靳 峰，馬 濤，秦 偉，胡彥婷，牟 極，戈文艷

（1.甘肅省水利廳，甘肅 蘭州 730000； 2.甘肅省水土保持科學研究所，甘肅 蘭州 730020； 3.中國水利水電科學研究院 水利部水土保持生態(tài)工程技術研究中心，北京 100048； 4.甘肅農(nóng)業(yè)大學 林學院，甘肅 蘭州 730070；5.甘肅省水利廳 水土保持中心，甘肅 蘭州 730000； 6.西北農(nóng)林科技大學 水土保持研究所，陜西 楊凌 712100）

為明確新時期全國及不同地區(qū)的水土保持任務與目標，水利部于2019 年10 月提出水土保持率的概念，用于表征區(qū)域水土保持綜合狀況、回答水土流失防治到什么程度才算“行”與“好”的問題［1］。 確定水土保持率目標值，是明確新時代水土保持目標任務、評價水土保持工作成效、科學推進水土流失綜合防治的新要求［2］，已納入《美麗中國建設評估指標體系及實施方案》［3］。 2021 年，水利部水土保持司發(fā)文（水保規(guī)劃便字〔2021〕1 號）要求各省（區(qū)、市）組織開展省級水土保持率遠期（2050 年）閾值與2025 年、2030 年、2035年分階段目標值復核確定工作。 為落實水利部工作部署、確定未來30 a 甘肅省水土保持綜合目標并為水土保持生態(tài)建設科學布局和提質(zhì)增效提供宏觀依據(jù)，甘肅省水利廳組織技術力量，在全面分析全省水土流失防治進程與現(xiàn)狀特點的基礎上，綜合考慮社會經(jīng)濟和生態(tài)文明建設對水土保持的要求，以2020 年為基準，通過空間分析和綜合研判，復核確定了甘肅省水土保持率遠期閾值和階段目標值。

1 甘肅省自然概況及水土流失現(xiàn)狀

甘肅省土地面積45.78 萬km2，東西和南北跨度均較大，涉及全國水土保持區(qū)劃中的4 個一級區(qū)（西北黃土高原區(qū)、北方風沙區(qū)、青藏高原區(qū)、西南紫色土區(qū)）、6 個二級區(qū)和8 個三級區(qū)［4］。 境內(nèi)氣候、土壤、植被等的地帶性分異明顯，年均氣溫0 ～14 ℃、無霜期140～280 d、降水量40～750 mm，土壤類型主要有黃綿土、黑壚土、灰鈣土、棕漠土、灰棕漠土、黃棕壤土和褐土等，植被種類繁多，包括常綠闊葉和落葉闊葉混交林地帶、落葉闊葉林地帶、森林草原地帶、草原地帶、荒漠草原地帶和荒漠地帶［5］。 甘肅省區(qū)位獨特，地處黃土高原、青藏高原和內(nèi)蒙古高原交匯處［6］，包括黃土高原區(qū)、河西北方風沙區(qū)、隴南土石山區(qū)和甘南高原區(qū)等地貌類型區(qū)，黃河、長江及石羊河、黑河、疏勒河等穿境而過。

甘肅省是我國水土流失防治的重要省份，1999 年全省水土流失面積為26.14 萬km2，其中水力侵蝕11.94 萬km2、風力侵蝕14.20 萬km2（由于凍融及其他類型土壤侵蝕面積和治理措施數(shù)據(jù)難以收集，因此本文所述水土流失面積僅包含水力侵蝕和風力侵蝕面積）［7］。 經(jīng)過持續(xù)治理，截至2020 年年底全省水土流失面積減少至18.39 萬km2，其中輕度侵蝕9.64 萬km2、中度侵蝕2.35 萬km2、強烈侵蝕1.26 萬km2、極強烈侵蝕2.08 萬km2、劇烈侵蝕3.06 萬km2［8］。 現(xiàn)狀水土流失面積中：水力侵蝕面積為6.40 萬km2，主要分布在隴東及隴南；風力侵蝕面積為11.99 萬km2，主要分布在河西走廊。

2 水土保持率復核確定方法

2.1 遠期閾值與階段目標值確定方法

2.1.1 水土保持率現(xiàn)狀值與遠期閾值計算方法

水土保持率現(xiàn)狀值與遠期閾值計算公式分別為［1］

式中：SWCc為水土保持率現(xiàn)狀值，%；NSEA為輕度以下土壤侵蝕面積現(xiàn)狀值，km2；TLA為土地總面積，km2；SWCt為水土保持率遠期閾值，%；NSEAt為輕度以下土壤侵蝕面積上限值，km2。

