劉征,劉榮
(石家莊學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,河北石家莊050035)
水土保持生態(tài)修復(fù)適宜性評(píng)價(jià)與分區(qū)研究
——以河北省山區(qū)為例
劉征,劉榮
(石家莊學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,河北石家莊050035)
以河北省山區(qū)為研究對(duì)象,利用全國(guó)第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查數(shù)據(jù)、土地利用二次調(diào)查數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù),依據(jù)生態(tài)修復(fù)的基本原理和方法,制成土地利用類型圖、地面坡度分級(jí)圖、海拔分布圖等相關(guān)圖件;采用空間疊置的相交工具及數(shù)據(jù)挖掘等方法,進(jìn)行河北省山區(qū)生態(tài)修復(fù)的空間設(shè)計(jì),并對(duì)河北省山區(qū)生態(tài)修復(fù)適宜性進(jìn)行分區(qū).研究結(jié)果表明:河北省山區(qū)可以分為2個(gè)大區(qū)、4個(gè)亞區(qū)、20個(gè)類型區(qū).大區(qū)中適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)面積為73 989.46 km2,在評(píng)價(jià)區(qū)和研究區(qū)所占比重分別為71.35%和60.20%;暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)為15 501.61 km2,所占比重分別為14.94%和12.61%;不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)為14 224.71 km2,所占比重分別為13.71%和11.57%.20種類型區(qū)中14種類型區(qū)可進(jìn)行生態(tài)修復(fù),根據(jù)采取的生態(tài)修復(fù)措施又可以分為5區(qū).研究結(jié)果可以為河北省山區(qū)今后的生態(tài)修復(fù)工作提供科學(xué)依據(jù),加快水土流失的防治步伐.
河北省山區(qū);水土流失;生態(tài)修復(fù);適宜性分區(qū);修復(fù)措施
全國(guó)第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查顯示,我國(guó)水土流失面積為356萬(wàn)km2.其中,僅河北省水土流失面積就為62 957 km2,占全國(guó)水土流失總面積的1.77%,而山區(qū)又是河北省主要的水土流失區(qū).所以,對(duì)河北省山區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)適宜性評(píng)價(jià)與分區(qū)就顯得十分必要和緊迫.
目前,國(guó)外對(duì)受損的森林系統(tǒng)、退化的土壤、廢棄礦區(qū)的恢復(fù)及濕地、湖泊、菜地等生態(tài)系統(tǒng)的研究較為廣泛[1],研究對(duì)象包括植物、微生物、水等.Rapportetal提出了生態(tài)系統(tǒng)的演替由資源比率決定,并總結(jié)了非本地物種對(duì)受損生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)方式和生態(tài)環(huán)境的非穩(wěn)定性機(jī)制如何運(yùn)作[1];美、日、法、荷蘭等逐漸拆除了河床上的人工材料[2],并以土坡代替,以求恢復(fù)其原始的環(huán)境[3];弗羅里達(dá)對(duì)杰克遜維爾的濱海土壤和地下水進(jìn)行了修復(fù)[4];為了滿足水利工程需要,國(guó)外首次提出了計(jì)算水流動(dòng)力的模型(CFD)[5].
