广西江村小流域水土保持工程治理成效

韦 石，谢福倩，蔡卓杰，李 茂

(广西壮族自治区水土保持监测站，广西 南宁 530023)

水土流失是世界各国都不同程度存在的环境问题，是一种具有渐进性危害的自然灾害。我国的水土流失问题十分严重，受自然及人为因素影响，滇黔桂岩溶区部分地区水土流失已经严重到无土可蚀的地步[1]。为推进广西岩溶区水土流失防治进程，改善当地的生态环境和群众的生产生活条件，中央和自治区政府加大了对广西岩溶区水土保持工程的投入力度。因此，充分调查项目区水土流失面积、强度等动态变化情况，分析水土保持工程治理成效对推进水土流失防治工作十分必要。通过遥感、地面观测和抽样调查等方式方法，对江村小流域进行综合治理成效监测，分析该区域水土流失消长情况，旨在为今后广西岩溶区小流域水土保持综合治理提供借鉴[2]。

1 研究区概况

江村小流域位于广西壮族自治区崇左市龙州县上降乡，涵盖上降乡江村13个村屯，土地总面积为34.82 km2，其中水土流失面积951.09 hm2。

项目区地处北回归线以南，属南亚热带季风气候区，热量、雨量充沛，日照充足；无霜期360 d，多年平均降水量1 382.0 mm，多年平均蒸发量1 307.7 mm，平均相对湿度83%～89%；日平均气温≥10 ℃的活动积温年均为7 901.7 ℃，持续350 d，平均日照时数为1 679.9 h，日照时数最多的是7—9月，历年月平均达189.6～206 h。

龙州县主要为岩溶地貌，多冲沟，岩溶地貌以峰林洼地为主，项目区土石山混杂，海拔多在400 m以下；同时断层十分发育，除了一组北东向的大断层外，还有一组北西向的小断层将北东向大断层剪断错动，受这两组断裂的影响，当地岩层十分破碎，这就为岩溶发育提供了极为有利的条件。地表岩溶发育，多为比高不大的峰林，峰林比高都在200 m以下，峰丛迭起。土壤为水稻土、石灰(岩)土、紫色土、黄壤和赤红壤等。

广西龙州县小湾河项目区江村小流域国家水土保持重点建设工程总投资为451万元，其中中央投资316万元、自治区配套135万元。工程措施设计及变更情况见表1。

表1 项目水土保持措施汇总

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

基础地理数据及遥感数据为项目区1∶10 000地形图，2016年及2019年WorldView卫星遥感影像、2020年高分1号遥感影像、2016年和2020年哨兵2号卫星遥感影像。卫星遥感影像的采样时间和空间分辨率见表2。

表2 遥感影像信息汇总

降雨侵蚀力因子及土壤可蚀性因子采用水利部水土保持监测中心统一下发的数据。土地利用状况相关数据通过遥感解译与地面调查相结合的方法获取。

2.2 研究方法

2.2.1 土壤侵蚀模数计算

根据获取的流域基本数据信息，利用已被国内广泛应用的土壤侵蚀计算模型CSLE[3-4]，估算江村小流域年平均土壤侵蚀量。土壤侵蚀模数的计算公式为

A=R·K·L·S·B·E·T

式中:A是平均土壤流失量，t/(km2·a)；R是降雨侵蚀力因子，MJ·mm/(hm2·h·a)；K是土壤可蚀性因子，t·h/(MJ·mm)；L为坡长因子，无量纲；S为坡度因子，无量纲；B是植被覆盖与生物措施因子，无量纲；E是工程措施因子，无量纲；T是耕作措施因子，无量纲。

2.2.2 土壤侵蚀强度分析

研究区属于岩溶地区，根据水利部颁布的《岩溶地区水土流失综合治理技术标准》(SL 461—2009)[5]中的侵蚀强度分级标准进行分级，即：微度、轻度、中度、强烈、极强烈、剧烈，见表3。

表3 岩溶地区土壤侵蚀强度分级

3 江村小流域水土流失监测

3.1 江村小流域土地利用情况

通过遥感解译与地面调查相结合的方法，获得江村小流域2016年(项目实施前)和2020年(项目评估年)土地利用情况，对项目实施前后土地利用情况进行对比分析，见图1。评估年江村小流域的土地利用以林地为主，占流域总面积的82.68%，其后依次为耕地(9.88%)、园地(3.01%)、水域及水利设施用地(2.36%)、城镇村庄及工矿用地(1.10%)、草地(0.97%)。