由式（2）可知，計算水土保持率遠期閾值的關鍵是確定輕度以下土壤侵蝕面積上限值。 參考全國水土保持率遠期閾值確定方法［1］，以甘肅省所含8 個水土保持三級區(qū)為基本單元，以2020 年水土流失現(xiàn)狀為基準，通過疊加土地利用、植被覆蓋、地形坡度等空間數(shù)據(jù)，按照所在水土保持一級區(qū)的水土流失治理類別研判原則，逐區(qū)確定現(xiàn)狀水土流失面積中不需治理、不可完全治理（治理后土壤侵蝕強度仍在輕度及以上） 和可以完全治理（治理后土壤侵蝕強度可降低到輕度以下） 的水土流失面積，最后匯總計算全省輕度以下土壤侵蝕面積上限值（閾值）。 依據(jù)水利部確定不需治理與不可完全治理的判定規(guī)則，結合甘肅省實際情況，總結細化了甘肅省4 個水土保持一級區(qū)現(xiàn)狀水土流失的遠期治理類別研判規(guī)則，見表1。

表1 甘肅省水土流失治理類別研判規(guī)則

2.1.2 階段目標值確定原則

確定水土保持率階段目標值的本質(zhì)是以現(xiàn)狀值為基準，將達到遠期閾值所需完成的水土流失防治任務合理分解到未來各階段。 我國水土流失防治長期堅持以小流域為單元、以重點區(qū)域為對象、以重點工程為抓手，在各時期先后實施了一系列水土保持重點工程。根據(jù)甘肅省水土流失現(xiàn)狀、防治需求，統(tǒng)籌考慮省域社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設總體要求，按照以下四方面原則進行各階段水土流失防治任務的分解，進而確定水土保持率階段目標值。

（1）堅持先急后緩、先易后難。 根據(jù)水土流失類型、強度及其危害，全面規(guī)劃、突出重點。 近期防治重點為隴東黃土高原、隴南土石山區(qū)，以坡耕地、園地和緩坡林草地治理為主，盡早消除嚴重水土流失危害，加快塬面保護和鄉(xiāng)村振興；遠期統(tǒng)籌防治河西干旱半干旱區(qū)風蝕，以溝谷陡坡、干旱沙地和高山林草地治理為主，全面攻克植被恢復和生態(tài)治理立地條件差的問題，構建西北生態(tài)屏障、維護區(qū)域生態(tài)安全。

（2）注重因地制宜、自然修復。 針對不同防治對象與基礎條件，突出預防為主、保護優(yōu)先的水土保持工作方針。 耕地、果園實施以工程措施為主的綜合治理，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、減少入河泥沙；高寒稀疏林草地及人口稀少地區(qū)的荒山荒坡實施以封禁保護為主的生態(tài)修復，充分發(fā)揮大自然的自我修復能力，并根據(jù)不同地區(qū)的植被演替規(guī)律合理設定階段目標。

（3）確保速率可行、進程合理。 一定時期的水土流失面積減幅受防治投入、技術和難度等因素綜合影響，隨著水土流失防治的持續(xù)進行，在投入和技術未發(fā)生重大變化的情況下，今后減少水土流失面積的難度將不斷增大，水土流失面積減速難以明顯高出歷史減速且逐漸趨緩。 因此，應根據(jù)未來水土流失防治總?cè)蝿蘸筒煌A段的防治要求，合理規(guī)劃、穩(wěn)步實施，避免過于保守和盲目冒進。

（4）統(tǒng)籌減量降級、提質(zhì)增效。 對標美麗中國建設對中長期水土流失防治的要求，充分考慮新時期水土保持工作形勢以及黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的要求，統(tǒng)籌減量降級、提質(zhì)增效的綜合目標。 近期通過綜合治理，突出水土流失面積遏增量、減存量，持續(xù)提高區(qū)域水土保持率；遠期注重提高梯田和淤地壩等措施的安全穩(wěn)定性，提升植被群落穩(wěn)定性和生態(tài)服務功能，豐富水土保持生態(tài)衍生產(chǎn)品和生態(tài)服務價值。

2.2 基礎數(shù)據(jù)來源

（1）水土流失與土地利用數(shù)據(jù)。 全省不同時期水土流失及各類土地利用面積數(shù)據(jù)來源于第二次全國水土保持遙感普查（1999 年）、第一次全國水利普查（2011 年）、2018—2020 年區(qū)域水土流失動態(tài)監(jiān)測成果，統(tǒng)一按分辨率為30 m 進行重采樣。 把2020 年作為水土流失現(xiàn)狀年和水土保持率階段目標值分析的基準年。

