分析法和系統(tǒng)聚類分析法等方法確定各指標的權(quán)重，依據(jù)一定標準對指標進行打分，通過得分高低對各個水土保持功能進行排序，取得分最高的為主導基礎(chǔ)功能[10-12]。陳南祥等[13]運用層次分析法對中牟縣地下水資源進行分區(qū)。馮蕊等[14]采用層次分析法和系統(tǒng)聚類分析法結(jié)合熵權(quán)法對陜西秦嶺地區(qū)的概況、生態(tài)現(xiàn)狀、生態(tài)安全現(xiàn)狀進行分析，對秦嶺地區(qū)38個區(qū)縣的生態(tài)狀況進行測度，得到其生態(tài)安全測度結(jié)果。綜上所述，為了更好地對區(qū)劃進一步細化，筆者擬在全面了解漢中市自然條件、社會經(jīng)濟條件、水土流失類型及強度和危害、防治現(xiàn)狀等情況下，選用疊加分析法進行水土保持分區(qū)，以期對漢中市水土保持工作有一定指導意義。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置

漢中市坐落于中國西南部，陜西省西南部。北與陜西省寶雞市、西安市為鄰，東與陜西省安康市交界，西與甘肅省隴南市連結(jié)，南與四川省廣元市、巴中市接壤。地理位置105°30′50″—108°16′45″E， 32°08′54″—33°53′16″N。東西長258.6 km，南北寬192.9 km，幅員面積27 246 km2，占全省總面積的13.24%。

1.2 地形地貌

漢中市山地面積大，有“八山一水一分田”之說，地形地貌復雜多樣。地勢南北高中間低，從北到南依次是秦嶺山地區(qū)、漢江谷地區(qū)、巴山山地區(qū)。漢江自西向東橫川盆地，成為兩大山系的天然界限。秦嶺山脈東西綿延，海拔平均2 000 m左右。山巒起伏，河流眾多斷層發(fā)育，斷線盆地與河谷川地相間，巖石破碎，風化層深厚而松散。秦嶺山地區(qū)有中山、低山和丘陵3個地貌類型，丘陵地貌分布較少，只是沿著漢中盆地北緣分布，海拔約600 m。中山主要分布在牧馬河南岸、寧強和濂水河流域以及嘉陵江流域，高程大多在1 000～1 200 m，坡度緩，土層厚，土壤發(fā)育較好。巴山山脈東西走向，山勢比秦嶺山脈稍低，無超出3 000 m的山峰，但十分險峻，海拔平均2 000 m左右。漢中山地面積約占總土地面積的75.2%，丘陵占14.6%，平壩占10.2%。漢中盆地海拔約為500 m，秦巴山體高出漢中盆地約500～2 500 m。

1.3 土壤植被

漢中市地形地貌差異較大，土壤形成過程復雜，故土壤類型多樣。漢中市土壤屬本區(qū)土壤，在全國屬鋁質(zhì)土域黃棕壤帶，共有10個土類，21個亞類，38個土屬，97個土種[15]。農(nóng)業(yè)土壤主要為黃棕壤。黃棕壤是漢中市主要的地帶性土壤，分布在秦嶺南坡1 500 m以下，巴山北坡1 800 m以下的山丘、河谷。漢中市的山地棕壤分布在秦嶺南坡1 500～2 200 m，巴山北坡1 800～2 000 m以上的中山林帶，是重要的森林土壤。這里林產(chǎn)品豐富，林業(yè)發(fā)展條件優(yōu)越。水稻土是漢中地區(qū)主要耕種土壤，主要分布在江漢及其支流沿岸一﹑二級階地，以及漢臺和西鄉(xiāng)盆地。石灰土主要分布在鎮(zhèn)巴、寧強、西鄉(xiāng)、南鄭以及略陽、留壩、勉縣等地。

漢中市的植被種類繁多,成份復雜,垂直結(jié)構(gòu)明顯。漢江谷地分布有混有常綠闊葉樹種的落葉闊葉林帶;秦巴山地區(qū)主要為落葉闊葉林、針葉林和針闊混交林。漢江流域植被由次生人工林、灌木林和草地組成，現(xiàn)有次生林地中，以用材和防護作用為主的喬木林占的比重較大，達到70%左右。樹種主要有油松(Pinustabuliformis)、柏樹(Cupressusfunebris)、水杉(Metasequoiaglyptostroboides)等，經(jīng)濟林主要有銀杏(Ginkgobiloba)、茶(Camelliasinensis)、核桃(Caryacathayensis)、柑桔(Citrusreticulata)等，草類主要有龍須草(Eulaliopsisbinata)﹑苜蓿(Medicagosativa)和其他雜草等。

