姚成平, 鄭國(guó)權(quán), 張曉遠(yuǎn), 楊憲杰, 鄧飛
(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院, 廣東 廣州510635)
新修訂的《中華人民共和國(guó)水土保持法》要求:“在山區(qū)、丘陵區(qū)、風(fēng)沙區(qū)以及水土保持規(guī)劃確定的容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域開(kāi)辦可能造成水土流失的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目,生產(chǎn)建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)編制水土保持方案,報(bào)縣級(jí)以上人民政府水行政主管部門(mén)審批,并按照經(jīng)批準(zhǔn)的水土保持方案,采取水土流失預(yù)防和治理措施”[1-3]。上述要求闡明了水土保持規(guī)劃在水土流失和水土保持工作中起著統(tǒng)局、長(zhǎng)遠(yuǎn)預(yù)謀的先導(dǎo)作用[4],同時(shí)明確了水土保持規(guī)劃須對(duì)山區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)以外容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域予以確定[5-7]。中山市平原區(qū)河網(wǎng)密布、水系發(fā)達(dá),降水多、強(qiáng)度大且年內(nèi)分布不均,特殊的自然地理?xiàng)l件加上人類(lèi)高強(qiáng)度的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響,造成了區(qū)內(nèi)水土流失易發(fā)、面廣的特點(diǎn)[8]。近年來(lái)盡管中山市的水土保持工作取得了一定的成果,但水土流失問(wèn)題依然突出,全市范圍內(nèi)特別是平原河網(wǎng)區(qū)各種成因的水土流失危害依然普遍存在。在此背景下,為更好地貫徹《水土保持法》,落實(shí)中山市水土保持規(guī)劃確定的防治任務(wù)和措施,保護(hù)寶貴的水土資源,亟需開(kāi)展境內(nèi)平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)的劃分研究工作。本次劃分研究以GIS和RS技術(shù)為支撐,在分析平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)特征的基礎(chǔ)上,根據(jù)確定的劃分原則,制定了相對(duì)完善的水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系,劃分出了容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域,一方面可為水行政主管部門(mén)依法行政和實(shí)施生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持管理提供依據(jù),另一方面可為編制市縣級(jí)水土保規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
中山市位于廣東省中南部,地處東經(jīng)113°09′21″—113°35′43″,北緯22°11′26″—22°46′35″之間,陸地總面積約1 783.67 km2,地形以平原為主,境內(nèi)河網(wǎng)區(qū)水系發(fā)達(dá),平均河網(wǎng)密度達(dá)1.22 km/km2,陸域斑塊破碎不規(guī)整[9]。截止2017年末,中山市共有24個(gè)鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū),常住人口323萬(wàn)人。區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,地帶性森林植被類(lèi)型為季風(fēng)常綠闊葉林,森林覆蓋率28.86%;土壤類(lèi)型以紅壤、赤紅壤為主;年平均氣溫22.5 ℃,年均降雨量為1 886.1 mm,降雨主要集中在每年4—9月,占全年降水量的85%左右。
首先,搜集與水土流失易發(fā)區(qū)劃分相關(guān)的自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水土流失等基礎(chǔ)資料;其次,根據(jù)廣東省和中山市水土保持區(qū)劃情況,界定待劃分易發(fā)區(qū)范圍。再次,建立易發(fā)區(qū)劃分的定量和定性技術(shù)指標(biāo)體系;最后,按照劃分指標(biāo)體系,以鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)為劃分單元,根據(jù)平原河網(wǎng)區(qū)易發(fā)區(qū)特性及區(qū)域水土流失防治需求,確定劃分標(biāo)準(zhǔn),由此劃定中山市平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)。劃定技術(shù)路線如圖1所示。
