三门峡市黄河流域水土保持功能区划定_李庆祥

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1 引言

到 2015 年末 , 三门峡市土壤侵蚀总面积达 3411.76 km2, 均为水力侵蚀 , 约占全市土地总面积的三分之一。从总体来 看 , 轻中度侵蚀总面积占到总侵蚀面积的 69.35%, 水土流失 主要为轻中度侵蚀 , 表现形式为面蚀、沟蚀 , 大多为丘陵沟 壑区。侵蚀原因主要表现为暴雨冲刷、土壤粘性差、地形起 伏大、土地利用不合理等自然因素和开垦荒草地造田、种植 树木方式不当、生产建设活动频繁等人为因素。水土流失不 仅影响三门峡市土地资源的质量等级 , 而且使得水涝、旱灾 频发 , 导致生态环境受到破坏 , 给人类带来经济上的损失 , 严 重制约社会的可持续发展。因此 , 以科学规范合理的方法划 分三门峡市黄河流域水土保持功能区 , 有助于政府制定针对 性的措施 , 有效减缓水土流失。

2 水土保持重要性评价

降水量的多少、土壤的类型质地、地形起伏高低、植被 覆盖度的高低都会影响地区水土流失的情况。为了评价水土 保持的各项功能 , 需从以上四个方面入手。对区域水土保持 的重要性进行评价 , 可以更高效地进行区域水土流失预防、 治理工作 , 能够更好地保护粮食安全、饮用水安全、防洪安 全以及绿色环境安全 , 是一个基础但十分必要的工作。

因收集的数据较为基础 , 影响后续的分析工作 , 采用 RUSLE(通用水土流失方程) 作为原始模型 , 经过进一步的 修正 , 建立优化后的水土保持重要性评价模型。把土壤保 持量作为评价水土保持功能重要性的指标 , 其计算公式如 下：

AC = Ap-Ar =R ×K ×L ×S×(1-C) (1)

[收稿日期] 2022 - 10 - 25

[作者简介] 李庆祥(1999 - ) , 男 , 河南邓州人 , 硕士研究生 , 主攻方向：区域生态与水土保持。

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式中： AC 为水土保持 ,t/(hm2 ·a)； Ap 为潜在土壤侵蚀量；Ar 为实际土壤侵蚀量；R 降雨侵蚀因子 ,MJ ·mm/(hm2 ·h ·a)； K 为土壤可侵蚀性因子 ,t ·hm2 ·h/(hm2 ·MJ ·mm) ；L、S 为地形因子(无量纲) ；C 为地表覆盖因子(无量纲) 。

2.1 降雨侵蚀力因子 R

国内外研究者鉴于不同地域降雨特点及数据资料取得情 况 , 对降雨侵蚀力的计算给出不同的简单的算法 , 鉴于数据 获取的可行性 , 本文采用《生态保护红线划定指南》中值计 算公式 , 公式如下：

Pi2

式中：R 为多年平均年降雨侵蚀力 ,MJ ·mm/(hm2 ·h ·a)； Pi 为月均降水量 ,mm；P 为年均降水量 ,mm。其中 , 的值取 0.3589,β的值取 1.9462。

图 1 三门峡市降雨侵蚀力因子

2.2 土壤可侵蚀性因子 K

作为预测土壤侵蚀的关键指标之一 , 土壤可侵蚀性体现 的是土壤物质移动的难度。土壤是否容易发生侵蚀与其自身 的理化性质密切相关。一般而言 , 土壤质地为黏土 , 有机质 含量多、透水性低、水稳定性高的土壤抗蚀性强； 土壤质地 为砂土、壤土 , 有机质含量少、透水性高、水稳定性低的土 壤抗蚀性低。

对 RUSLE(通用水土流失方程) 中使用的侵蚀性因子进 行优化改进 , 使得到的数据更科学。公式如下：

fhisand =1-0.7(1-ms/100)/{(1 -ms/100)+exp[-5.51+22.9(1-ms/100)]} (8)

式中： KEPIC 为优化前的土壤可蚀性因子；K 为优化后的土壤 可蚀性因子；mc 为粘粒 T _ CLAY(<0.002 mm)； msi 为粉粒 T _ SILT(0.002 mm~0.05 mm)； ms 为砂粒 T _ SAND(0.05 mm ~2 mm) ；orgC 为有机碳 T _ OC 的百分比含量 ,%。

图 2 三门峡市土壤可侵蚀性因子

2.3 地形因子 L、S

地形因子主要是以高程数据集为基础 , 导入 Arc GIS 软 件中 , 利用栅格计算器计算得到。高程图为高程数据集直接 导入 Arc GIS 软件中得到。

图 3 三门峡市地形因子

图 4 三门峡市 DEM 图

2.4 地表覆盖因子

地表覆盖因子 , 如地表生长的植物等 , 能够一定程度上 减少土壤的侵蚀 , 是自然环境、人类活动共同产生的结果。 良好的地表被覆可以直接减少降水对地表的侵蚀 , 从而起到 保水、保土的作用。

