張 凱，胡天然，王 平

(1.黑龍江省水利科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江省水土保持監(jiān)測(cè)站，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 監(jiān)測(cè)區(qū)概況

黑龍江省位于中國(guó)東北部，是中國(guó)位置最北、緯度最高的省份。北、東部與俄羅斯隔江相望，西部與內(nèi)蒙古自治區(qū)相鄰，南部與吉林省接壤[1]。全省共128個(gè)縣(市、區(qū))[2]，省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域涉及其中64個(gè)縣(市、區(qū))，監(jiān)測(cè)區(qū)總面積183 134 km2。監(jiān)測(cè)區(qū)域地貌多樣，東北部為三江平原，西部是松嫩平原，中部漫川漫崗，東南部山地。山地海拔高度大多在300～1000 m，平原海拔高度在50～200 m。氣候差異較大，從東向西，依干燥度指標(biāo)可分為濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)和半干旱區(qū)。全省氣候的主要特征是春季低溫干旱、夏季溫?zé)岫嘤辍⑶锛疽诐吃缢?、冬季寒冷漫長(zhǎng)，無霜期短，氣候地域性差異大。年降雨量變化在360～830 mm，總的分布趨勢(shì)是山區(qū)大、平原區(qū)小，東部大，西部及西北部小，中南部次之。年降水量主要集中在6—9月，約占全年的65%～85%，12月—次年2月 降水量?jī)H占年降水量的1%～5%。

2 監(jiān)測(cè)方法

2.1 水力侵蝕

采取中國(guó)土壤流失方程CSLE進(jìn)行水力侵蝕模數(shù)[3]計(jì)算，并根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007)[4]進(jìn)行土壤侵蝕強(qiáng)度判定和水土流失面積計(jì)算，如式(1)。

A=RKLSBET

(1)

式中：A為土壤侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；R為降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h·a)；K為土壤可蝕性因子，t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)；L為坡長(zhǎng)因子；S為坡度因子；B為植被覆蓋與生物措施因子；E為工程措施因子，無量綱；T為耕作措施因子。

2.2 風(fēng)力侵蝕

風(fēng)力侵蝕區(qū)的耕地、草(灌)地、沙地(漠)等土地利用類型，采用相應(yīng)風(fēng)力侵蝕模型[3]進(jìn)行土壤模數(shù)計(jì)算，并根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007)[4]進(jìn)行土壤侵蝕強(qiáng)度判定和水土流失面積計(jì)算。

耕地風(fēng)力侵蝕模型基本形式如式(2)：

(2)

式中：Qfa為每半個(gè)月內(nèi)耕地風(fēng)力侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；W為每半個(gè)月內(nèi)表土濕度因子，介于0～1；Tj為每半個(gè)月內(nèi)各風(fēng)速等級(jí)的累計(jì)時(shí)間，min；Z0為地表粗糙度，cm；j為風(fēng)速等級(jí)序號(hào)，在5～40 m/s內(nèi)按1 m/s為間隔劃分為35個(gè)等級(jí)，取值1，2，…，35；Uj為第j個(gè)等級(jí)的平均風(fēng)速，m/s，譬如風(fēng)速等級(jí)為5～6 m/s，U1= 5.5 m/s。

草(灌)地模型基本形式如式(3)：

(3)

式中：Qfg為每半個(gè)月內(nèi)草(灌)地風(fēng)力侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；V為植被覆蓋度，%。其他參數(shù)含義同耕地模型。

沙地(漠)模型基本形式如式(4)：

(4)

式中:Qfs為每半個(gè)月內(nèi)沙地(漠)風(fēng)力侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)。其他參數(shù)含義同耕地模型和草(灌)地模型。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用和植被蓋度

土地利用分類解譯標(biāo)準(zhǔn)按照《區(qū)域水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)定(試行)》規(guī)定，分為耕地、園地、林地、草地、建設(shè)用地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地、以及其他土地8個(gè)一級(jí)類。省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域總面積183 134.00 km2，其中耕地面積為103 345.72 km2，占總面積的56.43%，是該區(qū)域主要的土地利用類型；林地面積42 724.93 km2，占總面積的23.33%；草地19 969.95 km2，占總面積的10.91%；水域及水利設(shè)施用地9117.83 km2，占總面積的4.98%；建設(shè)用地6125.73 km2，占總面積的3.34%；交通運(yùn)輸用地934.29 km2，占總面積的0.51%；其他土地883.58 km2，占總面積的0.48%；園地面積31.97 km2，占總面積的0.02%，在全部土地類型中占比最小。

林草植被覆蓋總面積為62 694.88 km2，占土地總面積的34.24%。其中，高覆蓋度植被總面積為53 689.79 km2，占省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域林草地總面積的85.63%，占省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域土地總面積的29.32%；中高覆蓋度植被面積為6147.53 km2，占林草地總面積的9.81%；中覆蓋度植被面積為2418.42 km2，占林草地總面積的3.86%；中低覆蓋度植被面積為365.54 km2，占林草地總面積的0.58%；低覆蓋度植被面積為73.60 km2，占林草地總面積的0.12%。

3.2 土壤侵蝕

2018年度黑龍江省省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域面積183 134.00 km2，水土流失總面積為33 403.73 km2，占監(jiān)測(cè)區(qū)總面積的18.24%。其中，水力侵蝕總面積為25 206.50 km2，風(fēng)力侵蝕總面積為8197.23 km2，占水土流失總面積的比例分別為75.46%、24.54%。按照侵蝕等級(jí)劃分，該區(qū)域以輕度侵蝕為主，占水土流失總面積的80.26%；其次為中度侵蝕，占水土流失總面積的13.42%；強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕、劇烈侵蝕面積總和2109.66 km2，占總面積的6.32%，如表1所示。