1.4 降 水

漢中市處于中緯內(nèi)陸的東部季風氣候區(qū)的溫帶和亞熱帶的過渡地帶，氣候溫和濕潤、干濕有度，年均氣溫約14 ℃。根據(jù)2016年陜西省水利廳發(fā)布的水資源公告得知，漢中市2016年降水量為765.6 mm，多年平均降水量為968.7 mm。秦嶺北麓山區(qū)一般大于700 mm，略陽局地，褒河流域及漢中盆地小于600 mm，大巴山一帶大于1 000 mm。2016年陜西省實測年最大降水量發(fā)生在南鄭縣小壩雨量站，為1 403.2 mm，陜西省實測年最小降水量發(fā)生在陜北內(nèi)流區(qū)定邊縣氣象站，為282.0 mm[16]。年內(nèi)降水時空分布不均，由南向北遞減。冬春季降水少，夏秋季降水多。7—9月降水量占全年的60%左右，年際降水變化亦很大。流域主要自然災(zāi)害有：干旱、暴雨、冰雹、低溫和連陰雨等，以干旱、暴雨和連陰云雨災(zāi)害最為常見，幾乎每年都有發(fā)生，其中以干旱和暴雨對社會經(jīng)濟發(fā)展造成的影響最大。

境內(nèi)有漢江和嘉陵江兩大水系，其漢江流域為南水北調(diào)中線工程水源區(qū)(以下簡稱中線水源區(qū))的源頭地區(qū)，面積19 607.39 km2，占整個中線水源區(qū)面積97 263.24 km2的20.2%。長江最大的支流是漢江，源頭在寧強縣大安鎮(zhèn)潘冢山，干流自西向東流，橫穿漢中盆地。市境內(nèi)漢江干流長277.8 km，占漢江全流域面積1.74×105km2的11.2%，占全市總土地面積27 246 km2的72%。嘉陵江水系在漢中市的南部和西部，由北向南貫穿略陽、寧強的西部山地，流域面積7 554 km2，占全市總土地面積27 246 km2的27.7%。

1.5 土地利用

漢中市土地總面積27 246 km2，由于地形和海拔高度的差異，土地利用具有垂直地帶性的特點。2016年漢中市常用耕地面積2 037.7 km2，占總面積的7.5%，其中水田951.3 km2，水澆地47.3 km2。2013年林地約占78%，耕地13%，其余為草地、水域及水利設(shè)施用地、城鎮(zhèn)村及礦工用地、交通運輸用地及其他用地。土地資源利用結(jié)構(gòu)極不合理，嚴重制約了流域社會經(jīng)濟的發(fā)展。

1.6 社會經(jīng)濟

漢中市涉及11個縣(區(qū))，戶籍總?cè)丝?.84×106人，人口密度141人/km2。2016年生產(chǎn)總值1.16×1012元，其中農(nóng)林牧漁業(yè)完成總產(chǎn)值3.64×1011元，增長4.3%；其中，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值2.16×1011元，增長6.2%；林業(yè)產(chǎn)值1.46×1010元，增長7.1%；牧業(yè)產(chǎn)值1.15×1011元，增長0.6%；漁業(yè)產(chǎn)值5.44×109元，增長9.1%；糧食播種面積2 664 km2，糧食總產(chǎn)量1.0365×106t[17]。

1.7 水土流失現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

秦巴土石山區(qū)地形破碎且復雜，水土流失具有強度大、過程集中(多集中于雨季7—9月)的特點。據(jù)2007年資料記載，漢江流域土壤侵蝕模數(shù)高達4 062 t/(km2·a)，年土壤侵蝕總量達3.90×107t。根據(jù)最新漢中市水土保持工作站提供的資料，截至2017年，漢中市仍有水土流失面積12 976 km2，占總面積的47.6%，比2015年水土流失面積12 500 km2增加了476 km2，各區(qū)縣水土流失面積如表1所示。水土流失治理刻不容緩。目前，低山區(qū)和丘陵區(qū)水利化程度低、人類活動頻繁，水土流失最為嚴重，主要分布在兩個片區(qū)，一片在漢江以北，從寧強烈金壩到洋縣槐樹關(guān)長達150 km的低山丘陵流失區(qū)，其間坡耕地連片，地表土質(zhì)松軟裸露，是主要流失區(qū)，另一片在漢江南岸，從南鄭縣的黃官延伸到西鄉(xiāng)縣茶鎮(zhèn)，長達180 km，該區(qū)雖然植被較好，但為花崗巖地表，每逢汛期泥沙大量輸送，造成堵塞河道，泥沙淤積水庫。

