摘要：基于高分辨率遙感影像，解譯土地利用和水土保持措施，結(jié)合土壤侵蝕因子空間數(shù)據(jù)，采用中國土壤流失方程（CSLE）、多因子綜合評價模型，計算青海省剛察縣水土流失面積，分析評價全縣水土流失現(xiàn)狀及動態(tài)變化情況。結(jié)果表明：①2011—2022年剛察縣水土流失整體呈面積、強(qiáng)度“雙下降”趨勢，水土流失面積由2011年的1985.50km2下降至2022年的1803.79km2，侵蝕強(qiáng)度整體由高逐步向低轉(zhuǎn)化；②人為擾動用地、農(nóng)村道路、裸土地水土流失情況嚴(yán)重，應(yīng)重點關(guān)注；③2022年人為擾動用地水土流失面積達(dá)14.02km2，水土流失發(fā)生率為82.08%，高于全省平均值4.33個百分點，需加強(qiáng)對生產(chǎn)建設(shè)項目的監(jiān)管力度；④近年來，全縣水土保持工作取得了一定的成效，截至2022年共有439.04km2的區(qū)域?qū)嵤┝怂帘３执胧脖桓采w面積達(dá)到7527.26km2，然而縣域生態(tài)環(huán)境仍然很脆弱，未來剛察縣的水土流失治理任務(wù)仍然很艱巨。

關(guān)鍵詞：水土流失；影響因素；剛察縣；青海省

中圖分類號：S157文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.03.010

引用格式：王璽圳，曾建青，徐榮，等.青海省剛察縣水土流失狀況及其影響因素研究[J].中國水土保持，2025（3）：34-37，41.

剛察縣是青海省環(huán)湖重點牧業(yè)縣，境內(nèi)自然環(huán)境差異大，生態(tài)環(huán)境脆弱，對人類活動及氣候變化的響應(yīng)敏感。自1999年始剛察縣實施的西部退耕還草、退牧還草工程，以及2008年始實施的青海湖流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合治理項目，均促進(jìn)了青海湖流域生態(tài)環(huán)境的改善[1]，水土流失也得到了有效控制。然而，隨著全球氣候持續(xù)變暖，青海湖流域部分地區(qū)因氣溫升高而造成表土層干旱，植被覆蓋度降低。有研究表明，氣候變化作用下凍土環(huán)境的變化會引起土壤水分發(fā)生變化，這對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)造成了不利影響[2]，沙漠化土地呈擴(kuò)張趨勢。本研究以位于青海湖流域的剛察縣為例，基于高分辨率遙感影像解譯土地利用，結(jié)合土壤侵蝕因子空間數(shù)據(jù)，采用模型計算剛察縣水土流失面積，分析評價全縣水土流失現(xiàn)狀及動態(tài)變化情況，為青海湖流域下一步水土流失綜合治理和生態(tài)恢復(fù)提供參考依據(jù)。

1概況

剛察縣隸屬于青海省海北藏族自治州，屬青海湖流域，地理位置36°58′～38°05′N，99°20′～100°38′E。地處青海湖盆地北部、祁連山系中部大通山地段，大通山橫貫縣境北部，桑斯扎山與贊寶化秀山山脊將全縣自東向西分成南北兩大區(qū)域，北部屬黃河流域湟水水系外流區(qū)，南部屬青海湖環(huán)湖內(nèi)陸水系內(nèi)流區(qū)。境內(nèi)山脈自西北向東南傾斜，北部高山連綿，為大通山地段，中部為丘陵，南部略微低緩，為平原地帶。氣候類型為典型的高原大陸性氣候，冬季寒冷，夏秋溫涼，晝夜溫差大，年均氣溫-0.6℃，不同地點年均降水量324.5～522.3mm、年均水面蒸發(fā)量1273.7～1847.8mm。境內(nèi)地表水較豐富，且分布較均勻；草場資源豐富，耕地主要分布在南部青海湖周邊。全縣均為青海湖省級水土流失重點治理區(qū)，據(jù)2022年青海省水土流失動態(tài)監(jiān)測成果，剛察縣為水力侵蝕與凍融侵蝕復(fù)合區(qū)，無風(fēng)力侵蝕。

