吉林省侵蝕溝區(qū)域分布特征研究

蘆貴君，張 瑜，許文旭，許曉鴻,崔 斌，崔海鋒

(1.吉林省水土保持科學(xué)研究院，吉林 長春 130033； 2.吉林省水利廳重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)管理辦公室，吉林 長春 130033； 3.長春市十一高中，吉林 長春 130062)

吉林省侵蝕溝區(qū)域分布特征研究

蘆貴君1，張 瑜2，許文旭3，許曉鴻1,崔 斌1，崔海鋒1

(1.吉林省水土保持科學(xué)研究院，吉林 長春 130033； 2.吉林省水利廳重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)管理辦公室，吉林 長春 130033； 3.長春市十一高中，吉林 長春 130062)

水利普查；侵蝕溝；區(qū)域分布特征；吉林省

以全國第一次水利普查水土保持專項(xiàng)普查東北黑土區(qū)侵蝕溝道普查數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，對(duì)吉林省41個(gè)縣(市、區(qū))的侵蝕溝進(jìn)行了分類匯總：吉林省境內(nèi)現(xiàn)有侵蝕溝道62 978條，其中發(fā)展型溝道61 081條、穩(wěn)定型溝道1 897條，各占96.99%和3.01%；按普查的分級(jí)分類方法，吉林省境內(nèi)發(fā)展型溝道中有小型溝道22 200條、中型溝道32 287條、大型溝道6 594條，各占36%、53%和11%。對(duì)全省侵蝕溝按長白山山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)、長白山山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)、東北漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)、松遼平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)4個(gè)類型區(qū)分別進(jìn)行歸類總結(jié)，研究了各類型區(qū)的侵蝕溝數(shù)量及分布特征。

吉林省地處東北黑土區(qū)中部，是國家重要的商品糧生產(chǎn)基地，具有中國“黃金玉米帶”之稱[1]。經(jīng)過多年開墾種植，這一地帶正遭受著嚴(yán)重的土地退化，而溝蝕是導(dǎo)致土地退化的重要因素[2]。據(jù)松遼水利委員會(huì)2004年進(jìn)行的典型調(diào)查推算，吉林省僅松花江上游地區(qū)侵蝕溝占地面積就達(dá)8.2萬hm2，每年損失糧食5.5億kg，折合人民幣6.6億元。在長白山區(qū)水力侵蝕嚴(yán)重地區(qū)，溝壑面積占土地面積的3%～11%，支毛溝數(shù)量多達(dá)25～47條/km2，溝壑密度達(dá)1.8～2.6 km/km2。土壤經(jīng)分散、剝離，沙礫顆粒殘積在地表，細(xì)小顆粒不斷被水沖走并沿途沉積，導(dǎo)致細(xì)土變少、沙礫增多、土壤沙化、質(zhì)地變粗、土層變薄[3]，侵蝕溝導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境惡化正逐年加劇。基于上述情況，依托全國第一次水利普查水土保持專項(xiàng)普查東北黑土區(qū)侵蝕溝道普查數(shù)據(jù)，對(duì)吉林省各市縣、各水土保持區(qū)劃三級(jí)分區(qū)內(nèi)的侵蝕溝進(jìn)行分類匯總，并結(jié)合實(shí)地考察結(jié)果，總結(jié)了各水土保持分區(qū)內(nèi)侵蝕溝的分布特點(diǎn)，以期為吉林省侵蝕溝分類及治理研究提供參考。

1 研究材料和方法

以2.5 m分辨率遙感影像和1∶5萬DEM數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，應(yīng)用GIS軟件，采取人機(jī)交互方式解譯侵蝕溝道長度、面積、類型、縱比降及其地理位置。通過影像預(yù)判和實(shí)地復(fù)核建立解譯標(biāo)志，確保侵蝕溝全部被識(shí)別，通過野外核查對(duì)侵蝕溝解譯成果進(jìn)行修正。提取的侵蝕溝長度介于100～5 000 m、面積介于0～5 000 hm2。

2 結(jié)果與分析

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，吉林省坡耕地侵蝕溝道以發(fā)展型的中小型溝道為主(表1)，其中，發(fā)展型溝道占溝道總量的96.99%，溝長小于500 m的中小型發(fā)展型溝道占發(fā)展型溝道總量的89.20%。從侵蝕溝數(shù)量上分析，吉林省侵蝕溝道主要分布在吉林、通化、延邊等地區(qū)，在西部的白城及松原地區(qū)分布較少。

