周 寧,孫和強(qiáng),李 超,劉鳳飛,史彥林,張 凱,樊 華

(1.黑龍江省水利科學(xué)研究院,黑龍江 哈爾濱 150070; 2.黑龍江省水利學(xué)會,黑龍江 哈爾濱 150070;3.黑龍江省水土保持重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江 哈爾濱 150070)

黑龍江省自2011年第一次水利普查、2012年水土保持專項(xiàng)成果發(fā)布后,至2017年一直保持靜態(tài)管理。自2018年起,黑龍江省水利廳按照水利部安排部署,根據(jù)《黑龍江省水土保持規(guī)劃(2015—2030年)》《黑龍江省水土流失動態(tài)監(jiān)測規(guī)劃(2018—2022年)》,開展了水土流失動態(tài)監(jiān)測工作,并通過黑龍江省水土保持公報(bào),及時(shí)公告省域年度水土流失面積和強(qiáng)度變化狀況,為統(tǒng)籌推進(jìn)全省水土流失綜合防治工作提供了動態(tài)數(shù)據(jù)支撐?；谝陨铣晒麛?shù)據(jù),分析2011—2021年全省及各行政區(qū)、三級水土保持分區(qū)土壤侵蝕及水土保持率變化情況,以期為全省水土保持科學(xué)決策、精準(zhǔn)監(jiān)管提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源

從2012年水土保持專項(xiàng)成果、2018—2021年歷年黑龍江省水土保持公報(bào)中,選取2011年、2018—2021年黑龍江省128個(gè)縣(市、區(qū))的水力、風(fēng)力侵蝕數(shù)據(jù)。

2 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

水土保持率[1]是反映水土保持總體狀況的宏觀管理指標(biāo),是水土流失預(yù)防治理成效和自然稟賦水土保持功能在空間尺度上的綜合體現(xiàn)。將區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕強(qiáng)度輕度以下的非水土流失面積與區(qū)域總面積的比值作為水土保持率。黑龍江省水土保持區(qū)劃涉及8個(gè)三級區(qū),分別為大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)、小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護(hù)保土區(qū)、三江興凱平原生態(tài)維護(hù)農(nóng)田防護(hù)區(qū)、東南部山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)、東南部山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)、中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)、西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)和西部低山丘陵土壤保持區(qū)。黑龍江省水力侵蝕覆蓋全省128個(gè)縣(市、區(qū)),風(fēng)力侵蝕主要涉及齊齊哈爾、大慶2個(gè)市的18個(gè)縣(區(qū)),水力與風(fēng)力侵蝕面積比約為9∶1,并呈年際小幅波動,因此本研究主要分析水力侵蝕引起的水土流失變化特征,若有其他侵蝕方式,會指明。將研究期2011—2021年變化定義為總體變化,將研究期2018—2021年變化定義為動態(tài)變化。

3 結(jié)果與分析

3.1 全省及各行政區(qū)土壤侵蝕變化

3.1.1 總體變化

1)2011—2021年黑龍江省土壤侵蝕強(qiáng)度及面積見表1,期間黑龍江省水土流失面積減少8 787.81 km2,減幅達(dá)10.72%,其中輕度侵蝕面積增加20 046.06 km2,增幅達(dá)49.55%,其余侵蝕面積均減少,且減幅均達(dá)63.00%以上?？梢?多年來黑龍江省水土流失狀況總體上得到改善,土壤侵蝕已實(shí)現(xiàn)由高強(qiáng)度向低強(qiáng)度的轉(zhuǎn)變,并形成了以輕度侵蝕為主的水土流失格局。

表1 2011—2021年黑龍江省土壤侵蝕強(qiáng)度及面積

2)2011—2021年風(fēng)力侵蝕面積年際變化見表2,期間風(fēng)力侵蝕面積減少695.03 km2,減幅達(dá)8.00%,風(fēng)力侵蝕面積線性遞減趨勢明顯(R2=0.96);2018—2021年,風(fēng)力侵蝕面積減少403.39 km2,減幅達(dá)4.80%。