我國(guó)對(duì)受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)側(cè)重于成因、技術(shù)方法、解決對(duì)策、生態(tài)效應(yīng)[6]方面的研究.蔡建勤等[7]從整體上將全國(guó)劃為4個(gè)生態(tài)修復(fù)一級(jí)類型區(qū)并提出了適宜的修復(fù)方式.馮偉等[8]將每個(gè)縣作為一個(gè)單元?jiǎng)澏?個(gè)一級(jí)生態(tài)修復(fù)類型區(qū)和13個(gè)二級(jí)生態(tài)修復(fù)類型區(qū).第寶鋒等[9,10]將中國(guó)大陸分為濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)、半干旱、干旱4個(gè)生態(tài)修復(fù)類型區(qū)和14個(gè)生態(tài)修復(fù)區(qū).趙藝學(xué)[11]根據(jù)山西各縣市影響因素的指標(biāo)值將其劃分成5個(gè)生態(tài)脆弱類型區(qū).崔丹等[12]將浙江劃分為山地丘陵區(qū)、平原區(qū)和沿海平原及島嶼區(qū)3個(gè)水土保持生態(tài)修復(fù)區(qū),并規(guī)定了各分區(qū)修復(fù)的重點(diǎn)工作.王新[13]依據(jù)地貌、侵蝕類型、修復(fù)方法等對(duì)福建進(jìn)行了水土保持生態(tài)修復(fù)類型區(qū)的劃分及命名,并計(jì)算了可進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的面積.
前人沒(méi)有對(duì)山區(qū)這一地貌類型做生態(tài)修復(fù)研究,筆者利用生態(tài)修復(fù)的基本原理和方法,進(jìn)行河北省山區(qū)生態(tài)修復(fù)的空間設(shè)計(jì),利用遙感和地理信息系統(tǒng)等相關(guān)軟件,做出土地利用類型圖、地面坡度分級(jí)圖、地貌類型圖、海拔高度分布圖等相關(guān)圖件.采用空間疊置和空間數(shù)據(jù)挖掘等方法,對(duì)其進(jìn)行分析與研究,形成大區(qū)、亞區(qū)、類型區(qū)的三級(jí)分區(qū)體系,首先確定適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)、暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)、不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)的區(qū)域分布格局,在此基礎(chǔ)上再劃分不同的類型區(qū),以劃定水土保持生態(tài)修復(fù)的適宜范圍,并提出行之有效的生態(tài)修復(fù)措施.研究結(jié)果為河北省山區(qū)水土保持的宏觀決策提供依據(jù),進(jìn)而喚起人們的環(huán)保意識(shí),呼吁全社會(huì)正確認(rèn)識(shí)人與自然的關(guān)系.
河北省山區(qū)的總面積約為12.29萬(wàn)km2,占河北省國(guó)土面積的65.48%.除滄州和衡水外河北省山區(qū)的范圍涉及其他9個(gè)市的全部或部分地區(qū),如圖1所示.
河北省西為太行山,北為燕山,燕山北部為張北,全省海拔最高點(diǎn)小五臺(tái)山與最低點(diǎn)相差約2 800 m.壩上地區(qū)的平均海拔為1 200-1 500 m,海拔最高點(diǎn)為2 835 m,太行山和燕山地區(qū)海拔大多在2 000 m以下,其中燕山位于河北平原北部,白河谷地東部、山海關(guān)西部,山體呈東西走向,太行山山體呈東北—西南走向.河北省山區(qū)的海拔高度分布圖見圖2.
圖1 河北省山區(qū)行政區(qū)劃圖
圖2 河北省山區(qū)海拔高度圖
河北省年均降水量為400-800 mm,燕山南部地區(qū)和太行山東部地區(qū)降水較多,可達(dá)700-800 mm,張北是降雨較少的地區(qū),約400-500 mm.河北省植被結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,種類多樣,是全國(guó)植被比較豐富的地區(qū)之一.有林地總面積約為36.56萬(wàn)km2,森林覆蓋率為19.48%.燕山和太行山多為棕壤,土層薄、礫石多;植被較少地區(qū)多為石質(zhì)土和粗骨土;低山丘陵區(qū)多為褐土,質(zhì)地疏松、易被侵蝕;壩上多為栗鈣土和栗褐土,空隙較發(fā)達(dá)、結(jié)構(gòu)較疏松.河北省年均徑流量為174.83億m3,山區(qū)河網(wǎng)縱橫交錯(cuò),支流較多較雜亂,水源短但水流湍急.
