關(guān)于水土保持監(jiān)測(cè)基本方法的思考

陳世梅

（重慶市渝北區(qū)水利局，重慶 401120）

1 前言

水土保持監(jiān)測(cè)指以從保護(hù)水土資源和維護(hù)良好的生態(tài)環(huán)境出發(fā)，運(yùn)用多種手段和方法，對(duì)水土流失的成因、數(shù)量、強(qiáng)度、影響范圍、危害及其防治成效等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，是防治水土流失的基礎(chǔ)工作。《中華人民共和國(guó)水土保持法》及其實(shí)施條例均規(guī)定，由國(guó)務(wù)院水行政主管部門(mén)建立水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)全國(guó)水土流失動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，并予以公告。

雖然水土保持監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)成立的歷史不長(zhǎng)，但國(guó)家組織的水土保持監(jiān)測(cè)工作在20世紀(jì)80年代以后，就已經(jīng)開(kāi)始較快發(fā)展。在這一時(shí)期以來(lái)，水土流失的觀(guān)測(cè)手段和設(shè)備有了一定的改善，新的觀(guān)測(cè)試驗(yàn)站點(diǎn)陸續(xù)投入運(yùn)行，地面觀(guān)測(cè)在全國(guó)不同侵蝕類(lèi)型區(qū)相繼展開(kāi)。同時(shí)，隨著遙感技術(shù)的普及，水土流失遙感調(diào)查的研究開(kāi)始出現(xiàn)。目前，我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)隊(duì)伍不斷壯大，監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷提高，監(jiān)測(cè)成果不斷積累，有力地支持了國(guó)家和地方的水土保持生態(tài)建設(shè)。但是由于理論基礎(chǔ)的局限和部分技術(shù)原因，這一年輕的領(lǐng)域的繼續(xù)發(fā)展還面臨許多問(wèn)題。

2 水土保持監(jiān)測(cè)概述

2.1 水土保持監(jiān)測(cè)

水土保持監(jiān)測(cè)指以水土流失過(guò)程、水土保持活動(dòng)及其環(huán)境因子變化為對(duì)象的監(jiān)測(cè)。在我國(guó)，水土保持監(jiān)測(cè)通常也稱(chēng)為觀(guān)測(cè)或試驗(yàn)觀(guān)測(cè)。自1991年《中華人民共和國(guó)水土保持法》頒布后，根據(jù)第29條和水土保持法實(shí)施條例22條，我國(guó)開(kāi)展了較大規(guī)模的水土保持監(jiān)測(cè)。此后文獻(xiàn)及政府文件中較多的將水土保持觀(guān)測(cè)稱(chēng)為水土保持監(jiān)測(cè)。

試驗(yàn)觀(guān)測(cè)是指數(shù)據(jù)的采集過(guò)程，重在通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)過(guò)程認(rèn)識(shí)客觀(guān)規(guī)律；監(jiān)測(cè)是指數(shù)據(jù)采集和分析的過(guò)程，是一個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的系統(tǒng)，重在水土流失狀況的變化。監(jiān)測(cè)以觀(guān)測(cè)為基礎(chǔ)和手段，通過(guò)觀(guān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從中國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程中，基于地面方法的監(jiān)測(cè)就被稱(chēng)為地面觀(guān)測(cè)。

根據(jù)對(duì)于信息采集與處理的深度，水土保持監(jiān)測(cè)有廣義和狹義兩種理解。廣義的水土保持監(jiān)測(cè)是對(duì)水土流失及其治理信息進(jìn)行全面的采集和處理過(guò)程，包括信息采集、信息傳輸、信息存儲(chǔ)、信息處理、信息服務(wù)及其相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)，也包括這些信息采集一傳輸一處理一分發(fā)等的站網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種理解經(jīng)常是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的，包括監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)這種理解，監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)其實(shí)是一體化的。而狹義的水土保持監(jiān)測(cè)，僅僅指水土保持信息采集。這種監(jiān)測(cè)經(jīng)常是就某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)而言的，只是強(qiáng)調(diào)用科學(xué)合理、可操作的方法收集水土流失和水土保持信息。其概念的內(nèi)涵和外延與水土保持試驗(yàn)觀(guān)測(cè)基本相同。