由此，省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域土壤侵蝕情況是整體土壤侵蝕強(qiáng)度較輕，但不同區(qū)域存在較大差異。西部風(fēng)沙區(qū)分布有連片風(fēng)蝕區(qū)，中度及以上侵蝕面積較大，占比達(dá)到55.18%；東南長(zhǎng)白山山地和東部三江平原部分區(qū)域有少數(shù)縣(市、區(qū))的中度侵蝕強(qiáng)度以上面積在相應(yīng)行政區(qū)水土流失面積中占比較大，但實(shí)際面積較小。

與2011年普查成果相比，2018年水土流失面積共減少了1981.89 km2，其中輕度侵蝕面積增加7918.42 km2、中度侵蝕面積減少4863.60 km2、強(qiáng)烈侵蝕面積減少3305.84 km2、極強(qiáng)烈侵蝕面積減少1369.48 km2、劇烈侵蝕面積減少 361.44 km2，變化比例分別為41.91%，-52.04%，-65.69%，-84.59%，-73.06%，如表2所示。

表1 2018年省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域水土流失面積統(tǒng)計(jì)表

表2 水土流失面積消長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)表

省級(jí)監(jiān)測(cè)區(qū)域水土流失總面積為33 403.73 km2，其中發(fā)生在耕地上的水土流失面積為28 277.00 km2，占水土流失總面積的84.65%；發(fā)生在草地和林地上的水土流失面積分別為2474.93 km2、1392.33 km2，分別占水土流失總面積的7.41%、4.17%。

與2011年普查成果對(duì)比，在不同強(qiáng)度土壤侵蝕分類中，僅輕度侵蝕面積增加，中度侵蝕、強(qiáng)烈侵蝕、極強(qiáng)烈侵蝕、劇烈侵蝕面積均減少，減少比例均超過50%。

3.3 消長(zhǎng)分析

動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成果表明，全省土壤侵蝕呈面積減少、強(qiáng)度降低趨勢(shì)。

變化原因主要有以下方面：(1)國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)日益重視，加大了生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理投資，發(fā)改、農(nóng)業(yè)、畜牧、林業(yè)、國(guó)土、農(nóng)發(fā)、環(huán)保、水利等部門開展了東北黑土地保護(hù)工程、秸稈綜合利用、退牧還草、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)生態(tài)項(xiàng)目、草原生態(tài)保護(hù)補(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)政策、退耕還林、防護(hù)林建設(shè)、天然林保護(hù)二期工程、防沙治沙、疏林地封育、退耕還草、退耕還濕(濕地)、農(nóng)村土地整治重大工程、東北黑土區(qū)侵蝕溝治理、生態(tài)高產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田、坡耕地水土流失綜合治理工程、小流域綜合治理，以及生態(tài)修復(fù)等生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，降低了土壤侵蝕強(qiáng)度，減少了水土流失面積。根據(jù)《黑龍江省水土保持公報(bào)》，僅水土保持治理一項(xiàng)，2012—2018年，累計(jì)治理水土流失面積20 034.05 km2。(2)各級(jí)水行政主管部門強(qiáng)化了生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督管理，從水土保持方案審批到水土保持設(shè)施驗(yàn)收?qǐng)?bào)備，全流程監(jiān)督；加大了水土保持監(jiān)督執(zhí)法，通過監(jiān)督檢查，查處了一批違法案件，有效遏制了生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)造成的水土流失。(3)國(guó)家大力保護(hù)生態(tài)環(huán)境，造林、還林等措施初見成效，幼林地逐漸成林，郁閉度和地表蓋度提高。根據(jù)《黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒》，2011—2018年全省林地面積占全省面積的比例由45.7%升至48.3%。(4)水田建設(shè)。水稻經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，種植水稻的農(nóng)戶增收明顯，直接影響了近年的水田建設(shè)。目前，我省水稻種植區(qū)域不局限于平原臨江地區(qū)，部分區(qū)域?qū)⑵赂馗臑樗?，面積大幅度增加。根據(jù)《黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒》，2011年水稻種植面積343.7萬hm2，2018年水稻種植面積378.3萬hm2，增加34.6萬hm2。

4 結(jié) 論

(1)人類生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)頻繁，對(duì)地表的挖填等擾動(dòng)行為頻繁，造成地貌變化，實(shí)際工作中采用的地形數(shù)據(jù)難以與實(shí)際情況吻合。

(2)采取人機(jī)交互的解譯方式，受制于影像質(zhì)量、分辨率(2 m、16 m)和人員解譯能力等方面差異，外業(yè)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)部分土地利用類型解譯錯(cuò)誤，包括一級(jí)類和二級(jí)類解譯錯(cuò)誤，進(jìn)而影響B(tài)因子和侵蝕模數(shù)計(jì)算。

(3)受限于影像分辨率和水土保持措施特性，無法解譯出全部水土保持措施?？衫盟帘３种攸c(diǎn)工程圖斑精細(xì)化成果輔助開展野外調(diào)查，掌握水土保持措施現(xiàn)狀。但實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，全國(guó)水土保持信息上報(bào)系統(tǒng)內(nèi)成果與實(shí)地調(diào)查結(jié)果存在差異。

(4)第一次全國(guó)水利普查水土保持專項(xiàng)普查的技術(shù)路線為采用野外調(diào)查與定量評(píng)價(jià)結(jié)合的方法獲知土壤侵蝕面積、強(qiáng)度和分布，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)則是采用模型計(jì)算的方法。技術(shù)路線不同，兩次成果直接對(duì)比進(jìn)行消長(zhǎng)分析，能否準(zhǔn)確反映客觀現(xiàn)實(shí)存在疑問。