河北省山區(qū)的土壤侵蝕類型最主要是水力侵蝕,此外還有風(fēng)力侵蝕和重力侵蝕兩種類型.據(jù)統(tǒng)計(jì),河北省水土流失面積為62 957 km2,其中水力侵蝕面積共54 662 km2,占86.8%,風(fēng)力侵蝕面積共8 295 km2,占13.2%.水土流失區(qū)的平均侵蝕模數(shù)為2 023.2 t/(km2·a).各地區(qū)的侵蝕情況見表1[14].
1)河北省土地利用二次調(diào)查數(shù)據(jù).
2)河北省山區(qū)邊界的矢量數(shù)據(jù),空間參考為GCS_WGS_1984.
3)105e到115e的90 m DEM柵格數(shù)據(jù)和115e到125e的90 m DEM柵格數(shù)據(jù),波段數(shù)都為1,空間參考都為GCS_WGS_1984.
表1 河北省山區(qū)各地區(qū)土壤侵蝕表
4)全國(guó)第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查數(shù)據(jù).
3.1 研究區(qū)地貌類型分析
根據(jù)中國(guó)科學(xué)院地理研究所《中國(guó)地貌區(qū)劃》中的方法[15],將河北省山區(qū)按海拔高度劃分為4個(gè)等級(jí),分別為平原區(qū)(≤100m)、丘陵區(qū)(101-500m)、低山區(qū)(501-1000m)、中山區(qū)(≥1001m).結(jié)果如圖3和表2所示.
圖3 河北省山區(qū)地貌類型空間分布圖
表2 河北省山區(qū)地貌類型劃分表
由圖3和表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可得中山區(qū)所占面積最大,約占研究區(qū)的38.899%,主要集中在壩上地區(qū),其次是低山區(qū),分布地區(qū)較廣,中山區(qū)和低山區(qū)占研究區(qū)將近70%,而平原和丘陵地區(qū)僅占研究區(qū)的30%左右.
3.2研究區(qū)土地利用類型分析
河北省山區(qū)水土流失的主要策源地[16]為林地和耕地,尤其是坡林地和坡耕地(坡度在25°及以上的林地和耕地).河北省山區(qū)最主要的生態(tài)脆弱區(qū)為裸地,重要的生態(tài)功能區(qū)和重點(diǎn)保護(hù)區(qū)[17]為林地.根據(jù)GB/T 21010-2007《土地利用現(xiàn)狀分類》[18]的標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)河北省山區(qū)的土地利用類型特點(diǎn)與其實(shí)際情況,將河北省山區(qū)的土地利用類型劃分為灌木林地、其他林地、園地、耕地、水利及水域設(shè)施用地等共10類.見圖4.
其中林地面積約44 076.03 km2,占研究區(qū)面積的35.86%,在張家口東北部分布較集中,其他地區(qū)較分散,地塊面積較小,其中有林地面積最多,占林地總面積的47.30%,灌木林地和其他林地分別占林地面積的27.80%和24.90%;耕地面積次之,約為36 062 km2,占研究區(qū)的29.34%,分布地區(qū)廣泛,地塊面積較大較規(guī)整;草地面積居第三,面積為22 269.30 km2,約占研究區(qū)的21.34%,地塊面積比較小且較分散;其余地類總共占研究區(qū)面積的13.46%,分布不集中,地塊面積較小.土地利用類型統(tǒng)計(jì)見表3.
圖4 河北省山區(qū)土地利用類型圖
表3 河北省山區(qū)土地利用類型劃分表
3.3 研究區(qū)坡度等級(jí)分析
根據(jù)SL 190-2007土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[19],將河北省山區(qū)坡度劃分為6個(gè)等級(jí),見表4,坡度的空間分布圖見圖5.
按生態(tài)修復(fù)適宜性評(píng)價(jià)的需求,在本研究中以25°為界將地面坡度劃分為大于等于25°和小于25°兩個(gè)等級(jí).根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果坡度在25°以下的地區(qū)面積為115 575.066 3 km2,占研究區(qū)的94.03%,且分布比較集中,地塊面積比較大;而坡度在25°及以上的地區(qū)面積為7 336.348 7 km2,僅占研究區(qū)的5.97%,且分布分散,地塊面積比較小.