2.2.1 劃分原則 水土流失易發(fā)區(qū)的劃分既要考慮劃分方法的科學(xué)性、合理性,又要考慮實(shí)際的可操作性[10]。結(jié)合中山市平原河網(wǎng)區(qū)的社會(huì)、自然特征,水土流失易發(fā)區(qū)劃分應(yīng)遵循以下原則。第一,定性分析與定量分析相結(jié)合原則,通過(guò)定量分析確定區(qū)域范圍和邊界,通過(guò)定性分析協(xié)調(diào),把握全局,對(duì)定量結(jié)果進(jìn)行增刪[11];第二,自然因素和人為因素兼顧[12]原則,以平原河網(wǎng)區(qū)自然、社會(huì)情況為基礎(chǔ),立足于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性和可行性,兼顧社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然特點(diǎn),統(tǒng)籌考慮區(qū)域內(nèi)水土流失潛在危險(xiǎn)程度,劃分容易發(fā)生水土流失區(qū)域;第三,與區(qū)域生態(tài)格局和功能定位相適應(yīng)原則,充分借鑒全國(guó)及廣東省水土保持規(guī)劃等成果,在遵循國(guó)家國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局和功能定位的基礎(chǔ)上,確定劃分的方向;第四,集中連片原則,水土流失易發(fā)區(qū)劃分應(yīng)集中連片,具有與對(duì)應(yīng)防治區(qū)級(jí)別相適應(yīng)的規(guī)模[13]。
2.2.2 劃分范圍界定 以鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)為劃分單元,劃分中山市水土保持分區(qū)。根據(jù)《中山市水土保持規(guī)劃》,中山市被劃分為兩個(gè)水土保持區(qū),分別為北部平原水質(zhì)維護(hù)和人居環(huán)境維護(hù)區(qū)以及南部低山丘陵水源涵養(yǎng)和生態(tài)維護(hù)區(qū),其中前者屬于山地丘陵區(qū),不在本次易發(fā)區(qū)劃分范圍內(nèi);北部平原水質(zhì)維護(hù)和人居環(huán)境維護(hù)區(qū)屬平原區(qū),將其界定為中山市平原河網(wǎng)區(qū)的范圍,包括石岐區(qū)街道、西區(qū)街道等15個(gè)鎮(zhèn)區(qū),土地面積951.56 km2,占全市土地總面積的53.34%。
圖1 中山市平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)界定技術(shù)路線圖
2.2.3 劃分指標(biāo)體系建立 本次研究水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)包括定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。
(1) 定量指標(biāo)。水土流失潛在危險(xiǎn)度是在各種人為不可控制的自然因素的驅(qū)動(dòng)下,水土流失發(fā)展可能達(dá)到的程度,其大小取決于驅(qū)動(dòng)力的大小[14-15],其大小及分布特點(diǎn)反應(yīng)出區(qū)域水土流失易發(fā)程度,因此本研究將其作為平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)劃分的定量分析指標(biāo)。
通常情況下,其主要由地形地貌、土壤、地質(zhì)、降雨4個(gè)指標(biāo)組成,但考慮到區(qū)域河網(wǎng)密集、水系發(fā)達(dá),不同地類(lèi)水土流失潛在易發(fā)程度差異較大等獨(dú)特的地域特點(diǎn),本研究新增土地利用因子作為判斷水土流失潛在危險(xiǎn)度的指標(biāo)之一。各指標(biāo)權(quán)重主要參照《廣東省水土保持規(guī)劃》中水土流失潛在危險(xiǎn)度各因子權(quán)重,并依據(jù)專(zhuān)家打分法確定,構(gòu)成及權(quán)重如表1所示。
(1)
式中:E——侵蝕潛在危險(xiǎn)性指數(shù)(0~1);ωi——潛在危險(xiǎn)因子權(quán)重值;pi——水土流失潛在危險(xiǎn)因子。
