青海省剛察縣水土流失狀況及其影響因素研究

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，結合土壤侵蝕因子空間數據，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狀及動態(tài)變化情況。結果表明：①2011—2022年剛察縣水土流失整體呈面積、強度“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，侵蝕強度整體由高逐步向低轉化；②人為擾動用地、農村道路、裸土地水土流失情況嚴重，應重點關注；③2022年人為擾動用地水土流失面積達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，需加強對生產建設項目的監(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)域實施了水土保持措施，植被覆蓋面積達到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仍然很艱巨。

關鍵詞：水土流失；影響因素；剛察縣；青海省

中圖分類號：S157文獻標識碼：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)境保護與綜合治理項目，均促進了青海湖流域生態(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，結合土壤侵蝕因子空間數據，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)恢復提供參考依據。

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)湖內陸水系內流區(qū)。境內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合區(qū)，無風力侵蝕。

2研究方法

2.1數據來源

水土流失數據來源于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；氣象數據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、生產建設項目監(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行解譯，解譯后針對解譯中的疑難點開展野外調查復核，以進一步完善各項數據。

2.3計算模型

1）水力侵蝕?；谕恋乩煤退帘３执胧┙庾g成果，結合各項土壤侵蝕因子柵格數據，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，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據計算獲取，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《2022年水土流失動態(tài)監(jiān)測技術指南》確定，其中E因子根據“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“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、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據，采用多因子綜合評價模型計算凍融侵蝕強度綜合指數，判定凍融侵蝕強度，公式為

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

本研究中年凍融日循環(huán)天數、日均凍融相變水量、年均降水量依據國家氣象局1986—2015年氣溫、降水量數據插值計算獲?。黄露?、坡向基于1∶50000DEM在ArcGIS中插值計算獲取；植被覆蓋度基于MODIS-NDVI數據計算獲取，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土壤侵蝕強度判定

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

2.5研究范圍

以2022年為現狀年，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水土流失現狀及動態(tài)變化

3.1水土流失現狀

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%；土壤侵蝕強度以中度為主，面積為307.72km2，輕度、強烈侵蝕面積分別為197.52、10.42km2，無極強烈、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、建設用地、交通運輸用地、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。交通運輸用地水土流失僅發(fā)生在農村道路，其面積為4.78km2，各侵蝕強度均存在。水域及水利設施用地無水土流失情況。其他土地水土流失僅發(fā)生在裸土地，水土流失狀況嚴重，以強烈及以上侵蝕為主，面積達到24.41km2，水土流失發(fā)生率達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9.15%；2011—2022年剛察縣水土流失強度整體表現為由高侵蝕強度逐步向低侵蝕強度轉化。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重的地類為水澆地、其他林地、人為擾動用地、農村道路、裸土地，其中人為擾動用地、農村道路、裸土地水土流失情況嚴重，水土流失發(fā)生率分別達到了82.08%、60.97%、68.70%（見表3）；97.64%的強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、水域及水利設施用地、城鎮(zhèn)建設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。結合生產建設項目水土保持區(qū)域監(jiān)管成果來看，剛察縣每年生產建設項目數量呈波動上升的趨勢，疑似違法違規(guī)的圖斑數量雖有所減少，但人為擾動造成的水土流失情況嚴重。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，剛察縣仍需加強對生產建設項目的監(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)域實施了水土保持措施，相比2011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)關注。

5結論

1）剛察縣為水力、凍融侵蝕復合區(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，侵蝕強度整體表現為由高逐步向低轉化。

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、農村道路、裸土地水土流失情況嚴重，應重點關注，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，因此仍需加強對生產建設項目的監(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，水土流失治理任務依然艱巨。

參考文獻：

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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動力分析[J].草原與草坪，2024，44（1）：1-12.

（責任編輯張緒蘭）

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。

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