3.4 分區(qū)依據(jù)和分區(qū)方法
3.4.1 分區(qū)依據(jù)
1)據(jù)《全國(guó)水土保持生態(tài)修復(fù)規(guī)劃》(2004-2015),確定適宜生態(tài)修復(fù)的土地利用類型.
2)據(jù)《水土保持法》的規(guī)定,25°以上退耕還林還草的地區(qū)為生態(tài)修復(fù)適宜區(qū).
圖5 河北省山區(qū)地面坡度分級(jí)圖
3.4.2 分區(qū)方法
根據(jù)生態(tài)修復(fù)的主要限制因素,除了要考慮土地利用類型、坡度等因子外,還要考慮自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況.研究區(qū)的降水、溫度、光照等條件良好,從全國(guó)范圍看研究區(qū)屬于北方土石山區(qū)[20],降雨量均在400 mm以上,為半濕潤(rùn)地區(qū).這些限制因子均符合生態(tài)修復(fù)的要求.所以,在本次研究中只考慮土地利用類型、坡度、地貌類型3個(gè)限制因子,最終提出適宜、暫不適宜、不適宜3個(gè)等級(jí),分區(qū)的方法如表4所示.
表4 河北省山區(qū)生態(tài)修復(fù)適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)
1)結(jié)合分區(qū)依據(jù)和研究區(qū)的實(shí)際情況擬定可進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的類型區(qū):林地、耕地、草地、裸地、園地.
2)適宜性等級(jí)劃分
①地貌類型區(qū)劃
中山區(qū)全部劃分為適宜生態(tài)修復(fù)區(qū);低山區(qū)按不同土地利用類型和坡度劃分為適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)和暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)兩種類型;丘陵區(qū)按不同土地利用類型和坡度劃分為適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)和不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)兩種類型[21].
②地面坡度區(qū)劃
根據(jù)該研究區(qū)的具體情況和在生態(tài)修復(fù)規(guī)定的類型內(nèi),地面坡度≥25°的為適宜生態(tài)修復(fù)區(qū);地面坡度<25°在低山區(qū)為暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū),在丘陵區(qū)為不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)[22].
③土地利用區(qū)劃
其他林地(主要指疏林地)、灌木林地、草地、裸地全部為適宜生態(tài)修復(fù)區(qū);有林地、園地、耕地在坡度≥25°的地區(qū)為適宜生態(tài)修復(fù)區(qū),坡度<25°的區(qū)域,在低山區(qū)為暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū),在丘陵區(qū)為不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū).
3.5 分區(qū)體系與分區(qū)結(jié)果
3.5.1 分區(qū)體系
1)按照生態(tài)修復(fù)的適宜性等級(jí),將河北省山區(qū)劃分成兩個(gè)大區(qū).大區(qū)反映了河北省山區(qū)適宜生態(tài)修復(fù)和非適宜生態(tài)修復(fù)的分布格局,即(S)適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)、(U)非適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)(包括暫不適宜和不適宜兩個(gè)等級(jí))[21].
2)在大區(qū)的基礎(chǔ)上,按照地貌及生態(tài)修復(fù)適宜性等級(jí),將河北省山區(qū)劃分成4個(gè)亞區(qū).其名稱由“地貌類型+生態(tài)修復(fù)適宜性等級(jí)類型”構(gòu)成[23],如“中山適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)”.
3)在亞區(qū)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步依據(jù)土地利用類型及坡度,將河北省山區(qū)劃分成20個(gè)類型區(qū).其名稱由“地貌類型+土地利用類型+生態(tài)修復(fù)適宜性等級(jí)”構(gòu)成,如“中山疏林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)”.