表1 吉林省各地(市、州)侵蝕溝道分布情況

以全國水土保持三級(jí)區(qū)劃為依據(jù)，以地形因素為第一要素,將吉林省自東向西分為長白山山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)、長白山山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)、東北漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)、松遼平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)4個(gè)類型區(qū)。通過對(duì)普查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，獲得各區(qū)侵蝕溝道分布特征，見表2。

表2 吉林省各類型區(qū)侵蝕溝特征信息

2.1 長白山山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)侵蝕溝分布特征

長白山山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)位于吉林省主要江河流域的上游，森林覆蓋率高，水資源豐富，共包括18個(gè)縣(市、區(qū))，主要是張廣才嶺、龍崗山及其以東的廣大區(qū)域，包括延邊朝鮮族自治州、白山市全部，以及通化市區(qū)及下轄的集安市、通化縣，總面積68 779.26 km2，占全省總面積的36.70%。該區(qū)海拔多在800～1 100 m，相對(duì)高差500 m以上，地面坡度多在10°～25°之間。坡耕地中侵蝕溝以中小型發(fā)展型侵蝕溝為主，該類型侵蝕溝主溝道一般較淺，溝底寬而平整，但支溝較為活躍，且多為切溝。林地與坡耕地交匯處是侵蝕溝分布密度大的另一區(qū)域，該區(qū)域侵蝕溝多為溝沿線明顯、溝底下切侵蝕嚴(yán)重的切溝，溝道窄而長，對(duì)下游坡耕地危害較大。

2.2 長白山山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)侵蝕溝分布特征

長白山山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)屬于低山區(qū)和丘陵區(qū)，為長白山至松遼平原的過渡帶，西以大黑山西麓為界，東至龍崗山和張廣才嶺，共包括16個(gè)縣(市、區(qū))。區(qū)內(nèi)有拉林河、二道松花江、輝發(fā)河、飲馬河、牡丹江、東遼河、鴨綠江、琿江等流域，人為活動(dòng)頻繁，以低山和丘陵地貌為主，地勢(shì)起伏較大，海拔一般為400～500 m，相對(duì)高差200 m左右，坡度多在5°～15°，山間谷地多被開墾為農(nóng)田，且分布大密度沖溝。該區(qū)侵蝕溝數(shù)量多、規(guī)模大，侵蝕溝集中發(fā)育于河流兩側(cè)漫崗邊坡的坡耕地與林地內(nèi)，侵蝕溝沿坡耕地向上發(fā)展將林地分割為帶狀區(qū)域或孤島。侵蝕溝道短而窄，由于有林冠層遮蓋，因此溝沿線不明顯。

2.3 東北漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)侵蝕溝分布特征

東北漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)屬丘陵區(qū)、漫川漫崗臺(tái)地，是松遼平原的一部分，共包括18個(gè)縣(市、區(qū))。區(qū)內(nèi)有飲馬河、拉林河、東遼河、霍林河等河流，地形為波狀起伏的山前沖積洪積臺(tái)地平原，海拔200 m左右，相對(duì)高差10～70 m，坡度多在10°以下。該區(qū)多為沖積階臺(tái)地，土壤抗蝕性差，遇強(qiáng)降雨侵蝕溝發(fā)育迅速、危害性強(qiáng)。尤其是在松花江、拉林河及其他河流的一二級(jí)階地上侵蝕溝以大中型為主。該區(qū)大型侵蝕溝的主要特征有：主溝道深且寬，溝道比降小，溝岸相對(duì)穩(wěn)定且有植被覆蓋，溝道中下游邊緣或溝道內(nèi)分布有村莊及鄉(xiāng)村道路，每條侵蝕溝形成一個(gè)小流域，侵蝕溝已成為當(dāng)?shù)刂厮艿孛驳囊环N手段。中小型侵蝕溝的主要特征：主溝道較深，溝道比降小，溝底已發(fā)展為河流或季節(jié)性河流，主溝道下切侵蝕停止；邊坡植被主要為草本植物，植被覆蓋度低，溝道上游擴(kuò)張趨勢(shì)明顯，侵蝕危害性較大。