2.2 水土保持監(jiān)測(cè)的目的與意義

2.2.1 水土保持監(jiān)測(cè)目的

水土保持監(jiān)測(cè)的主要目標(biāo)是，逐步認(rèn)識(shí)理解水土流失過(guò)程的本質(zhì)特征及其與影響因子的關(guān)系，為水土資源合理利用、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃與決策提供數(shù)據(jù)支持，并以公告形式為社會(huì)公眾提供關(guān)于水土流失和水土保持的基本信息；具體目標(biāo)是為水土保持效益評(píng)價(jià)和水土流失預(yù)報(bào)模型開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

水土保持監(jiān)測(cè)的服務(wù)對(duì)象包括水土保持科學(xué)研究和教育工作者(認(rèn)識(shí)科學(xué)規(guī)律，進(jìn)行水土保持科學(xué)教育)、水土保持規(guī)劃設(shè)計(jì)者(對(duì)具體項(xiàng)目的管理者)和水土保持決策者(各級(jí)政府水行政主觀(guān)部門(mén))。

2.2.2 監(jiān)測(cè)工作的意義

水土保持監(jiān)測(cè)工作的意義主要表現(xiàn)在：(1)支持水土保持科學(xué)研究，提高水土保持科技含量：利用現(xiàn)代信息化技術(shù)對(duì)水土流失規(guī)律、水土保持預(yù)防保護(hù)和治理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、分析評(píng)價(jià)、決策管理等方法和途徑進(jìn)行改造和提升，將有助于全面提高水土保持規(guī)劃、科研示范、監(jiān)督、管理工作的科技含量，有效解決當(dāng)前相對(duì)落后的信息獲取方式中存在的問(wèn)題，促進(jìn)傳統(tǒng)水保向現(xiàn)代水保的轉(zhuǎn)變。(2)為水土保持規(guī)劃、水土保持效益評(píng)價(jià)和水土流失模型開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：首先，監(jiān)測(cè)是水土保持規(guī)劃和效益評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，如果沒(méi)有系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，則不能全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地提出水土流失及其治理現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)，規(guī)劃和效益評(píng)價(jià)的科學(xué)性和客觀(guān)性將大打折扣，水土保持方案將缺乏科學(xué)性和可操作性，從而影響國(guó)家宏觀(guān)決策效率和質(zhì)量；其次，只有通過(guò)監(jiān)測(cè)，才能根據(jù)水土流失、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等的最新變化，對(duì)水土保持規(guī)劃做出適時(shí)的戰(zhàn)術(shù)性調(diào)整，增強(qiáng)水土保持工作的主動(dòng)性、實(shí)效性、針對(duì)性；增強(qiáng)水土保持管理和決策的透明度，提高可信度。第三，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是水土流失模型開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。(3)落實(shí)和體現(xiàn)水土保持執(zhí)法，提高水土保持宏觀(guān)決策水平，滿(mǎn)足和有效服務(wù)社會(huì)：建立水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展水土流失監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，是《中華人民共和國(guó)水土保持法》、《水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)管理辦法》和《水土保持監(jiān)測(cè)資格證書(shū)管理暫行辦法》等法規(guī)文件的規(guī)定，也是各級(jí)水土保持行政主管部門(mén)必須履行的職能。通過(guò)科學(xué)、高效的監(jiān)測(cè)，獲取水土保持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可為國(guó)家提供科學(xué)、實(shí)時(shí)、有效的流域或區(qū)域水土流失、監(jiān)督執(zhí)法、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)等動(dòng)態(tài)信息。對(duì)于提高流域水土保持生態(tài)建設(shè)的宏觀(guān)決策與監(jiān)控能力，提高工作效率，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)健康發(fā)展，遏制新的人為水土流失具有十分重要意義。

2.3 監(jiān)測(cè)對(duì)象與內(nèi)容

2.3.1 水土保持監(jiān)測(cè)對(duì)象

水土保持監(jiān)測(cè)的對(duì)象是小流域范圍內(nèi)的水土流失。這是一種自然現(xiàn)象和過(guò)程，是現(xiàn)代地表過(guò)程的主要表現(xiàn)形式，包括降水徑流過(guò)程(水循環(huán)和水平衡)，地貌、土壤和植被發(fā)育演替過(guò)程，土地利用過(guò)程，人文過(guò)程(商品流通、人力物力的投入等)。因而水土流失和水土保持過(guò)程中耦合了多種物質(zhì)、能量和信息的遷移、轉(zhuǎn)換過(guò)程。水土流失發(fā)生的地段，是地表物質(zhì)遷移最強(qiáng)烈的地段，因而也是地理科學(xué)、土壤科學(xué)等學(xué)科研究的重點(diǎn)部位?？茖W(xué)、全面地監(jiān)測(cè)水土流失與水土保持過(guò)程具有重要的基礎(chǔ)學(xué)科意義和生產(chǎn)實(shí)踐意義。