3.5.2 分區(qū)結(jié)果
利用GIS的空間分析技術(shù),將地貌類型、土地利用類型和地面坡度分級(jí)圖進(jìn)行空間疊加,經(jīng)相交分析得出滿足上述條件的地塊.結(jié)果如表5所示.
表5 河北省山區(qū)生態(tài)修復(fù)適宜性分區(qū)表km2
由上表可知:中山區(qū)進(jìn)行本次評(píng)價(jià)的面積最大為45 367.64 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的近一半,也占河北省山區(qū)中山區(qū)的大部分,除少數(shù)不滿足評(píng)價(jià)要求的土地利用類型的地塊外,幾乎都在評(píng)價(jià)區(qū)范圍.由于研究區(qū)坡度在25°及以上的面積較少較分散,所以有林地、園地、耕地在本評(píng)價(jià)中滿足該條件的區(qū)域較少.耕地在評(píng)價(jià)區(qū)所占的比重最大,草地和有林地次之,裸地最少.
1)大區(qū)分析
經(jīng)統(tǒng)計(jì),河北省山區(qū)滿足上述條件的區(qū)域(以下統(tǒng)稱評(píng)價(jià)區(qū))總面積為103 715.81 km2,占研究區(qū)域總面積的84.38%.其中,適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)面積最大,為73 989.46 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的71.35%;暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)次之,面積為15 501.61 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的14.94%;不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)最少,面積為14 224.71 km2,僅占評(píng)價(jià)區(qū)的13.71%.如圖6和圖7所示.
圖6 評(píng)價(jià)區(qū)與研究區(qū)對(duì)比圖
圖7 評(píng)價(jià)區(qū)不同分區(qū)比例圖
從圖8可以看出,適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)在河北省山區(qū)的涉及的各個(gè)市都有分布,且地塊較大,較連貫;暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)除廊坊市外,其他各市均有分布,地塊面積較小,分布零散;不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)主要分布在邯鄲市、邢臺(tái)市、石家莊市、保定市、唐山市等地區(qū),分布也比較零散.
圖8 河北省山區(qū)生態(tài)修復(fù)適宜性分區(qū)圖
2)類型區(qū)分析
根據(jù)分區(qū)體系,可以得到以下分區(qū)表(表6)和各類型區(qū)的空間分布圖(圖9).
4.1 類型區(qū)歸類
可進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的類型區(qū)共14種,總面積73 989.49 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的71.35%,可分為5個(gè)區(qū).
Ⅰ區(qū):包括中山疏林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、中山灌木林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵疏林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵灌木林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)4個(gè)類型區(qū),除廊坊市外,其他8個(gè)市均有分布,地塊較小較分散,總面積為22 904.79 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的22.08%;
Ⅱ區(qū):包括中山有林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵有林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)2個(gè)類型區(qū),除廊坊市外其他市均有分布,承德市分布最集中,地塊均較小,總面積為11 091.93 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的10.69%;
Ⅲ區(qū):包括中山園地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵園地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、中山耕地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵耕地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)4個(gè)類型區(qū),主要集中在承德市、張家口市和保定市,除廊坊市外其他各市均有分布,但分布較零散,地塊面積較小,總面積為11 161.66 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的10.78%;
Ⅳ區(qū):包括中山草地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵草地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)2個(gè)類型區(qū),各市均有分布,地塊較其他4區(qū)大,分散的也比較零散,總面積為25 539.77 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的24.63%;
Ⅴ區(qū):包括中山裸地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵裸地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)2個(gè)類型區(qū),主要分布在邯鄲、保定、石家莊、邢臺(tái),總面積為3 291.34 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的3.17%.