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表 1 三门峡市地表覆盖因子 C 值

地类	C
林地	0.005
耕地	0.228
河流水库	0.000
建设用地	0.000
未利用地	1.000

从表中可以看到 ,C 值介于 0~1。 C 值越大 , 表示该区域 发生水土流失的概率越大；C 值越小 , 表示该区域发生水土 流失的概率越小。区域土地利用类型不同 , 地表覆盖度不同 ,C 值也就不同。一般而言 , 地表覆盖度越高 , 土壤流失的概率 越小 ,C 值越小；地表覆盖度越低 , 土壤流失的概率越大 ,C 值越大。由图 5 可知三门峡地表覆被主要为林草地、耕地。

图 5 三门峡市地表覆盖因子

2.5 水土保持功能重要性评价结果

将上述四种因子在 Arc GIS 软件中均进行重采样操作 , 再利用栅格计算器得出水土保持功能的最终结果 , 并将其划 分不重要、一般重要、较重要、重要、极重要五个等级 , 得 到三门峡市水土保持功能评价图。

图 6 三门峡市水土保持功能评价结果

表 2 水土保持功能重要性五级分布占比

级别(水土保持)	栅格数	面积 /km2	百分比 /%
不重要	57593	3599.5625	36.63
一般重要	42118	2632.375	26.78
较重要	32487	2030.4375	20.66
重要	18588	1161.75	11.82
极重要	6462	403.875	4.11
合计	157248	9828	100

由表 2 可知： 不重要区域面积 3599.5625 km2, 占三门峡 市国土面积的 36.63%, 主要分布在市内北部的灵宝市、陕县、 渑池县、义马市；一般重要区域面积为 2632.375 km2, 占三门 峡市国土面积的 26.78%, 主要分布在卢氏县；较重要区域面 积为 2030.43755 km2, 占三门峡市国土面积的 20.66%, 主要分 布在卢氏县范里镇、五里川镇；重要区域面积为 1161.75 km2, 占三门峡市国土面积的 11.82%, 主要分布在灵宝市豫灵镇、 故县镇、阳平镇南部 , 卢氏县境内分布较分散 , 其中范里 镇、文峪乡和五里川镇分布较为集中；极重要区域总面积为 403.875 km2, 占到三门峡市国土面积的 4.11%, 灵宝市豫灵镇、 故县镇、阳平镇南部 , 渑池县的段村乡 , 及卢氏县的范里镇、 五里川镇分布比较集中。

三门峡市水土保持服务功能分布以不重要级为主 , 占三 门峡市国土面积的 36.63%。三门峡市总体水土保持能力较强 , 如图所示的不重要区域分布于三门峡市的北部 , 三门峡市北 部地区多以平原为主 , 土地利用类型以建设用地为主 , 植被 稀疏 , 多以草本、灌木为主 , 降雨量较低 , 土壤类型多以中性 石质土、中性粗骨土、石灰性褐土为主。综上所述 , 北部平 原地区由于其自然条件约束 , 土壤植被的性质 , 气候降雨等 因素的影响 , 相较于其他地区 , 水更难保存在土壤中 , 保水保 土能力相对较弱。

三门峡境内水土保持功能较好的地区多分布于西部、东 北部及东南部。所分布的地区多为山里丘陵区 , 地势较高 , 所包括的地区有小秦岭国家级自然保护区、洛河湿地自然保 护区、卢氏天然林自然保护区。这些区域多为植被资源丰富、 沿靠河流、气候环境适宜且降水充足 , 减缓水蚀作用 , 生态 系统状况较好 , 使水循环在系统里得到互补。其中 , 抗水蚀 性最强的地域位于小秦岭国家级自然保护区 , 地处灵宝市境 内 , 位于小秦岭国家级自然保护区的核心地 , 降雨量较多 , 地 表覆盖率较高 , 虽然该地区的土壤可侵蚀程度高 , 但是降雨 量较大、生态系统内保水能力强 , 使得该地区的水土保持功 能良好。

3 水土保持功能区划

3.1 划分原则与方法

水土保持功能区划是有依据、有原则的 , 应考虑到具体 的自然、社会、经济等条件 , 最大效益化地进行划定。遵循 以下区划准则：①水土保持主导功能的原则；②与全国(省) 水土保持规划相衔接原则；③与实际情况相结合原则。划分 方法：①与当地规划协调衔接；②以城镇为单元集中连片。 依照上述的划分原则和划分方法 , 四级区采用“地理位置 + 地形类型 + 水土保持主导功能”的形式展开行命名工作。 3.2 三门峡市四级区划结果

在国家区划指标体系的基础之上 , 将三门峡自然和社会 国民经济条件、水土流失现状及水土保持现状、水土保持功 能区评价视为依据 , 进一步将 1 个三级区划分为 3 个四级区 , 形成市级区划体系。四级区划状况见表 3。