2.3.2 水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容

根據(jù)水土保持法及實(shí)施條例，水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括水土流失因子、水土流失狀況和水土保持效益3個(gè)方面，已經(jīng)頒布執(zhí)行的水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程，也基本遵循和體現(xiàn)了這幾個(gè)方面的內(nèi)容。實(shí)際的操作過(guò)程中，在小區(qū)和小流域兩種尺度上，較多地注意了對(duì)徑流和泥沙的觀(guān)測(cè)。在較大面積的區(qū)域，則是對(duì)水土流失因子(植被、治理措施、投資等)及侵蝕強(qiáng)度和面積的監(jiān)測(cè)。

隨著形勢(shì)的發(fā)展，現(xiàn)有水土保持監(jiān)測(cè)已經(jīng)不能滿(mǎn)足學(xué)科發(fā)展的需求，也不能滿(mǎn)足水土保持規(guī)劃決策的需求，主要表現(xiàn)在以下方面：長(zhǎng)期水土流失治理已開(kāi)始見(jiàn)效，人為破壞趨于減弱；側(cè)重于傳統(tǒng)的水沙觀(guān)測(cè)，現(xiàn)有規(guī)程要求的觀(guān)測(cè)內(nèi)容尚未完全展開(kāi)；水土流失和水土保持，已經(jīng)對(duì)環(huán)境要素形成了明顯的影響，并日益受到學(xué)界、政界的關(guān)注；一些臨時(shí)性的監(jiān)測(cè)(研究性的監(jiān)測(cè)。)和針對(duì)具體項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，已經(jīng)開(kāi)始了比較全面的監(jiān)測(cè)。因此全面的、完整的水土保持監(jiān)測(cè)，須考慮以下4個(gè)方面：水土流失的影響因子，水土流失過(guò)程、類(lèi)型與強(qiáng)度特征；水土流失治理措施，水土流失與水土保持對(duì)環(huán)境的影響。在具體的監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)中，考慮到數(shù)據(jù)采集的相似性，可調(diào)整為監(jiān)測(cè)水土流失本底信息，水土流失的影響因子信息，水土流失與治理措施信息，水土流失與水土保持對(duì)環(huán)境影響信息等。同時(shí)對(duì)于一些環(huán)境敏感要素(土壤有機(jī)碳含量、CO2排放等)，生物多樣性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素，婦女兒童參與等，應(yīng)給予特別關(guān)注。

水土流失和水土保持均是一個(gè)多時(shí)空尺度的過(guò)程。水土流失的空間尺度有微型小區(qū)、試驗(yàn)小區(qū)、小流域和區(qū)域尺度等。開(kāi)展三個(gè)尺度的研究，包括坡面積、小流域和區(qū)域。不同尺度，監(jiān)測(cè)內(nèi)容(指標(biāo)體系)和方法是不同的。

3 水土保持監(jiān)測(cè)方法

3.1 自動(dòng)化地面觀(guān)測(cè)

目前我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)擁有100多個(gè)地面觀(guān)測(cè)、實(shí)驗(yàn)站和超過(guò)6000名技術(shù)人員，但地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的密度相對(duì)于水土流失面積占國(guó)土37%的中國(guó)來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。而且目前我們的地面監(jiān)測(cè)設(shè)施還有待于進(jìn)一步加強(qiáng)和完善。另外，對(duì)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行全面、及時(shí)的跟蹤監(jiān)測(cè)還比較困難。擴(kuò)大地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的覆蓋面，增加監(jiān)測(cè)頻次和監(jiān)測(cè)內(nèi)容是我們的長(zhǎng)期目標(biāo)。因此，發(fā)展自動(dòng)化的地面觀(guān)測(cè)手段將是我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。