图1 江村小流域土地利用情况对比

土地利用变化情况见表4。

表4 江村小流域项目区土地利用变化情况

由表4可以看出，2016—2020年，耕地面积由364.78 hm2减少为343.84 hm2，变化幅度为-5.74%；其中水浇地面积减少了16.56 hm2，坡耕地面积减少了4.38 hm2。园地面积由69.70 hm2增加至104.84 hm2，变化幅度为50.41%。林地面积由2 892.97 hm2减少至2 878.77 hm2，变化幅度为-0.49%；其中有林地面积增加了799.06 hm2，疏幼林面积减少了813.26 hm2，灌木林面积保持不变。草地、水域及水利设施用地、城镇村庄及工矿用地的面积无变化。

3.2 江村小流域土壤侵蚀情况

项目实施前小流域的平均土壤侵蚀模数为51.53 t/(km2·a)，小流域范围内水土流失面积为951.09 hm2，占流域总面积的27.31%。其中轻度侵蚀面积829.99 hm2，占流域水土流失面积的87.27%；中度120.36 hm2，占12.65%；强烈0.65 hm2，占0.07%；极强烈0.09 hm2，占0.01%。

项目实施后，小流域的平均土壤侵蚀模数为25.87 t/(km2·a)，小流域范围内水土流失面积为488.32 hm2，占流域总面积的14.02%。其中轻度侵蚀面积430.24 hm2，占治理后流域水土流失面积的88.11%；中度57.67 hm2，占11.81%；强烈0.29 hm2，占0.06%；极强烈0.12 hm2，占0.02%。

对比项目实施前和评估年的土壤侵蚀情况，流域内平均土壤侵蚀模数下降了近一半，水土流失面积减少了462.77 hm2。其中轻度侵蚀面积减少了399.75 hm2，占流域总面积的11.48%；中度侵蚀面积减少了62.69 hm2，占1.80%；强烈侵蚀面积减少了0.36 hm2，占0.01%；极强烈侵蚀面积增加了0.03 hm2，不足流域总面积的0.01%。

通过统计不同土壤侵蚀强度土地面积及其土壤侵蚀模数，计算项目实施前及评估年的年土壤侵蚀总量。

项目实施前小流域范围内的年土壤侵蚀总量为1 794.03 t，各侵蚀强度每年产生的水土流失量分别为：微度侵蚀72.12 t，占比4.02%；轻度侵蚀1 185.52 t，占比66.08%；中度侵蚀520.58 t，占比29.02%；强烈侵蚀12.67 t，占比0.71%；极强烈侵蚀3.14 t，占比0.18%；无剧烈侵蚀情况。

项目评估年小流域范围内的年土壤侵蚀总量为900.65 t，各侵蚀强度产生的水土流失量为：微度侵蚀51.18 t，占比5.68%；轻度侵蚀589.13 t/a，占比65.41%；中度侵蚀249.98 t，占比27.76%；强烈侵蚀6.10 t，占比0.68%；极强烈侵蚀4.26 t，占比0.47%；无剧烈侵蚀情况。

通过对比可以看出，各项治理措施实施后，除极强烈侵蚀外，轻度至强烈等级的侵蚀面积均减少，其中微度、轻度、中度、强烈侵蚀量每年分别减少了20.94、596.39、270.60、6.57 t，极强烈侵蚀量略微增加了1.12 t。小流域范围内土壤侵蚀模数下降了25.66 t/(km2·a)，年土壤流失量减少了893.38 t。经过综合治理后，小流域水土流失治理程度为48.66%。江村小流域治理前后不同侵蚀强度侵蚀量和面积消长情况见表5。

表5 江村小流域治理前后不同侵蚀强度侵蚀量和面积消长情况

4 土壤侵蚀年度消长变化主要原因分析

土地利用差异是江村小流域土壤侵蚀消长的主要影响因素，具体表现为：部分坡度较缓、交通条件较好的水浇地及坡耕地由于群众自发地种植果树，使得部分耕地变为园地，所以项目区耕地有所减少，园地面积增加，植物覆盖度较以往种植玉米、甘蔗等农作物有一定的提高；项目实施中对部分坡度较缓但植被长势不佳的疏幼林采取了种植经果林措施，使林地变为园地；项目采取了封禁治理措施，使得大量疏幼林提高了植被覆盖度而转变为有林地。根据陈锐银等[6]的研究，植被覆盖与生物措施因子B为CSLE模型中最敏感的因子，对土壤侵蚀量影响较大。

5 结 论

2020年江村小流域水土流失面积为488.32 hm2，较2016年水土流失面积减少了462.77 hm2。轻度、中度、强烈水土流失面积分别较治理前减少了399.75、62.69、0.36 hm2，极强烈侵蚀面积增加了0.03 hm2，不足流域总面积的0.01%。2020年土壤侵蚀量为900.65 t，比2016年减少了893.38 t，植被覆盖情况基本稳定。开展小流域水土保持综合治理后，水土流失治理度为48.66%，有效保持了江村小流域的水土资源，土壤侵蚀强度大为减轻，江村小流域生态环境也得到了改善。