2研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

水土流失數(shù)據(jù)來源于2011年第一次全國水利普查成果，2018年、2022年全國水土流失動態(tài)監(jiān)測成果；氣象數(shù)據(jù)來源于國家氣象局及青海省水土保持監(jiān)測站；國家水土保持重點工程資料、生產(chǎn)建設(shè)項目監(jiān)管資料來源于青海省水土保持中心。

2.2遙感解譯和野外驗證

對各土地利用類型和植被覆蓋度建立解譯標(biāo)志，基于高分辨率遙感影像對剛察縣土地利用和水土保持措施進(jìn)行解譯，解譯后針對解譯中的疑難點開展野外調(diào)查復(fù)核，以進(jìn)一步完善各項數(shù)據(jù)。

2.3計算模型

1）水力侵蝕?；谕恋乩煤退帘３执胧┙庾g成果，結(jié)合各項土壤侵蝕因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)，采用中國土壤流失方程（CSLE）計算水力侵蝕作用下土壤流失量，公式為

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

本研究中R因子基于1986—2015年（共計30a，下同）的逐日降水量資料計算獲取。K因子采用2011年第一次全國水利普查成果中的土壤可蝕性因子計算成果。L、S因子基于1∶50000DEM計算獲取。B因子利用植被覆蓋度數(shù)據(jù)計算獲取，若無此措施，則B取1。E、T因子基于土地利用解譯成果，依據(jù)《2022年水土流失動態(tài)監(jiān)測技術(shù)指南》確定，其中E因子根據(jù)“水土保持工程措施因子賦值表”確定，若無此措施，則E取1；T因子根據(jù)“全國輪作區(qū)T因子賦值表”確定，剛察縣屬于“青藏高原喜涼作物一熟輪歇區(qū)—海北甘南高原喜涼作物一熟輪歇區(qū)”，對應(yīng)的T因子值為0.272。

2）凍融侵蝕。在凍融侵蝕區(qū)，利用年凍融日循環(huán)天數(shù)、日均凍融相變水量、年均降水量、坡度、坡向、植被覆蓋度等柵格數(shù)據(jù)，采用多因子綜合評價模型計算凍融侵蝕強(qiáng)度綜合指數(shù)，判定凍融侵蝕強(qiáng)度，公式為

式中：F為凍融侵蝕強(qiáng)度綜合指數(shù)，無量綱；Wi為年凍融日循環(huán)天數(shù)、日均凍融相變水量、年均降水量、坡度、坡向和植被覆蓋度6個評價指標(biāo)的權(quán)重，無量綱；Ii為年凍融日循環(huán)天數(shù)、日均凍融相變水量、年均降水量、坡度、坡向和植被覆蓋度6個評價指標(biāo)不同范圍對應(yīng)的等級值。

本研究中年凍融日循環(huán)天數(shù)、日均凍融相變水量、年均降水量依據(jù)國家氣象局1986—2015年氣溫、降水量數(shù)據(jù)插值計算獲取；坡度、坡向基于1∶50000DEM在ArcGIS中插值計算獲??；植被覆蓋度基于MODIS-NDVI數(shù)據(jù)計算獲取，植被覆蓋度等級劃分為低覆蓋（＜30%）、中低覆蓋（30%～＜45%）、中覆蓋（45%～＜60%）、中高覆蓋（60%～＜75%）、高覆蓋（≥75%）。

2.4土壤侵蝕強(qiáng)度判定

水力侵蝕強(qiáng)度依據(jù)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（SL190—2007）判定，凍融侵蝕強(qiáng)度依據(jù)《2022年水土流失動態(tài)監(jiān)測技術(shù)指南》判定（見表1）。

2.5研究范圍

以2022年為現(xiàn)狀年，2011—2022年為動態(tài)變化期。研究中水土流失面積僅指水力侵蝕面積，不同土地利用類型水土流失情況及水土流失動態(tài)化情況也僅分析水力侵蝕情況。

3水土流失現(xiàn)狀及動態(tài)變化

3.1水土流失現(xiàn)狀

3.1.1總體情況

1）2022年，剛察縣水力侵蝕面積為1803.79km2（見表2），占全縣土地面積的18.79%；土壤侵蝕強(qiáng)度以輕度為主，面積為1162.58km2，主要分布在縣南部（見圖1）；中度及以上侵蝕面積為641.21km2，主要分布在縣北部區(qū)域及東部邊界。