表1 漢中市2017年水土流失情況km2

漢中市水土流失類型主要分為水力侵蝕和重力侵蝕兩大類，水力侵蝕主要表現(xiàn)在徑流洪水對坡面的沖蝕。水力侵蝕分布廣，面積大，是泥沙的主要來源；重力侵蝕主要表現(xiàn)為崩塌、滑坡、泥石流和瀉溜等幾種形式，往往與水蝕交替發(fā)生，崩塌主要發(fā)生在低山、中山的懸崖陡壁處，滑坡分布范圍很廣，在低山區(qū)居多，主要發(fā)生在有較厚土層和松散物堆積處及巖性風化強烈的陡坡。泥石流在流域西南部的低、中山區(qū)比較活躍，容易造成毀滅性的災(zāi)害。漢中市是陜西省重要的水稻和油菜籽的生產(chǎn)基地，每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的近1 000 t農(nóng)藥和5.00×105t多化肥進入丹江口水庫，其中有很大一部分隨懸移質(zhì)進入漢江，形成農(nóng)業(yè)面源污染，給漢中人民的生產(chǎn)生活造成了難以估量的損失，對南水北調(diào)中線工程水質(zhì)安全造成不可預(yù)測的威脅，也成為了漢中社會經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”。

2 區(qū)劃方法

藍雪春等[18]采用圖層疊加分析方法通過對多層數(shù)據(jù)進行疊置，分析提取出新的空間和新屬性關(guān)系，對寧波市進行水土保持分區(qū)。由于漢中市東西南北區(qū)域特征十分明顯，采用圖層疊加分析法簡潔明了，故筆者在此也采用此方法對漢中市進行水土保持分區(qū)。

2.1 資料來源

本研究收集了陜西省人民政府及漢中市人民政府所轄的各級部門發(fā)布的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，除此之外，還收集了土壤侵蝕現(xiàn)狀圖、坡度分級圖、年降水量等值線圖、土地利用功能分區(qū)圖、土地利用現(xiàn)狀圖、城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃圖等圖件。

2.2 數(shù)據(jù)處理

首先利用Arcgis 10.2疊加漢中市地形地貌坡度分級圖、年降水量等值線圖等圖件，疊加后發(fā)現(xiàn)根據(jù)漢中市的地形地貌、坡度、土地利用分異特征全區(qū)可以劃分為4個區(qū)塊，根據(jù)圖層幾何要素相交的部分確定分區(qū)范圍;再根據(jù)漢中市土地利用功能分區(qū)圖、水資源分區(qū)圖等，疊加后確定各水土保持分區(qū)的主導功能。最后統(tǒng)計水土流失等級及比例、森林覆蓋率等數(shù)據(jù)，繪制分區(qū)圖，并計算區(qū)域面積及所占比例，完成分區(qū)情況統(tǒng)計。

2.3 數(shù)據(jù)分析

通過一系列分析比較，數(shù)據(jù)處理，結(jié)果得出漢中市北部是秦嶺南坡，土地利用類型以林地為主，山高溝深，人煙稀少，氣候濕涼，森林資源豐富，故北部的水土保持主導功能以水源涵養(yǎng)為主；中部是漢江谷地，土地利用類型以城鎮(zhèn)建設(shè)用地和水田為主，是城市建設(shè)的中心區(qū)域，故中部的水土保持主導功能以維護城鎮(zhèn)人居環(huán)境為主，杜絕不合理的生產(chǎn)建設(shè)項目，維護城市河湖水質(zhì)，改善人居環(huán)境；西部是中低山和丘陵，土地利用類型以草地和林地為主，此區(qū)為漢江源頭所在地，故西部水土保持主導功能以水源涵養(yǎng)水質(zhì)維護為主，保證漢江的源頭水質(zhì)以及周邊地區(qū)居民飲水質(zhì)量；南部是巴山山地，土地利用類型以林地為主，水土流失導致自然災(zāi)害頻發(fā)，故南部的水土保持主導功能以土壤保持和水源涵養(yǎng)為主，保護林草資源，種植水源涵養(yǎng)林，合理布局水土保持措施，減少因自然災(zāi)害造成的土壤資源損失。

3 區(qū)劃成果

漢中市水土保持分區(qū)情況統(tǒng)計見表2，水土保持區(qū)劃見圖1。

圖1 漢中市水土保持區(qū)劃結(jié)果

3.1 北部水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)(Ⅰ區(qū))

包括留壩、佛坪縣全部和略陽、勉縣、城固、洋縣的局部。該區(qū)從秦嶺脊線向南呈多級階梯式下降，海拔多在1 000 m以上，森林資源豐富，是漢中市木材主要產(chǎn)區(qū)之一。森林覆蓋率居全區(qū)之冠，但山高坡陡，亂砍亂伐，水土流失嚴重。該區(qū)應(yīng)加強封禁治理力度，嚴禁亂砍濫伐毀林開荒，保護和合理開發(fā)天然林草資源，溝道大力修建谷坊﹑攔沙壩等溝道防護工程，促進陡坡地退耕還林還草。改陡坡輪墾為帶狀間作。

