韋 石，謝福倩，蔡卓杰，李 茂

(廣西壯族自治區(qū)水土保持監(jiān)測站，廣西 南寧 530023)

水土流失是世界各國都不同程度存在的環(huán)境問題，是一種具有漸進性危害的自然災害。我國的水土流失問題十分嚴重，受自然及人為因素影響，滇黔桂巖溶區(qū)部分地區(qū)水土流失已經(jīng)嚴重到無土可蝕的地步[1]。為推進廣西巖溶區(qū)水土流失防治進程，改善當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和群眾的生產(chǎn)生活條件，中央和自治區(qū)政府加大了對廣西巖溶區(qū)水土保持工程的投入力度。因此，充分調(diào)查項目區(qū)水土流失面積、強度等動態(tài)變化情況，分析水土保持工程治理成效對推進水土流失防治工作十分必要。通過遙感、地面觀測和抽樣調(diào)查等方式方法，對江村小流域進行綜合治理成效監(jiān)測，分析該區(qū)域水土流失消長情況，旨在為今后廣西巖溶區(qū)小流域水土保持綜合治理提供借鑒[2]。

1 研究區(qū)概況

江村小流域位于廣西壯族自治區(qū)崇左市龍州縣上降鄉(xiāng)，涵蓋上降鄉(xiāng)江村13個村屯，土地總面積為34.82 km2，其中水土流失面積951.09 hm2。

項目區(qū)地處北回歸線以南，屬南亞熱帶季風氣候區(qū)，熱量、雨量充沛，日照充足；無霜期360 d，多年平均降水量1 382.0 mm，多年平均蒸發(fā)量1 307.7 mm，平均相對濕度83%～89%；日平均氣溫≥10 ℃的活動積溫年均為7 901.7 ℃，持續(xù)350 d，平均日照時數(shù)為1 679.9 h，日照時數(shù)最多的是7—9月，歷年月平均達189.6～206 h。

龍州縣主要為巖溶地貌，多沖溝，巖溶地貌以峰林洼地為主，項目區(qū)土石山混雜，海拔多在400 m以下；同時斷層十分發(fā)育，除了一組北東向的大斷層外，還有一組北西向的小斷層將北東向大斷層剪斷錯動，受這兩組斷裂的影響，當?shù)貛r層十分破碎，這就為巖溶發(fā)育提供了極為有利的條件。地表巖溶發(fā)育，多為比高不大的峰林，峰林比高都在200 m以下，峰叢迭起。土壤為水稻土、石灰(巖)土、紫色土、黃壤和赤紅壤等。

廣西龍州縣小灣河項目區(qū)江村小流域國家水土保持重點建設工程總投資為451萬元，其中中央投資316萬元、自治區(qū)配套135萬元。工程措施設計及變更情況見表1。

表1 項目水土保持措施匯總

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

基礎地理數(shù)據(jù)及遙感數(shù)據(jù)為項目區(qū)1∶10 000地形圖，2016年及2019年WorldView衛(wèi)星遙感影像、2020年高分1號遙感影像、2016年和2020年哨兵2號衛(wèi)星遙感影像。衛(wèi)星遙感影像的采樣時間和空間分辨率見表2。

表2 遙感影像信息匯總

降雨侵蝕力因子及土壤可蝕性因子采用水利部水土保持監(jiān)測中心統(tǒng)一下發(fā)的數(shù)據(jù)。土地利用狀況相關數(shù)據(jù)通過遙感解譯與地面調(diào)查相結(jié)合的方法獲取。

2.2 研究方法

2.2.1 土壤侵蝕模數(shù)計算

根據(jù)獲取的流域基本數(shù)據(jù)信息，利用已被國內(nèi)廣泛應用的土壤侵蝕計算模型CSLE[3-4]，估算江村小流域年平均土壤侵蝕量。土壤侵蝕模數(shù)的計算公式為

A=R·K·L·S·B·E·T

式中:A是平均土壤流失量，t/(km2·a)；R是降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h·a)；K是土壤可蝕性因子，t·h/(MJ·mm)；L為坡長因子，無量綱；S為坡度因子，無量綱；B是植被覆蓋與生物措施因子，無量綱；E是工程措施因子，無量綱；T是耕作措施因子，無量綱。

2.2.2 土壤侵蝕強度分析

研究區(qū)屬于巖溶地區(qū)，根據(jù)水利部頒布的《巖溶地區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)標準》(SL 461—2009)[5]中的侵蝕強度分級標準進行分級，即：微度、輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈，見表3。

表3 巖溶地區(qū)土壤侵蝕強度分級

3 江村小流域水土流失監(jiān)測

3.1 江村小流域土地利用情況

通過遙感解譯與地面調(diào)查相結(jié)合的方法，獲得江村小流域2016年(項目實施前)和2020年(項目評估年)土地利用情況，對項目實施前后土地利用情況進行對比分析，見圖1。評估年江村小流域的土地利用以林地為主，占流域總面積的82.68%，其后依次為耕地(9.88%)、園地(3.01%)、水域及水利設施用地(2.36%)、城鎮(zhèn)村莊及工礦用地(1.10%)、草地(0.97%)。