4.2 生態(tài)修復(fù)措施
Ⅰ區(qū)為重點(diǎn)保護(hù)類型區(qū).應(yīng)遵循因地制宜的方針,增加灌木林的比重,減少人為破壞,實(shí)施小范圍人為補(bǔ)植和工程圍欄的措施.疏林地分布區(qū)應(yīng)依靠地方優(yōu)勢(shì)種植草種和灌木樹種,以提高植被覆蓋度.還應(yīng)對(duì)灌木林地實(shí)施全面封山措施,全面禁止燒山、開荒等破壞性活動(dòng),以促進(jìn)退化林地的生長(zhǎng),并在封禁區(qū)的進(jìn)口設(shè)置標(biāo)牌.
Ⅱ區(qū)采取封禁保護(hù)措施.對(duì)人煙稀少的地區(qū)實(shí)施生態(tài)移民的措施,對(duì)林區(qū)進(jìn)行全面封禁.保護(hù)有林地,
禁止砍伐樹木,重點(diǎn)依靠自然的恢復(fù)能力,并輔以少數(shù)的人為措施.
表6 河北省山區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)分區(qū)表
圖9 河北省山區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)類型區(qū)圖
Ⅲ區(qū)采取退耕還林措施.對(duì)管理相對(duì)粗放的果園進(jìn)行更新和改造,改善果樹長(zhǎng)勢(shì),提高果園的植被覆蓋率,禁止亂采濫伐;對(duì)于人口集中的地區(qū)應(yīng)該適當(dāng)增加基本農(nóng)田的數(shù)量,防止居民盲目擴(kuò)大耕地,禁止住宅用地占用耕地,還可采用間作輪作的方式,適當(dāng)?shù)赝烁€林.
Ⅳ區(qū)采取封禁改良的措施.按照當(dāng)?shù)鼐唧w的經(jīng)濟(jì)情況,充分利用自然界的修復(fù)能力恢復(fù)干草地,采用合理合法的政策進(jìn)行封禁.采取以保護(hù)和修復(fù)草原(特別是中低覆蓋率的草地)為重點(diǎn);以改良草場(chǎng),提高植被覆蓋,減少地表徑流為主體的方式.對(duì)適宜牧草生長(zhǎng)的地區(qū)進(jìn)行草場(chǎng)改良,適當(dāng)?shù)卦黾觾?yōu)良草種,此外,封禁后當(dāng)?shù)鼐用窨蛇M(jìn)行舍飼養(yǎng)殖的工作.
Ⅴ區(qū)采取封禁補(bǔ)植的措施.依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)作用恢復(fù)植被,并適量地人為增加植被的覆蓋度,宜草則草,宜林則林.
1)本研究區(qū)概況分析表明:
①河北省山區(qū)山地和丘陵區(qū)占其總面積近90%,且分布比較集中,中山區(qū)主要集中在壩上地區(qū),低山區(qū)除廊坊市外其他各市均有分布,丘陵區(qū)主要分布在邢臺(tái)市、邯鄲市、石家莊市、保定市、唐山市,平原區(qū)分布在與河北平原接壤地區(qū).
②河北省山區(qū)土地利用類型復(fù)雜,耕地、林地、草地居多,占河北省山區(qū)總面積的91.17%,其他各類土地不到10%.
③河北省山區(qū)陡坡、急坡和急陡坡地區(qū)比較少,占研究區(qū)的5.97%;平緩坡、中等坡和斜坡地區(qū)比較多,占研究區(qū)的94.03%.
2)本評(píng)價(jià)與分區(qū)結(jié)果表明:
①河北省山區(qū)大部分地區(qū)為適宜生態(tài)修復(fù)區(qū).適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)在評(píng)價(jià)區(qū)和研究區(qū)所占比重分別為71.35%和60.20%;暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)在評(píng)價(jià)區(qū)和研究區(qū)所占比重分別為14.94%和12.61%;不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)在評(píng)價(jià)區(qū)和研究區(qū)所占比重分別為13.71%和11.57%.由于研究區(qū)坡度在25°及以上的面積較少且分散,所以有林地、園地、耕地在本評(píng)價(jià)中滿足該條件的區(qū)域較少,即暫不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)和不適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)面積較少.