3.2 中部人居環(huán)境水質(zhì)維護區(qū)(Ⅱ區(qū))

包括漢臺區(qū)和城固、西鄉(xiāng)、南鄭、勉縣的局部。該區(qū)為漢江干支流的沖擊河谷川道，土壤肥沃，水源充足，是全市主要糧油基地。在緩坡地、土壤肥力較好地塊修建高標準穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)農(nóng)田，可以滿足群眾口糧，而且還可以減少勞力、牲畜負擔的耕地面積，為精耕細作、集中投入勞力、資金和技術(shù)、實現(xiàn)少種、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。該區(qū)土壤侵蝕不明顯，但易發(fā)生洪水，危害人民生命財產(chǎn)安全，還應(yīng)注重護岸治灘，整治江河，繼續(xù)搞好城鎮(zhèn)綠化，優(yōu)化生態(tài)農(nóng)業(yè)環(huán)境，改善人居環(huán)境。

3.3 西部水源涵養(yǎng)水質(zhì)維護區(qū)(Ⅲ區(qū))

部分略陽、寧強。該區(qū)地形主要以中低山和丘陵為主，人均耕地多，但基本農(nóng)田少。在勉縣﹑略陽﹑寧強3縣的交界處，礦產(chǎn)資源較為豐富，號稱漢中西部“金三角”，具有較好的開發(fā)利用前景。此區(qū)域應(yīng)合理開發(fā)防止造成人為水土流失，同時應(yīng)提高治理面源污染的能力，針對坡耕地、礦山開挖裸露面和草地，做好預(yù)防及治理工作，促進生態(tài)植被恢復，減少水土流失面積。漢江源頭在寧強大安鎮(zhèn)潘冢山，此區(qū)應(yīng)加快水源區(qū)水土流失治理的步伐，維護水源區(qū)水質(zhì)。

3.4 南部土壤保持生態(tài)維護區(qū)(Ⅳ區(qū))

包括部分寧強、南鄭、城固、西鄉(xiāng)、鎮(zhèn)巴局部。該區(qū)屬于巴山北坡，降水量800～1 200 mm左右，是全市降雨最多的地方，在植被差的地方，多有崩塌滑坡泥石流等災(zāi)害出現(xiàn)。因為巴山山地土層比秦嶺山地薄，所以巴山山地的潛在危險比秦嶺山地大，更應(yīng)該注重土壤保持?？梢圆扇搅髋艑А⒐唐轮?、削坡減重、修建攔擋工程等措施來預(yù)防自然災(zāi)害發(fā)生，此外，還需加強監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警體系建設(shè)。25°以上坡耕地采取退耕還林還草措施，在一定區(qū)域?qū)嵭蟹馍接?，使林草資源得到有效保護的同時，重點推廣經(jīng)濟效益高、生態(tài)效益顯著的經(jīng)濟林果，促進流域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)良好的社會和經(jīng)濟效益。大于35°的陡坡，采用魚鱗坎等穴狀整地工程，營造以刺槐、楊類﹑松類﹑青岡等為主的護坡林。

4 結(jié) 論

漢中市位于南北交界地帶的秦巴土石山區(qū)，水土流失分布廣強度大，作為南水北調(diào)中線工程的水源地，保護漢江上游的水土資源十分必要。本文針對漢中市自身環(huán)境特點，采用疊圖分析法和GIS分析技術(shù)，對漢中市進行水土保持分區(qū)。全市按不同的水土保持主導功能分為北部水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)、中部人居環(huán)境水質(zhì)維護區(qū)、西部水源涵養(yǎng)水質(zhì)維護區(qū)、南部土壤保持生態(tài)維護區(qū)。北部水源涵養(yǎng)生態(tài)維護區(qū)應(yīng)注重保護和合理開發(fā)天然林草資源，嚴禁亂砍濫伐毀林開荒，改陡坡輪墾為帶狀間作。中部人居環(huán)境水質(zhì)維護區(qū)應(yīng)注重護岸治灘，整治江河，建設(shè)高標準基本農(nóng)田，優(yōu)化生態(tài)農(nóng)業(yè)環(huán)境，改善人居環(huán)境。西部水源涵養(yǎng)水質(zhì)維護區(qū)應(yīng)提高治理面源污染的能力，并做好治理及植被恢復工作，維護水源區(qū)水質(zhì)。南部土壤保持生態(tài)維護區(qū)需加強自然災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警體系建設(shè)，在一定區(qū)域?qū)嵭蟹馍接?，退耕還林還草，重點推廣經(jīng)濟效益高，生態(tài)效益顯著的經(jīng)濟林果。本文提出了因地制宜的分區(qū)以及治理方略，以期能對今后漢中市的水土保持工作有一定幫助。