上海市水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分研究

吳景社，李 勉，哈 歡

(1.上海市水利管理處，上海 200002;2.黃河水利科學(xué)研究院，河南鄭州 450003)

據(jù)2000—2001年第三次全國土壤侵蝕遙感普查數(shù)據(jù)，全國水土流失面積占國土總面積的37.18%，特別是人為水土流失仍呈加劇趨勢，每年新增人為水土流失面積15萬km2，不僅嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，而且給下游江河帶來了嚴(yán)重的洪水泥沙危害，嚴(yán)重制約著我國經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。上海降水量豐沛，地勢低平，江、海、河、湖相間，河網(wǎng)密布，航運(yùn)發(fā)達(dá)，受海潮、風(fēng)浪和船行波影響，水土流失以自然狀態(tài)下的骨干河道邊坡坍塌淤淺為主要特征，造成河岸“一坡一面”(邊坡和堤頂面)的水土流失，據(jù)不完全統(tǒng)計，全市約有水土流失面積220 km2，占全市總面積的3.47%［1］。同時隨著國際航運(yùn)中心和金融中心及整個國民經(jīng)濟(jì)的快速建設(shè)與發(fā)展，防治各類建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生的渣土流失、空中揚(yáng)塵等任務(wù)亦日趨繁重。

新修訂的《中華人民共和國水土保持法》第十二條規(guī)定“縣級以上人民政府應(yīng)當(dāng)依據(jù)水土流失調(diào)查結(jié)果劃定并公告水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)”。為貫徹落實(shí)新法，我們開展了上海市水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)的研究，以期因地制宜做好骨干河網(wǎng)的水土流失治理，水源地、特殊保護(hù)林帶及灘涂森林帶等的防護(hù)，并為開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案的編制、實(shí)施等奠定基礎(chǔ)和提供依據(jù)。

1 水土流失特點(diǎn)與成因分析

1.1 侵蝕強(qiáng)度小，局部危害大

上海土壤以漬潛型和淋溶—淀積型的水成和半水成系列土壤為主，水網(wǎng)密布，平均海拔約4 m，地質(zhì)基礎(chǔ)比較穩(wěn)定。降水季節(jié)分配較均勻，且以中小型降雨為主，對植物生長較為有利。水土流失以水力侵蝕為主，風(fēng)力侵蝕微弱。但在部分開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目施工場地，以及湖泊周邊和河流兩岸的部分岸段，水土流失和坍塌淤淺較重，對城市環(huán)境、土地資源保護(hù)、防汛和水運(yùn)交通等有較大潛在危害。

1.2 分布面積廣，以點(diǎn)狀與線狀侵蝕為主

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，市區(qū)內(nèi)各種開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目增多，大小工地星羅棋布，加上降水豐沛，項(xiàng)目建設(shè)區(qū)年土壤侵蝕模數(shù)通常都大于1 000 t/km2。目前，除由國家發(fā)改委立項(xiàng)的一些大型建設(shè)項(xiàng)目(如電力、鐵路、天然氣等建設(shè)工程)編制有水土保持方案外，其他大量的場館建設(shè)、住宅建設(shè)、道路建設(shè)及市政建設(shè)等尚未開展建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案編制。這些項(xiàng)目以點(diǎn)狀、線狀分布為主，水土流失以土建中的擾動土和棄渣的流失為主要特征。

1.3 河岸侵蝕與河道淤積并重

上海大部分河流沿岸，由于受海潮、風(fēng)浪和船行波影響，自然狀態(tài)下的水土流失以骨干河道邊坡坍塌淤淺為主要特征。據(jù)統(tǒng)計，僅在通航河道中，嚴(yán)重坍塌的岸線長度為865 km，占28.9%;一般坍塌的岸線長度為904 km，占30.2%。據(jù)初步估算，河道邊坡坍塌每年損失土地多達(dá)87 hm2。同時也加劇了河道淤淺，危及安全度汛和堤防兩岸交通、建筑物的安全。據(jù)1998年普查資料，上海市郊區(qū)中小河道淤積土方總數(shù)達(dá)1.45億m3。1998—2001年全市投入37億元，修筑護(hù)岸669 km、疏浚淤泥1.21億m3?？紤]每年自然淤積量約1 600萬m3，到2006年，全市中小河道淤積總土方仍有1.42億m3，平均淤積深度0.5 m。