2）2022年，剛察縣凍融侵蝕面積為515.66km2（見表2），占全縣土地面積的5.37%；土壤侵蝕強(qiáng)度以中度為主，面積為307.72km2，輕度、強(qiáng)烈侵蝕面積分別為197.52、10.42km2，無極強(qiáng)烈、劇烈侵蝕；中度及以上侵蝕主要分布在縣北部區(qū)域，輕度分布在縣中部區(qū)域（見圖1）。

3.1.2不同土地利用類型水土流失情況

1）2022年，剛察縣土地利用類型中草地面積最大，為7288.82km2（見表3），占全縣地類面積的75.92%，主要分布在縣中部及北部區(qū)域（見圖2）；其次為水域及水利設(shè)施用地，面積為1801.05km2，占18.76%，集中分布在縣南部區(qū)域；再次為林地，面積為238.44km2，占2.49%，主要分布在縣南部區(qū)域；耕地、建設(shè)用地、交通運(yùn)輸用地、其他土地面積更少，主要分布在中南部縣城所在區(qū)域。

2）2022年，剛察縣水土流失主要分布于草地，其面積為1630.56km2（見表3），占全縣水土流失面積的90.40%；以輕度侵蝕為主，其面積為1054.89km2，其次為中度侵蝕，面積為485.40km2，草地中中度及以上侵蝕主要分布在縣北部山區(qū)。林地和耕地水土流失面積分別為64.81、63.45km2。建設(shè)用地水土流失主要發(fā)生在人為擾動用地，其面積為14.02km2，以輕中度侵蝕為主。交通運(yùn)輸用地水土流失僅發(fā)生在農(nóng)村道路，其面積為4.78km2，各侵蝕強(qiáng)度均存在。水域及水利設(shè)施用地?zé)o水土流失情況。其他土地水土流失僅發(fā)生在裸土地，水土流失狀況嚴(yán)重，以強(qiáng)烈及以上侵蝕為主，面積達(dá)到24.41km2，水土流失發(fā)生率達(dá)67.32%。

3.2水土流失動態(tài)變化

2011—2022年剛察縣水土流失面積變化見圖3。由圖3可知，2011—2022年剛察縣水土流失面積呈下降趨勢，2011年、2018年、2022年剛察縣水土流失面積分別為1985.50、1862.47、1803.79km2，面積減少了181.71km2、減幅達(dá)9.15%；2011—2022年剛察縣水土流失強(qiáng)度整體表現(xiàn)為由高侵蝕強(qiáng)度逐步向低侵蝕強(qiáng)度轉(zhuǎn)化。由此可見，2011—2022年剛察縣水土流失狀態(tài)整體上呈面積、強(qiáng)度“雙下降”趨勢。

4水土流失影響因素

4.1土地利用類型

不同土地利用類型水土流失發(fā)生的情況不同，剛察縣水土流失情況比較嚴(yán)重的地類為水澆地、其他林地、人為擾動用地、農(nóng)村道路、裸土地，其中人為擾動用地、農(nóng)村道路、裸土地水土流失情況嚴(yán)重，水土流失發(fā)生率分別達(dá)到了82.08%、60.97%、68.70%（見表3）；97.64%的強(qiáng)烈及以上水土流失面積分布在天然牧草地、其他草地及裸土地，而其他交通用地、水域及水利設(shè)施用地、城鎮(zhèn)建設(shè)用地則無水土流失情況。由此可見，不同土地利用對水土流失影響不同。

4.2人為擾動用地

隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，剛察縣陸續(xù)實施了藏羊牦牛養(yǎng)殖基地工程、草業(yè)基地工程、旅游露營地工程、飲水工程、道路改建工程等，形成了一定范圍的人為擾動用地，2019年、2020年、2021年新增的人為擾動用地面積分別為8.47、18.84、16.68km2。結(jié)合生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持區(qū)域監(jiān)管成果來看，剛察縣每年生產(chǎn)建設(shè)項目數(shù)量呈波動上升的趨勢，疑似違法違規(guī)的圖斑數(shù)量雖有所減少，但人為擾動造成的水土流失情況嚴(yán)重。2022年剛察縣人為擾動用地面積為17.08km2，其水土流失面積達(dá)14.02km2，水土流失發(fā)生率為82.08%（見表3），高于全省平均值4.33個百分點（全省人為擾動用地水土流失發(fā)生率為77.75%）。因此，剛察縣仍需加強(qiáng)對生產(chǎn)建設(shè)項目的監(jiān)管力度。