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表 3 三门峡市四级区划分布情况表

一级区 二级区 三级区

四级区

行政区

北方土 石山区 (Ⅲ)

豫西南

山地丘

陵区

(Ⅲ -6)

豫西黄

土丘陵

保土蓄

水区

(Ⅲ -6- 1tx)

土石山蓄水保

水区

黄土丘陵沟壑

土壤保持区

黄土阶地土壤

保持区

渑池县

陕州区

灵宝市

卢氏县

渑池县

陕州区

灵宝市

义马市

陕州区

灵宝市

湖滨区

段村乡、坡头乡、南村乡、仁村乡

宫前乡、店子乡

朱阳镇、五亩乡、寺河乡、苏村乡

木桐乡、徐家湾乡、潘河乡、双槐树乡、汤河乡、瓦窑沟乡、狮子坪乡、官坡镇、 朱阳关镇、五里川镇、双龙湾镇、杜关镇、官道口镇、沙河乡、城关镇、

横涧乡、文峪乡、范里乡、东明镇

果园乡、城关镇、英豪镇、张村镇、天池镇、仰韶镇、洪阳镇、陈村乡

张茅乡、硖石乡、王家后乡、观音堂镇、西李村乡、西张村镇、张汴乡、 菜园乡

尹庄镇、阳店镇、川口乡

全市

大营镇、原店镇、张湾乡

城关镇、大王镇、函谷关镇、焦村镇、西闫乡、故县镇、豫灵镇、阳平镇

全区

3.3 分区概述

3.3.1 土石山蓄水保水区

本区涉及卢氏县、灵宝市南部、渑池县北部、陕州区南 部 4 个县(市、区) 的 29 个乡镇 , 土地总面积 6561 km2, 占全 市国土面积的 63%。地貌类型以中低山为主 , 主要分布在小 秦岭、崤山山脉一带。老鸦岔作为最高峰 , 高出平均海水面 2413.8 m, 地表岩性主要为石灰岩、砂岩、片麻岩。土壤类别 以有褐土、黄棕壤、棕壤、粗骨土为主。河流主要为淇河、 老鹳河、洛河。本区以江河分水岭为界 , 分属暖温带和北亚热 带两个气候带 , 年均气温 12.4℃ ~13.9 ℃ , 年均降水量 587 mm ~822.3 mm。区域内地势高峻 , 沟壑纵横 , 坡陡石多 , 地形破碎 , 人烟稀少 , 林草茂盛 , 植被覆盖率较高 , 水土流失较轻 , 但由 于地面坡度大 , 面蚀比较严重。

3.3.2 黄土丘陵沟壑土壤保持区

本区涉及义马市、渑池县南部、陕州区东北部、西南部 大部分地区、灵宝市东南部 4 个县(市、区) 19 个乡镇 , 土 地总面积为 2419 km2, 占到全市国土面积的 23%。地貌类别 以低山丘陵为主 , 除崤山、熊耳山山脉外 , 大部分地域丘陵 起落 , 高出平均海水面 252 m~800 m。地表岩性主要为石灰 岩、砾岩、安山岩、砂岩。土壤类别以红粘土、褐土为主。

主要河流为洛河。本区属于暖温带半湿润季风气候 , 年均气 温为 12℃ ~13.9℃ , 年均降水量为 530.8 mm~686.9 mm。区域 内裂隙发育 , 天气干旱不经常降水 , 有较多坡地 , 沟壑纵横 , 山地破碎 , 地表覆盖率低 , 土壤疏松 , 不抗侵蚀 , 沟壑深 , 坡 度陡 , 水土流失严重 , 且多数土地在水资源缺乏的坡度大于 17°的坡面上。坡度小于 10°、10°~25°、大于 25°的分别 占 18%、60%、2%。

3.3.3 黄土阶地土壤保持区

本区涉及湖滨区、陕州区北部、灵宝市北部 3 个县(市、 区) 14 个乡镇 , 土地总面积 1516 km2, 占到全市国土面积的 14%。地貌类型以黄土塬、塬涧河阶地和黄河一、二级阶地 为主 , 主要分布在本市中部、西部沿黄一带及灵宝宏农涧两 岸。土壤类别主要有潮土和褐土。主要河道为黄河干流。本 区属于暖温带半湿润季风气候 , 年均气温为 12.4℃ ~13.9℃ , 年均降水量为 517.4 mm~671.4 mm。区域内地形复杂 , 土壤 肥沃 , 是主要的粮棉区 , 但因其连接中低山区和丘陵沟壑区 , 水流集中 , 垦耕指数高 , 塬边地带支离破碎 , 以水力侵蚀为主 , 现有水土流失总面积 582.85 km2, 占到全市水土流失总面积的 17.1%, 为三门峡市水土流失比较严重的区域。

(上接第 102 页)

及时—运输过程中漏损严重—供水成本更高”的恶性循环 , 促进农村供水工程的进一步完善。

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