（2）地形因子數(shù)據(jù)。 海拔、坡度等地形因子數(shù)據(jù)基于30 m 分辨率SRTM 數(shù)字高程模型提取。

（3）植被覆蓋數(shù)據(jù)。 采用中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心基于SPOT／Vegetation 衛(wèi)星遙感影像生產(chǎn)的1 km 分辨率1998—2019 年逐年生長季NDVI數(shù)據(jù)，運用像元二分模型［9］計算植被覆蓋度，按分辨率為30 m進行重采樣，最終獲得全省近20 a 來逐年植被覆蓋度，進而根據(jù)水利部印發(fā)的《區(qū)域水土流失動態(tài)監(jiān)測技術規(guī)定（試行）》中的植被覆蓋等級劃分標準［10］（＜30%為低覆蓋度、30%～45%為中低覆蓋度、45%～60%為中覆蓋度、60%～75%為中高覆蓋度、＞75%為高覆蓋度）統(tǒng)計逐年植被覆蓋等級的面積。

（4）水土保持措施數(shù)據(jù)。 歷年水土保持重點工程投入經(jīng)費、新增治理面積、水土保持措施數(shù)據(jù)（梯田、造林、種草、封禁面積及淤地壩、小型攔蓄工程、其他措施數(shù)量）來源于2012—2020 年全省水土保持公報及相關部門的統(tǒng)計資料等。

3 結果與分析

3.1 近年來全省水土保持及植被覆蓋度變化情況

（1）水土保持重點工程規(guī)模變化情況。 甘肅省與全國多數(shù)地區(qū)一樣，依托國家水土保持重點工程，各行業(yè)協(xié)同開展水土保持生態(tài)建設、大力推進水土流失綜合治理。 2012—2020 年國家在甘肅安排的水土保持重點工程規(guī)模和投資不斷擴大，年均治理面積633 km2、投資4.55 億元，其中“十三五”期間年均治理面積和投資分別達755 km2和5.29 億元，較“十二五”期間分別增長57%和46%。 國家水土保持重點工程規(guī)模和投資加大，帶動了全省新增水土流失治理面積的大幅增加（見表2），年均新增水土流失治理面積由2012—2016 年2 035 km2增至2017—2020 年7 208 km2，有效支撐了水土保持率的提高。

表2 2012—2020 年國家在甘肅安排的水土保持重點工程及全省新增水土流失治理面積統(tǒng)計

（2）水土保持措施變化情況。 2012—2020 年全省各類水土保持措施面積（數(shù)量）均呈遞增趨勢（見圖1），年均新增梯田、造林、種草、封禁、其他措施面積分別為845.49、1 384.84、542.36、995.86、565.66 km2（占比分別為19.51%、31.95%、12.51%、22.98%和13.05%），年均新增淤地壩3 座、小型攔蓄工程886 座。 其中：梯田、林草、封禁等坡面水土保持措施面積在2017 年之后增速較快，而淤地壩、小型攔蓄工程數(shù)量的增速相對較慢，反映出坡面治理力度的明顯提升。 截至2020年，全省各類主要水土保持措施保存量為：梯田2.23萬km2、造林3.62 萬km2、種草1.14 萬km2、封禁2.04萬km2，淤地壩0.16 萬座、小型攔蓄工程94.47萬座。

圖1 2012—2020 年水土保持措施面積（數(shù)量）逐年變化情況

（3）植被覆蓋度變化情況。 從1999 年國家啟動退耕還林（草）工程到2019 年，甘肅省植被覆蓋整體呈小幅波動的顯著增長趨勢（見圖2），由1998 年的36%提高至2019 年的45%，年均增長0.43 個百分點。20 余a 間，各等級植被覆蓋變化情況不同，低、中低和中覆蓋度面積占比總體下降，中高和高覆蓋度面積占比則總體上升，反映出低覆蓋度植被向中、高覆蓋度植被轉(zhuǎn)變的生態(tài)恢復態(tài)勢。 截至2019 年，全省林草植被覆蓋區(qū)域中，低和中低覆蓋度面積占比仍高達52%，中高和高覆蓋度面積占比僅為39%。 因此，除在適地適樹、以水定綠的原則下進一步科學擴大林草植被面積外，對現(xiàn)有植被的提質(zhì)增效是未來甘肅省生態(tài)修復的重點。