表2 2011—2021年風(fēng)力侵蝕面積年際變化

3.1.2 動態(tài)變化

1)表1表明:2018—2021年,全省輕度侵蝕面積先增大后減小,其占水土流失總面積的比例呈線性增大(R2=0.84),中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕面積均逐年減小,其占水土流失總面積的比例呈線性減小(R2分別為0.95、0.82、0.78和0.79)。

2)2018—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例見表3,期間大慶、牡丹江、七臺河、鶴崗和大興安嶺等5個(gè)市(地區(qū))水土流失面積占全省水土流失面積的比例總體呈下降趨勢,雞西市總體無變化,其他7個(gè)市總體呈上升趨勢;各年黑河市占比均最大、大興安嶺地區(qū)占比均最小;總體上,全省水土流失集中分布在黑河、齊齊哈爾、哈爾濱、大慶、牡丹江和綏化6個(gè)市,其水土流失面積之和各年均占全省水土流失面積的80%以上,分別為80.83%、80.88%、80.92%、80.90%。

表3 2018—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例

3.2 各水土保持分區(qū)土壤侵蝕變化

3.2.1 總體變化

2011—2021年黑龍江省各水土保持分區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度及面積,見表4。由表4可知:①2021年較2011年,除了西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)各級侵蝕強(qiáng)度面積均減少,其他7個(gè)分區(qū)輕度侵蝕面積均增加,中度及其以上侵蝕強(qiáng)度面積均減少。②2011、2021年各分區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例中,中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)占比均最大,分別為48.83%和49.80%,與其他7個(gè)分區(qū)占比之和相當(dāng);大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)占比均最小,分別為0.17%和0.39%。③各分區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積的比例中,中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)、西部低山丘陵土壤保持區(qū)、東南部山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)和大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)占比均增加,其他4個(gè)分區(qū)占比均減少。

表4 2011—2021年黑龍江省各水土保持分區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度及面積

3.2.2 動態(tài)變化

由表4知:2018—2021年,各分區(qū)水土流失面積占全省水土流失面積比例的排序維持不變,仍是中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)占比最大、大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)占比最小。輕度侵蝕面積除大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)、東南部山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)、東南部山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)是增加的外,其余5個(gè)分區(qū)均稍有下降;其余強(qiáng)度侵蝕面積整體呈下降趨勢。

3.3 各行政區(qū)水土保持率變化

3.3.1 總體變化

2011—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土保持率變化見表5,期間黑龍江省水土保持率增長1.99個(gè)百分點(diǎn),13個(gè)市(地區(qū))中6個(gè)市水土保持率增長量超過全省水平,其中雙鴨山市增長量最大,為3.90個(gè)百分點(diǎn);雞西、七臺河和大興安嶺3個(gè)市(地區(qū))水土保持率出現(xiàn)負(fù)增長,其中七臺河市負(fù)增長量最大,為4.11個(gè)百分點(diǎn)。

表5 2011—2021年黑龍江省各行政區(qū)水土保持率變化

3.3.2 動態(tài)變化

表5表明:2018—2021年,雞西、鶴崗、伊春、佳木斯和大興安嶺5個(gè)市(地區(qū))歷年水土保持率均高于全省水平,大慶市水土保持率歷年均為全省最低;13個(gè)市(地區(qū))中大慶市水土保持率增長量最大,為1.77個(gè)百分點(diǎn),大興安嶺地區(qū)增長量最小,為0.05個(gè)百分點(diǎn);黑龍江省水土保持率呈顯著線性增長(R2=0.99),全省水土保持率年均增長量為0.18個(gè)百分點(diǎn)。

3.4 各水土保持分區(qū)水土保持率變化

3.4.1 總體變化

2011—2021年各水土保持分區(qū)水土保持率見表6,期間除大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)水土保持率下降0.33個(gè)百分點(diǎn)外,其他7個(gè)分區(qū)水土保持率均有增長,其中西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)增長最快,為4.03個(gè)百分點(diǎn),西部低山丘陵土壤保持區(qū)增長最慢,為0.34個(gè)百分點(diǎn)。