②從地貌類型上看,中山區(qū)進(jìn)行本次評(píng)價(jià)的面積最大,為45 367.64 km2,占評(píng)價(jià)區(qū)的近一半,也占河北省中山區(qū)的大部分,除少數(shù)不滿足評(píng)價(jià)要求的土地利用類型的地塊外,幾乎都在評(píng)價(jià)區(qū)范圍,且?guī)缀醵紴檫m宜生態(tài)修復(fù)區(qū);從土地利用類型上看,耕地在評(píng)價(jià)區(qū)所占的比重最大,草地和有林地次之,裸地最少.
③各類型區(qū)分布比較零散,所占比重差異比較大.中山草地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)、低山丘陵草地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)和中山有林地適宜生態(tài)修復(fù)類型區(qū)在評(píng)價(jià)區(qū)所占比重大于10%,其他類型區(qū)在評(píng)價(jià)區(qū)所占比重均小于10%.
3)本研究采取的修復(fù)措施表明:
河北省山區(qū)適宜生態(tài)修復(fù)區(qū)又可以分為5個(gè)區(qū),Ⅳ區(qū)即封禁改良區(qū)占評(píng)價(jià)區(qū)比重最大,為24.63%;Ⅰ區(qū)即重點(diǎn)修復(fù)類型區(qū)所占比重僅次于Ⅳ區(qū),為22.08%;Ⅱ區(qū)即封禁保護(hù)區(qū)和Ⅲ區(qū)即退耕還林區(qū)所占比重差不多,分別為10.69%和10.78%;Ⅴ區(qū)即封禁補(bǔ)植區(qū)所占比重最小,為3.17%.
[1]王奉英.淮河流域土石山區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)研究[D].濟(jì)南:山東師范大學(xué),2008.
[2]陳風(fēng)琴,耿福源,趙瑩,等.河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2010,(3):365-367.
[3]陶理志.生態(tài)護(hù)坡在城市防洪堤的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江,2007,(3):80-82.
[4]USEPA.In Situ Bioremediation and Soil Vapor Extraction at the Former Beaches Laundry and Cleaner Jacksonville-Beach,F(xiàn)lorida[EB/OL]. [2016-09-12].https://frtr.gov/costperformance/pdf/beaches_c&p_report_march2010.pdf.
[5]DARAIOJA,WEBERL J,NEWTONTJ,et al.A Methodological Framework for Integrating Computational Fluid Dynamics and Ecological Models Applied to Juvenile Freshwater Mussel Dispersal in the Upper Mississippi River[J].Ecological Modeling,2010,221(2):201-214.
[6]聶斌斌.水土保持生態(tài)修復(fù)區(qū)域差異研究——以福建和陜西為例[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.
[7]蔡建勤,張長(zhǎng)印,陳法楊.全國(guó)水土保持生態(tài)修復(fù)分區(qū)研究[J].中國(guó)水利,2004,(4):46-48.
[8]馮偉,叢佩娟,袁普金,等.全國(guó)水土保持生態(tài)修復(fù)類型分區(qū)研究[J].水土保持通報(bào),2009,29(5):216-218,223.
[9]第寶鋒,崔鵬,艾南山.中國(guó)水土保持生態(tài)修復(fù)分區(qū)[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào):工程科學(xué)版,2008,40(5):32-37.
[10]第寶鋒,崔鵬,艾南山,等.中國(guó)水土保持生態(tài)修復(fù)分區(qū)治理措施[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào):工程科學(xué)版,2009,41(2):64-69.
[11]趙藝學(xué).基于水土流失態(tài)勢(shì)的山西省生態(tài)脆弱性分區(qū)研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2003,17(4):71-74.
[12]崔丹,王安明,葉碎高.浙江省水土保持生態(tài)修復(fù)分區(qū)與重點(diǎn)探討[J].中國(guó)水土保持,2005,(10):33-34.