3.2 全省水土流失面積與強度變化情況

甘肅省風力侵蝕面積占比始終高于水力侵蝕面積占比。 多年來全省水土流失面積持續(xù)減少（見表3），1999—2020 年全省水土流失面積由26.14 萬km2減少至18.39 萬km2，減幅為29.65%，年均約減少0.37 萬km2。 其中：風力侵蝕面積由14.20 萬km2減少至11.99萬km2，減幅為15.56%，年均約減少0.11 萬km2；水力侵蝕面積由11.94 萬km2減少至6.40 萬km2，減幅為46.40%，年均約減少0.26 萬km2。 水力侵蝕和風力侵蝕面積變化情況表明，水力侵蝕防治取得了顯著成效，但大面積的風力侵蝕因受氣候等自然因素影響和當前治理技術等制約而難以快速消除。

表3 典型年份水土流失面積 萬km2

以開展第一次全國水利普查的2011 年為時間節(jié)點分時段看，1999—2011 年水土流失面積年均減少0.50 萬km2、2011—2020 年水土流失面積年均減少0.19 萬km2（其中2018—2020 年水土流失面積年均減少0.11 萬km2），近年來全省水土流失面積年均減幅有所降低，尤其2018 年以來風力侵蝕面積不減反增（見表3），反映出水土流失治理先易后難的特點，且未來治理難度還將逐漸增大。 從不同強度土壤侵蝕面積看，2011—2020 年輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈侵蝕面積分別由5.52 萬、3.67 萬、2.42 萬、3.93 萬、4.58 萬km2變?yōu)?.64 萬、2.35 萬、1.26 萬、2.08 萬、3.06 萬km2，呈現(xiàn)出中度及以上高強度侵蝕向輕度侵蝕轉(zhuǎn)變、水土流失面積與強度雙下降的特點。

3.3 全省水土保持率現(xiàn)狀值與閾值

2020 年甘肅省輕度以下土壤侵蝕面積現(xiàn)狀值為27.39 萬km2，按照式（1）計算的甘肅省水土保持率現(xiàn)狀值為59.83%。 對土地利用、坡度、海拔、植被覆蓋度、土壤侵蝕強度等進行空間疊加分析，確定的全省不需治理的水土流失面積、不可完全治理的水土流失面積、可以完全治理的水土流失面積分別為13.45 萬、1.94 萬、3.00 萬km2，進而確定的輕度以下土壤侵蝕面積上限值為30.39 萬km2，按照式（2）計算的水土保持率遠期（2050 年）閾值為66.38%。

3.4 全省水土保持率階段目標值

根據(jù)水土保持率遠期閾值，到2050 年水土流失面積在現(xiàn)狀基礎上需減少3.00 萬km2以上。 基于對現(xiàn)狀水土流失及其所屬地形、地類等因素的分區(qū)分類研判，按照前述水土保持率階段目標值確定原則，最終確定2025 年、2030 年、2035 年水土保持率階段目標值分別為61.34%、64.14%和65.14%，2020—2025 年、2025—2030 年、2030—2035 年3 個時段水土保持率年均增幅分別為0.3%、0.6%、0.2%，3 個時段需分別減少水土流失面積約0.69 萬、1.28 萬、0.46 萬km2，各階段水土流失面積年均減幅介于0.09 萬～0.26 萬km2，低于1999—2020 年年均減幅，符合水土流失防治先易后難、治理難度逐漸增大、治理速率將適當降低的實際。

4 結論

（1）1999—2020 年，甘肅省依托國家水土保持重點工程，各行業(yè)協(xié)同開展水土保持生態(tài)建設、大力推進水土流失綜合治理，使全省水土流失面積由26.14 萬km2減少到18.39 萬km2，年均減幅為0.37 萬km2，其中風力侵蝕、水力侵蝕面積年均減幅分別為0.11 萬、0.26 萬km2，中度及以上高強度侵蝕向輕度侵蝕轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了水土流失面積與土壤侵蝕強度雙下降，反映出水力侵蝕防治成效顯著、風力侵蝕因受多因素影響而防治難度較大。

（2）甘肅省2020 年水土保持率現(xiàn)狀值為59.83%；綜合考慮自然規(guī)律與經(jīng)濟社會需求，經(jīng)對不需治理、不可完全治理、可以完全治理水土流失的時空綜合研判，確定的2050 年水土保持率遠期閾值為66.38%；按照先急后緩、先易后難、因地制宜、自然修復、速率可行、進程合理、減量降級、提質(zhì)增效的原則，確定的2025年、2030 年、2035 年水土保持率階段目標值分別為61.34%、64.14%和65.14%。