圖1 江村小流域土地利用情況對比

土地利用變化情況見表4。

表4 江村小流域項目區(qū)土地利用變化情況

由表4可以看出，2016—2020年，耕地面積由364.78 hm2減少為343.84 hm2，變化幅度為-5.74%；其中水澆地面積減少了16.56 hm2，坡耕地面積減少了4.38 hm2。園地面積由69.70 hm2增加至104.84 hm2，變化幅度為50.41%。林地面積由2 892.97 hm2減少至2 878.77 hm2，變化幅度為-0.49%；其中有林地面積增加了799.06 hm2，疏幼林面積減少了813.26 hm2，灌木林面積保持不變。草地、水域及水利設施用地、城鎮(zhèn)村莊及工礦用地的面積無變化。

3.2 江村小流域土壤侵蝕情況

項目實施前小流域的平均土壤侵蝕模數(shù)為51.53 t/(km2·a)，小流域范圍內(nèi)水土流失面積為951.09 hm2，占流域總面積的27.31%。其中輕度侵蝕面積829.99 hm2，占流域水土流失面積的87.27%；中度120.36 hm2，占12.65%；強烈0.65 hm2，占0.07%；極強烈0.09 hm2，占0.01%。

項目實施后，小流域的平均土壤侵蝕模數(shù)為25.87 t/(km2·a)，小流域范圍內(nèi)水土流失面積為488.32 hm2，占流域總面積的14.02%。其中輕度侵蝕面積430.24 hm2，占治理后流域水土流失面積的88.11%；中度57.67 hm2，占11.81%；強烈0.29 hm2，占0.06%；極強烈0.12 hm2，占0.02%。

對比項目實施前和評估年的土壤侵蝕情況，流域內(nèi)平均土壤侵蝕模數(shù)下降了近一半，水土流失面積減少了462.77 hm2。其中輕度侵蝕面積減少了399.75 hm2，占流域總面積的11.48%；中度侵蝕面積減少了62.69 hm2，占1.80%；強烈侵蝕面積減少了0.36 hm2，占0.01%；極強烈侵蝕面積增加了0.03 hm2，不足流域總面積的0.01%。

通過統(tǒng)計不同土壤侵蝕強度土地面積及其土壤侵蝕模數(shù)，計算項目實施前及評估年的年土壤侵蝕總量。

項目實施前小流域范圍內(nèi)的年土壤侵蝕總量為1 794.03 t，各侵蝕強度每年產(chǎn)生的水土流失量分別為：微度侵蝕72.12 t，占比4.02%；輕度侵蝕1 185.52 t，占比66.08%；中度侵蝕520.58 t，占比29.02%；強烈侵蝕12.67 t，占比0.71%；極強烈侵蝕3.14 t，占比0.18%；無劇烈侵蝕情況。

項目評估年小流域范圍內(nèi)的年土壤侵蝕總量為900.65 t，各侵蝕強度產(chǎn)生的水土流失量為：微度侵蝕51.18 t，占比5.68%；輕度侵蝕589.13 t/a，占比65.41%；中度侵蝕249.98 t，占比27.76%；強烈侵蝕6.10 t，占比0.68%；極強烈侵蝕4.26 t，占比0.47%；無劇烈侵蝕情況。

通過對比可以看出，各項治理措施實施后，除極強烈侵蝕外，輕度至強烈等級的侵蝕面積均減少，其中微度、輕度、中度、強烈侵蝕量每年分別減少了20.94、596.39、270.60、6.57 t，極強烈侵蝕量略微增加了1.12 t。小流域范圍內(nèi)土壤侵蝕模數(shù)下降了25.66 t/(km2·a)，年土壤流失量減少了893.38 t。經(jīng)過綜合治理后，小流域水土流失治理程度為48.66%。江村小流域治理前后不同侵蝕強度侵蝕量和面積消長情況見表5。

表5 江村小流域治理前后不同侵蝕強度侵蝕量和面積消長情況

4 土壤侵蝕年度消長變化主要原因分析

土地利用差異是江村小流域土壤侵蝕消長的主要影響因素，具體表現(xiàn)為：部分坡度較緩、交通條件較好的水澆地及坡耕地由于群眾自發(fā)地種植果樹，使得部分耕地變?yōu)閳@地，所以項目區(qū)耕地有所減少，園地面積增加，植物覆蓋度較以往種植玉米、甘蔗等農(nóng)作物有一定的提高；項目實施中對部分坡度較緩但植被長勢不佳的疏幼林采取了種植經(jīng)果林措施，使林地變?yōu)閳@地；項目采取了封禁治理措施，使得大量疏幼林提高了植被覆蓋度而轉(zhuǎn)變?yōu)橛辛值?。根?jù)陳銳銀等[6]的研究，植被覆蓋與生物措施因子B為CSLE模型中最敏感的因子，對土壤侵蝕量影響較大。

5 結(jié) 論

2020年江村小流域水土流失面積為488.32 hm2，較2016年水土流失面積減少了462.77 hm2。輕度、中度、強烈水土流失面積分別較治理前減少了399.75、62.69、0.36 hm2，極強烈侵蝕面積增加了0.03 hm2，不足流域總面積的0.01%。2020年土壤侵蝕量為900.65 t，比2016年減少了893.38 t，植被覆蓋情況基本穩(wěn)定。開展小流域水土保持綜合治理后，水土流失治理度為48.66%，有效保持了江村小流域的水土資源，土壤侵蝕強度大為減輕，江村小流域生態(tài)環(huán)境也得到了改善。