[13]王新.福建省水土保持生態(tài)修復(fù)分區(qū)探討[J].亞熱帶水土保持,2007,19(2):56-59.
[14]錢金平,魏立濤,馮忠江.河北省山區(qū)水土流失現(xiàn)狀及成因分析[J].水土保持研究,2003,(4):131-133.
[15]中國(guó)科學(xué)院地理研究所.中國(guó)地貌區(qū)劃[M].北京:科學(xué)出版社,1959:34-125.
[16]水利院,中國(guó)科學(xué)院,中國(guó)工程院.中國(guó)水土流失防治與生態(tài)安全:北方土石山區(qū)卷[M].北京:科學(xué)出版社,2010:197-202.
[17]姚孝友,肖幼,顧洪,等.淮河流域水土保持生態(tài)修復(fù)機(jī)理與技術(shù)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2011:20-33.
[18]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB/T21010-2007土地利用現(xiàn)狀分類[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007:2-5.
[19]中華人民共和國(guó)水利部.SL190-2007土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2008:9.
[20]蔡建勤,張長(zhǎng)印,陳法楊.全國(guó)水土保持生態(tài)修復(fù)分區(qū)研究[J].中國(guó)水利,2004,(4):46-48.
[21]徐志強(qiáng),張光燦,劉霞,等.淮河流域伏牛山區(qū)水土保持生態(tài)自然修復(fù)適宜性評(píng)價(jià)與分區(qū)[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2013,11(3): 17-23.
[22]郭帥.沂蒙山區(qū)生態(tài)退化機(jī)制與生態(tài)修復(fù)適宜性分區(qū)[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[23]郭帥,趙宏霞,張光燦,等.沂蒙山區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)適宜性等級(jí)評(píng)價(jià)及分區(qū)[J].中國(guó)水土保持,2012,(2):50-52.
(責(zé)任編輯 王穎莉)
The Evaluation and Partition of Suitable Soil and Water Conservation Ecological Restoration:A Case Study of Mountainous Areas in Hebei Province
LIU Zheng,LIU Rong
(School of Resources&Environmental Science,Shijiazhuang University,Shijiazhuang,Hebei 050035,China)
Using the second national soil erosion survey by remote sensing data,land use secondary survey data and DEM dataas well as basic principles and methods of ecological restoration,this paper, taking mountainous areas of Hebei Province as the research object,makes land use type map,ground slope classification map,and elevation distribution map.Through folding set intersect tool and data mining methods,it conducts space design for Hebei Province mountainous ecological restoration,and partitions the ecological restoration suitability in mountainous areas of Hebei Province.As the results show,mountainous areas of HebeiProvince can be divided into 2 regions,4 sub-regions and 20 types of areas.The large area of suitable ecological restoration is 73 989.46 km2,and proportion in the evaluated area and research area are respectively 71.35%and 60.2%.The area which is not temporarily suitable for ecological restoration is 15 501.61 km2,and the proportion respectively 14.94%and 12.61%.The area which is not suitable for the ecological restoration is 14 224.71 km2,and the proportion respectively 13.71%and 11.57%.14 types of 20 types area can carry out ecological restoration,and according to the ecological restoration measures, they can be divided into 5 areas.The results of this study can provide scientific basis for Hebei Province mountainous areas in the future ecological restoration work to accelerate the pace of the prevention and control of soil and water loss.
Hebei Province mountainous area;soil and water loss;ecological restoration;suitability partition;repair measure
X171.4
A
1673-1972(2016)06-0094-10
2016-09-19
河北省水利科研項(xiàng)目“基于3S的河北省山區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)與方案研究”;石家莊學(xué)院自然科學(xué)研究啟動(dòng)基金(13ZD002)
劉征(1979-),女,河北邯鄲人,副教授,主要從事生態(tài)環(huán)境遙感研究.