當(dāng)前地面觀(guān)測(cè)的效率瓶頸包括取樣、分析、數(shù)字化觀(guān)測(cè)結(jié)果生成和地表量測(cè)等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)涉及的徑流、泥沙、土壤取樣技術(shù)，泥沙樣品分析技術(shù)，滑坡和泥石流監(jiān)測(cè)技術(shù)，目前開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失的跟蹤測(cè)量等技術(shù)的自動(dòng)化程度都有所提高，但大多存在經(jīng)濟(jì)性和可靠性不高的問(wèn)題。這些技術(shù)也是監(jiān)測(cè)部門(mén)普遍關(guān)心的領(lǐng)域，自動(dòng)化地面觀(guān)測(cè)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，不僅需要提高監(jiān)測(cè)效率和數(shù)據(jù)精度，還需要考慮在人工成本日益上升的背景下提高監(jiān)測(cè)經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)。自動(dòng)化地面觀(guān)測(cè)技術(shù)中比較薄弱的領(lǐng)域包括風(fēng)蝕監(jiān)測(cè)、溝道侵蝕監(jiān)測(cè)等。取樣、樣地和小區(qū)布設(shè)的設(shè)計(jì)等問(wèn)題也是在提高自動(dòng)化程度中需要改進(jìn)的

3.2 監(jiān)測(cè)信息管理技術(shù)

我國(guó)未來(lái)的水土保持監(jiān)測(cè)將基于全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)化的綜合監(jiān)測(cè)。在全國(guó)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中，微觀(guān)和宏觀(guān)的數(shù)據(jù)將根據(jù)不同的權(quán)限進(jìn)行管理和共享。屆時(shí)全國(guó)數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)將為各級(jí)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)提供更加全面和完整的數(shù)據(jù)。新的信息網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)管理系統(tǒng)，將把全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、交換和處理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

3.3 調(diào)查技術(shù)

詢(xún)問(wèn)調(diào)查、抽樣調(diào)查、典型調(diào)查等和地面觀(guān)測(cè)一樣，也屬于常規(guī)監(jiān)測(cè)方法。但相對(duì)地面監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)而言，水土保持監(jiān)測(cè)的調(diào)查技術(shù)還不夠成熟。尤其詢(xún)問(wèn)調(diào)查、典型調(diào)查和地面觀(guān)測(cè)技術(shù)差異很大，所使用的技術(shù)需要考慮較多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人文因素，調(diào)查技術(shù)對(duì)調(diào)查成果可能產(chǎn)生很大影響，從而影響水土流失和水土保持評(píng)價(jià)，但目前相關(guān)研究卻甚少。著名國(guó)際水土保持技術(shù)合作組織—世界水土保持方法和技術(shù)縱攬?jiān)O(shè)計(jì)了一系列水土保持技術(shù)調(diào)查表(QT)，以標(biāo)準(zhǔn)化的方式提供了評(píng)價(jià)世界各地水土保持技術(shù)的依據(jù)，值得我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)中的典型調(diào)查參考。但是我國(guó)幅員遼闊，各地自然條件差異大，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)查技術(shù)還需要充分考慮水土流失和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域差異。

4 結(jié)束語(yǔ)

4.1 強(qiáng)化水土保持監(jiān)測(cè)理論體系建設(shè) 吸收國(guó)內(nèi)外水土保持監(jiān)測(cè)(包括生態(tài)監(jiān)測(cè))研究和監(jiān)測(cè)實(shí)踐，開(kāi)展水土保持監(jiān)測(cè)理論問(wèn)題研究。如水土保持監(jiān)測(cè)的對(duì)象與內(nèi)容、監(jiān)測(cè)與水土保持效益評(píng)價(jià)及其與土壤侵蝕預(yù)報(bào)關(guān)系，監(jiān)測(cè)目標(biāo)與任務(wù)等，以便更好地指導(dǎo)小流域監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展。

4.2 加強(qiáng)水土保持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中基層觀(guān)測(cè)點(diǎn)網(wǎng)的建設(shè)?，F(xiàn)有水土保持監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，已建立了比較完善的管理機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理體系，今后應(yīng)該重視基層觀(guān)測(cè)點(diǎn)網(wǎng)及其基礎(chǔ)沒(méi)施建設(shè)，包括人才培養(yǎng)，將基層觀(guān)測(cè)站的工作變成一個(gè)有運(yùn)行經(jīng)費(fèi)保障的業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)。

4.3 強(qiáng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和服務(wù)。利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果，基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，建立分布式的水土保持監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)庫(kù)，高效安全管理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(包括歷史數(shù)據(jù))。同時(shí)通過(guò)完善有關(guān)法規(guī)制度，逐步實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)成果的共享，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)公眾、管理決策的服務(wù)。

4.4 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化。通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)使傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法得到全面提升，有計(jì)劃、有組織地研發(fā)和推廣自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，逐步實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)工作的自動(dòng)化。

[1]郭索彥，李智廣.我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)的發(fā)展歷程與成就[J].中國(guó)水土保持科學(xué)，2009-10-15.