2.4 松遼平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)侵蝕溝分布特征

松遼平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)屬平原區(qū)、風(fēng)沙區(qū)，風(fēng)蝕面積約占土地總面積的24%，廣泛分布著流動(dòng)和半固定沙丘，共包括8個(gè)縣(市、區(qū))，分別為雙遼市、長嶺縣、乾安縣、白城市洮北區(qū)、鎮(zhèn)賚縣、通榆縣、洮南市、大安市。該區(qū)草原“三化”現(xiàn)象較為嚴(yán)重，草場質(zhì)量嚴(yán)重下降，濕地生態(tài)功能日趨衰退，風(fēng)蝕危害相當(dāng)嚴(yán)重。該區(qū)位于吉林省西部，由于地勢(shì)平坦、降雨量偏少，水力侵蝕以面蝕為主，因此侵蝕溝發(fā)育不明顯，無明顯分布特征。

3 結(jié) 論

利用“3S”技術(shù)對(duì)普查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，得到結(jié)論：

(1)吉林省坡耕地侵蝕溝道以發(fā)展型的中小型溝道為主，占溝道總量的86.52%。侵蝕溝道主要分布在吉林市、通化市、延邊州等地區(qū)，在西部的白城及松原地區(qū)分布較少。

(2)以全國水土保持三級(jí)區(qū)劃為依據(jù)，以地形因素為第一要素將吉林省自東向西分為長白山山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)、長白山山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)、東北漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)、 松遼平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)4個(gè)類型區(qū)。各區(qū)侵蝕溝分布特征：長白山山地水源涵養(yǎng)減災(zāi)區(qū)侵蝕溝主要分布于坡耕地內(nèi)及坡耕地與林地交界處。其中，坡耕地內(nèi)侵蝕溝主溝道一般較淺，溝底寬而平整，但支溝較為活躍，且多為切溝；林地與坡耕地交界處侵蝕溝多為溝沿線明顯、溝底下切侵蝕嚴(yán)重的切溝，溝道窄而長，對(duì)下游坡耕地危害較大。長白山山地丘陵水質(zhì)維護(hù)保土區(qū)侵蝕溝數(shù)量多、規(guī)模大，侵蝕溝集中發(fā)育于河流兩側(cè)漫崗邊坡的坡耕地與林地內(nèi)，侵蝕溝溝頭溯源侵蝕嚴(yán)重，坡地多呈孤島分布，雖林草覆蓋度較高，但林下水土流失較為嚴(yán)重。東北漫川漫崗?fù)寥辣３謪^(qū)侵蝕溝主要分布于各河流的一二級(jí)階地內(nèi)，且多以大中型侵蝕溝為主，其中大型侵蝕溝已成為當(dāng)?shù)刂厮艿孛驳囊环N手段，侵蝕強(qiáng)度受人為因素影響較大，而中型侵蝕溝多發(fā)育為季節(jié)性河流，溝底下切、溝岸擴(kuò)張基本停止，但溝頭前進(jìn)危害較大。松遼平原防沙農(nóng)田防護(hù)區(qū)侵蝕溝數(shù)量較少，由于地勢(shì)平坦、降水量偏少，水力侵蝕以面蝕為主，因此侵蝕溝發(fā)育不明顯。

[1] 許曉鴻,隋媛媛,張瑜,等.東北丘陵區(qū)溝蝕發(fā)展現(xiàn)狀及影響因素分析[J].土壤學(xué)報(bào),2014,51(4):25-34.

[2] 孟令欽,李勇.東北黑土區(qū)溝蝕研究與防治[J].中國水土保持,2009(12):40-42.

[3] 楊輝,陳建軍,王志新,等.吉林省長白山區(qū)侵蝕溝生物治理的研究[J].吉林林業(yè)科技,2010,39(4):23-27.

(責(zé)任編輯 李楊楊)

水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目 (20141025)；水利部“948”計(jì)劃項(xiàng)目(201521)；吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20120409)

S157.1

A

1000-0941(2017)02-0054-03

蘆貴君(1981—)，男，吉林長春市人，工程師，碩士，主要從事土壤侵蝕機(jī)理及生態(tài)治理研究。

2016-07-10