根據(jù)公式(1)計(jì)算,在ArcGIS中對(duì)各圖層依據(jù)權(quán)重進(jìn)行疊加分析,得出平原河網(wǎng)區(qū)水土流失潛在危險(xiǎn)度分級(jí)圖。分析結(jié)果顯示,區(qū)域內(nèi)E值在0~0.389 3之間,參照《中國(guó)水土流失防治與生態(tài)安全—南方紅壤區(qū)卷》中水土流失潛在危險(xiǎn)區(qū)域分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[16],結(jié)合E值在研究區(qū)域占的比例,將其分為兩級(jí),即E<0.20,為低水土流失潛在危險(xiǎn)性區(qū);E≥0.20,為高水土流失潛在危險(xiǎn)性區(qū)。參照上位規(guī)劃分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合中山市劃分易發(fā)區(qū)的行政需求,將鎮(zhèn)街區(qū)內(nèi)高水土流失潛在危險(xiǎn)度面積占比大于50%的區(qū)域,劃定為重險(xiǎn)型水土流失潛在危險(xiǎn)區(qū)域,反之則劃定為輕險(xiǎn)型水土流失潛在危險(xiǎn)區(qū)域。
表1 中山市水土流失潛在危險(xiǎn)因子構(gòu)成
(2) 定性指標(biāo)。定性指標(biāo)主要依據(jù)全國(guó)水土保持規(guī)劃中界定水土流失易發(fā)區(qū)的特征來(lái)選取,主要為是否涉及水土流失敏感、潛在危險(xiǎn)較大區(qū)域。
水土流失易發(fā)區(qū)定性指標(biāo)為: ①地形地貌,主要判斷所屬鎮(zhèn)級(jí)區(qū)內(nèi)是否涉及地形高差大于50 m且具有一定規(guī)模的區(qū)域; ②重要水土保持生態(tài)區(qū),主要判定是否涉及濕地保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)及其他生態(tài)紅線區(qū)等[3],將其界定為具備容易發(fā)生水土流失的生態(tài)敏感性條件; ③重要經(jīng)濟(jì)區(qū)域,將是否存在一定規(guī)模的礦產(chǎn)資源集中開(kāi)發(fā)區(qū)和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)作為界定易發(fā)區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件[3]。 ④河道岸線功能區(qū),主要為河流兩側(cè)一定范圍,具有岸線保護(hù)功能的區(qū)域[3],判定是否涉及主要河道兩側(cè)100 m范圍內(nèi)具有岸線保護(hù)功能的區(qū)域; ⑤特定水土保持功能區(qū),本研究將境內(nèi)是否存在水質(zhì)維護(hù)或人居環(huán)境維護(hù)功能的重要區(qū)域作為判斷水土流失易發(fā)區(qū)的水土保持功能條件。劃分技術(shù)指標(biāo)體系詳見(jiàn)表2。
表2 容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域劃分指標(biāo)體系
2.2.4 易發(fā)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn) 水土流失易發(fā)區(qū)劃分以鎮(zhèn)區(qū)為劃分單元,根據(jù)中山市平原河網(wǎng)區(qū)易發(fā)區(qū)特性及水土流失防治需求,其劃分標(biāo)準(zhǔn)為: ①定量指標(biāo)符合,定性指標(biāo)滿足其中之一的鎮(zhèn)區(qū); ②定量指標(biāo)基本符合(定量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)控制在10%以?xún)?nèi)),滿足兩項(xiàng)以上定性指標(biāo)的區(qū)域。符合上述條件之一者,即可劃定為中山市平原河網(wǎng)區(qū)容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域。
根據(jù)水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系及劃分標(biāo)準(zhǔn),將小欖、黃圃、民眾、東升、古鎮(zhèn)、港口、三角、橫欄和大涌鎮(zhèn)等9個(gè)鎮(zhèn)街劃定為中山市平原河網(wǎng)區(qū)容易發(fā)生水土流失的其他區(qū)域,劃定區(qū)域位于中山市東北部和西北部,土地面積666.92 km2,占全市土地總面積的37.39%,劃分成果如附圖3所示。
從劃分的結(jié)果來(lái)看,所劃定平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然特性、水土流失及其特征等方面存在較明顯的易發(fā)區(qū)應(yīng)具有的特性,具體表現(xiàn)為:
(1) 社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面。區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人口密度高達(dá)1 575人/km2,人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)強(qiáng),土地開(kāi)發(fā)程度高,開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)、架橋修路等城市化建設(shè)活動(dòng)十分頻繁,此類(lèi)生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)形成局部微地貌,使得施工擾動(dòng)區(qū)域仍然具備發(fā)生較大水土流失的地形條件,極易造成較大水土流失。
(2) 自然條件方面。一是區(qū)內(nèi)降水充沛、雨量集中,暴雨頻次多,降雨強(qiáng)度大,侵蝕自然驅(qū)動(dòng)力強(qiáng),水土流失強(qiáng)度大;二是區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布、河流縱橫交錯(cuò),區(qū)域內(nèi)地勢(shì)雖平坦,但境內(nèi)河網(wǎng)眾多,陸地分割,土壤一旦發(fā)生侵蝕,將直接影響河道,水土流失危害極大;三是區(qū)域總體地形平坦,但仍存在高低起伏的微地貌,仍然具備發(fā)生水土流失的地形條件。四是林草植被覆蓋率相對(duì)較大,但土壤抗蝕性弱、易風(fēng)化。
(3) 水土流失及其特性上。區(qū)域內(nèi)中度以上水土流失面積12.13 km2,占全市水土流失面積的13.83%,總體上水土流失面積相對(duì)較小,但侵蝕類(lèi)型以人為流失為主,且基本都在中度以上;劃定區(qū)域內(nèi)水土流失潛在危險(xiǎn)程度較高,集中在0.10~0.30之間,其中小欖、黃圃等鎮(zhèn)區(qū)屬重險(xiǎn)型水土流失潛在危險(xiǎn)區(qū)域;區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)密集,約有70%的區(qū)域在重要水土保持生態(tài)功能區(qū)、河流岸線保護(hù)區(qū)及水質(zhì)維護(hù)或人居環(huán)境維護(hù)功能的范圍內(nèi),一旦發(fā)生水土流失,造成影響極大。
(4) 劃分區(qū)域分布上。劃分區(qū)域主要分布在北部平原河網(wǎng)區(qū),劃分成果明確了中山市水土保持規(guī)劃中的水土流失潛在危險(xiǎn)區(qū)域,可作為規(guī)劃的重要構(gòu)成部分,對(duì)各類(lèi)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)行分區(qū)防治戰(zhàn)略和分類(lèi)指導(dǎo),為生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持管理提供依據(jù)。
(1) 提出了合理的技術(shù)路線,明確了劃分原則。提出了合理的劃分思路和技術(shù)路線,同時(shí)明確了水土流失易發(fā)區(qū)劃分應(yīng)采用定性分析與定量技術(shù)結(jié)合、自然及人為因素兼顧以及與區(qū)域生態(tài)格局和功能定位相適應(yīng)等原則。
(2) 對(duì)影響水土流失易發(fā)構(gòu)成的各要素進(jìn)行了分析評(píng)估。通過(guò)對(duì)平原河網(wǎng)區(qū)水土流失易發(fā)區(qū)的深入分析,可對(duì)動(dòng)態(tài)變化的容易發(fā)生水土流失的各要素進(jìn)行評(píng)估分析,研究其動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn),為水土流失易發(fā)區(qū)指標(biāo)選取提供理論支撐。
(3) 確立了完善的水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系。以GIS和RS技術(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)劃分原則,在分析平原河網(wǎng)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然條件等特點(diǎn)基礎(chǔ)上,提出了相對(duì)完善的水土流失易發(fā)區(qū)劃分指標(biāo)體系。
(4) 明確了劃分成果的應(yīng)用價(jià)值。劃分成果是構(gòu)建以及完善中山市水土保持規(guī)劃體系的需要,可為編制地市級(jí)水土保規(guī)劃和制定規(guī)章制度提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)能夠很有效地規(guī)范各類(lèi)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的行為,為中山市人民政府依法行政、實(shí)施生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持管理提供依據(jù)。