表6 2011—2021年各水土保持分區(qū)水土保持率

3.4.2 動態(tài)期變化

表6表明:2018—2021年,黑龍江省8個(gè)水土保持分區(qū)水土保持率均有增長,其中西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)增長量最大,為1.53個(gè)百分點(diǎn),大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)增長量最小,為0.05個(gè)百分點(diǎn)。大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)、小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護(hù)保土區(qū)和三江興凱平原生態(tài)維護(hù)農(nóng)田防護(hù)區(qū)歷年水土保持率均遠(yuǎn)高于全省水平,契合了3個(gè)分區(qū)“生態(tài)維護(hù)”的水土保持主導(dǎo)基礎(chǔ)功能定位;其余5個(gè)水土保持分區(qū)水土保持率均低于全省水平,與其以糧食生產(chǎn)、牧業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)為主的社會經(jīng)濟(jì)功能定位有關(guān),研究[2]表明,投入以上分區(qū)的水土流失治理資金明顯高于其他3個(gè)分區(qū),一定程度上保障了其水土保持率的持續(xù)提升。在水土保持區(qū)劃層面,黑龍江省水土保持率呈現(xiàn)“一帶一片高、東西中片低”的分布特征,其中“一帶”指大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)和小興安嶺山地丘陵生態(tài)維護(hù)保土區(qū),“一片”指三江興凱平原生態(tài)維護(hù)農(nóng)田防護(hù)區(qū),“東片”指東南部山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)和東南部山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū),“西片”指西部低山丘陵土壤保持區(qū)和西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū),“中片”指中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)。

4 結(jié)論

1)2011—2021年,黑龍江省土壤侵蝕強(qiáng)度由高向低轉(zhuǎn)變,水土流失面積遞減趨勢明顯,總體減少8 787.81 km2,減幅達(dá)10.72%;水土流失面積80%以上分布在黑河、齊齊哈爾、哈爾濱、大慶、牡丹江和綏化6個(gè)市,近50%分布在中部漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū);2011—2021年,風(fēng)力侵蝕面積線性遞減趨勢明顯,總體減少695.03 km2,減幅達(dá)8.00%,風(fēng)力侵蝕主要分布在齊齊哈爾市和大慶市。

2)2011—2021年,黑龍江省水土保持率整體增長1.99個(gè)百分點(diǎn),其中雙鴨山市增長量最大,為3.90個(gè)百分點(diǎn),七臺河市負(fù)增長量最大,為4.11個(gè)百分點(diǎn);除大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)水土保持率下降0.33個(gè)百分點(diǎn)外,其他7個(gè)分區(qū)水土保持率均有增長。2018—2021年,黑龍江省水土保持率呈顯著線性增長(R2=0.99),年均增長量為0.18個(gè)百分點(diǎn),其中大慶市水土保持率增長量最大,為1.77個(gè)百分點(diǎn),大興安嶺地區(qū)增長量最小,為0.05個(gè)百分點(diǎn);8個(gè)水土保持分區(qū)水土保持率均有增長,其中西部平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)增長量最大,為1.53個(gè)百分點(diǎn),大興安嶺山地水源涵養(yǎng)生態(tài)維護(hù)區(qū)增長量最小,為0.05個(gè)百分點(diǎn)。

3)本研究分析了黑龍江省水土流失總體變化特征及動態(tài)變化特征,可為下一步分區(qū)施策、合理布局、多措并舉開展水土流失綜合防治提供技術(shù)支撐。在水土保持區(qū)劃層面,黑龍江省水土保持率呈現(xiàn)出的“一帶一片高、東西中片低”的分布特征,為立足水土保持主導(dǎo)基礎(chǔ)功能和社會經(jīng)濟(jì)功能定位的區(qū)域水土保持生態(tài)建設(shè),以及打造少行政區(qū)劃束縛、多生態(tài)要素統(tǒng)籌的大尺度空間上的水土流失綜合治理模式提供參考。