4.3水保措施

近年來，剛察縣實施了一系列造林、種草和封育等水土保持措施，水土保持工作取得了一定的成效。截至2022年，全縣共有439.04km2的區(qū)域?qū)嵤┝怂帘３执胧?，相?011年增加了100.76km2，水土流失面積由2011年的1985.50km2下降至2022年的1803.79km2。然而，有研究表明，1975—2007年受自然因素和人為因素的綜合作用，剛察縣沙漠化土地呈擴(kuò)張趨勢[1]，部分區(qū)域土地存在退化趨勢[2]，全縣水土流失治理任務(wù)仍然很艱巨。

4.4植被覆蓋度

2018—2022年剛察縣林地、草地植被覆蓋面積見表4。由表4可知，2022年全縣植被覆蓋面積為7527.26km2，占全縣土地面積的78.41%，相比2018年增加了256.23km2，增幅為3.52%；植被覆蓋以高覆蓋為主，2022年其面積達(dá)到4809.87km2。雖然植被覆蓋度較高，但植被以草地為主，生態(tài)環(huán)境仍然很脆弱。研究表明，1981—2008年剛察縣土壤溫度呈現(xiàn)極顯著升高趨勢[3]，土壤溫度上升會造成表土層干旱、植被覆蓋度下降；2000—2016年，剛察縣部分區(qū)域植被持續(xù)退化，也有部分區(qū)域植被持續(xù)改善，青海湖環(huán)湖區(qū)域植被改善顯著，高海拔凍土區(qū)植被呈退化趨勢[4-5]；凍融侵蝕會造成草被層在水平方向上的撕裂和在垂直方向上的滑動，與下層土層分離，從而造成植被退化。因此，在全球氣候變暖日益加劇的情況下，剛察縣植被未來發(fā)展演變趨勢及其對區(qū)域水土流失的影響需持續(xù)關(guān)注。

5結(jié)論

1）剛察縣為水力、凍融侵蝕復(fù)合區(qū)，2022年水力侵蝕面積為1803.79km2，以輕度侵蝕為主；凍融侵蝕面積為515.66km2，以中度侵蝕為主。2011—2022年剛察縣水土流失整體呈面積、強(qiáng)度“雙下降”趨勢，水土流失面積由2011年的1985.50km2下降至2022年的1803.79km2，侵蝕強(qiáng)度整體表現(xiàn)為由高逐步向低轉(zhuǎn)化。

2）不同土地利用對水土流失影響不同，剛察縣人為擾動用地、農(nóng)村道路、裸土地水土流失情況嚴(yán)重，應(yīng)重點關(guān)注，其中人為擾動用地水土流失發(fā)生率為82.08%，高于全省平均值4.33個百分點，因此仍需加強(qiáng)對生產(chǎn)建設(shè)項目的監(jiān)管力度。

3）近年來，剛察縣實施了造林、種草和封育等水土保持措施，水土保持工作取得了一定的成效，然而全縣生態(tài)環(huán)境仍然很脆弱，水土流失治理任務(wù)依然艱巨。

參考文獻(xiàn)：

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[5]劉芙梅，吳成永，陳克龍.青海湖流域植被覆蓋時空變化特征及驅(qū)動力分析[J].草原與草坪，2024，44（1）：1-12.

（責(zé)任編輯張緒蘭）

收稿日期：2024-07-30

基金項目：青海省水土保持空天地一體化監(jiān)測項目（63000022T000000078621）；水利部財政預(yù)算項目（126201340009150001）

第一作者：王璽圳（1993—），男，陜西西安人，工程師，碩士，主要從事水土保持遙感監(jiān)測和評價研究工作。

E-mail：179422886@qq.com