1.4 湖區(qū)坍岸侵蝕嚴(yán)重

據(jù)統(tǒng)計，近40年來，青浦區(qū)朱家角鎮(zhèn)已有67 hm2良田坍入湖中，平均每年坍岸4～5 m，嚴(yán)重地段10 m左右，全鎮(zhèn)一年要坍失良田1.3 hm2;同一時期，商塌鎮(zhèn)也坍失良田6.7 hm2。淀山湖沿岸坍失土地，不僅損失了大量農(nóng)田，直接影響當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和沿岸的群眾生活，而且由于坍岸淤積，湖區(qū)水域庫容減少，水量調(diào)節(jié)能力下降，給防汛、供水和航運(yùn)也造成了不利影響。此外，流失的水土還將未被充分利用的農(nóng)藥化肥攜帶入湖，影響了淀山湖水質(zhì)。

1.5 江海沿岸新淤積灘涂水土流失嚴(yán)重

上海市灘地沉積物的成分以亞黏土、粉沙和細(xì)沙為主，抗沖性較差。在海塘、堤防、灘涂上亂墾亂種和毀堤取土，以及在堤上違章建筑等，常導(dǎo)致海塘、圩堤破壞，也造成了一定程度的水土流失。新中國成立以來，上海已經(jīng)圍墾造地7.3萬hm2。新淤積灘涂由于土壤沙性比較嚴(yán)重，鹽分高，土壤結(jié)構(gòu)差，有機(jī)質(zhì)含量低，易旱、易返堿、易澇、易漬，不利于作物生長，缺乏植被有效保護(hù)的土壤表面經(jīng)不起暴雨侵蝕，在夏秋季節(jié)，尤其易受臺風(fēng)暴雨的襲擊，造成較為嚴(yán)重的水土流失。

2 水土流失重點(diǎn)防治區(qū)劃分指標(biāo)

為合理劃分“兩區(qū)”(即水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū))，水利部制定了“兩區(qū)”劃分的參考指標(biāo)，我們結(jié)合上海實(shí)際，對參考指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整和細(xì)化。

2.1 重點(diǎn)預(yù)防區(qū)

該區(qū)應(yīng)是目前水土流失輕微，林草覆蓋度較大，涉及水源涵養(yǎng)、水質(zhì)維護(hù)、生態(tài)維護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)等水土保持功能，但存在潛在水土流失危險，一旦造成水土流失其危害較為嚴(yán)重的區(qū)域。定量標(biāo)準(zhǔn)如下:

(1)土壤侵蝕強(qiáng)度屬微度以下(年均土壤侵蝕模數(shù)在500 t/km2以下);

(2)植被覆蓋度在40%以上;

(3)土壤侵蝕潛在危險度在輕險型以下。

按上述標(biāo)準(zhǔn)劃分，應(yīng)將水土保持林區(qū)、水源涵養(yǎng)林區(qū)、大中型水庫蓄水線周邊、自然風(fēng)景名勝區(qū)、城市重要的飲用水源保護(hù)區(qū)，以及自然資源相對集中，對整個區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展關(guān)系密切的地區(qū)劃在此區(qū)。

2.2 重點(diǎn)治理區(qū)

該區(qū)應(yīng)為原生水土流失較為嚴(yán)重，治理需求迫切，水土流失治理程度較低，對當(dāng)?shù)睾拖掠卧斐蓢?yán)重水土流失危害的區(qū)域。定量標(biāo)準(zhǔn)如下:

(1)土壤侵蝕強(qiáng)度屬中度以上(年均土壤侵蝕模數(shù)在2 500t/km2以上);

(2)土壤侵蝕危險度在輕險型以上。

按上述標(biāo)準(zhǔn)劃分，應(yīng)將城市河流、湖泊坍岸比較嚴(yán)重又亟待治理的主要河岸段、湖岸段劃在此區(qū)。

3 水土流失重點(diǎn)防治區(qū)的劃分

3.1 外業(yè)調(diào)查取樣

結(jié)合水利普查，考慮不同的土壤類型和土地利用方式，選取13個樣點(diǎn)，開展水土流失狀況實(shí)地查勘和典型地塊的抽樣調(diào)查。

3.2 樣品性狀分析

將土壤樣品分別送至黃河水利科學(xué)研究院/水利部黃河泥沙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中國科學(xué)院/水利部水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，分別進(jìn)行放射性測量和理化性質(zhì)分析測試。

3.3 流失強(qiáng)度計算

應(yīng)用美國通用土壤流失方程(USLE)計算年均土壤流失量［2］，同時利用放射性核素示蹤技術(shù)，通過對典型地塊土壤樣品中137Cs存量的測量與分析［3］，對各采樣地塊的水土流失強(qiáng)度作出分析與評價，并與USLE計算結(jié)果進(jìn)行比較和驗(yàn)證，確定上海市的水土流失強(qiáng)度，并計算得出上海市水土流失危險度分布結(jié)果(表1)。

表1 上海市不同土壤類型的侵蝕潛在危險度評價

3.4 侵蝕模數(shù)計算

通過對遙感影像的判讀和解譯，提取地形(坡度、坡長)、植被覆蓋度、水土保持措施等參數(shù)，結(jié)合土壤可蝕性和降雨侵蝕力的計算等，利用美國通用土壤流失方程(USLE)，計算出上海的土壤侵蝕強(qiáng)度，并利用“3S”技術(shù)統(tǒng)計不同強(qiáng)度侵蝕區(qū)的面積(表2)。

表2 上海市土壤侵蝕模數(shù)分級統(tǒng)計

3.5 “兩區(qū)”劃分結(jié)果

3.5.1 重點(diǎn)預(yù)防區(qū)

上海市水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)主要分布在黃浦江上游水源涵養(yǎng)區(qū)、崇明三島、南匯東灘，以及奉賢區(qū)的杭州灣岸段等區(qū)域。重點(diǎn)預(yù)防區(qū)土地總面積為2 165.8 km2，占上海陸域土地總面積的34%。包括青浦區(qū)的淀山湖及周邊的朱家角鎮(zhèn)、金澤鎮(zhèn)和練塘鎮(zhèn)，松江區(qū)的佘山鎮(zhèn)、小昆山鎮(zhèn)和石湖蕩鎮(zhèn)，奉賢區(qū)海灣鎮(zhèn)，崇明縣所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)，浦東新區(qū)的合慶鎮(zhèn)、書院鎮(zhèn)、老港鎮(zhèn)和蘆潮港鎮(zhèn)的沿江(海)地帶(表3)。

表3 上海市各區(qū)(縣)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)分布及面積

3.5.2 重點(diǎn)治理區(qū)

上海水網(wǎng)密布，受海潮、風(fēng)浪和船行波影響，自然狀態(tài)下骨干河道邊坡和湖岸坍塌淤淺嚴(yán)重，其岸線影響區(qū)范圍內(nèi)土壤侵蝕強(qiáng)度大、土壤侵蝕潛在危險度多屬于危險型，是目前和今后急需治理的區(qū)域。因此，按照劃分指標(biāo)，這類骨干河道沿岸和湖岸陸域控制范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)劃為重點(diǎn)治理區(qū)。

重點(diǎn)治理區(qū)土地總面積46.0 km2，占上海陸域土地總面積的0.73%。主要分布在黃浦江上游“三支一干”、吳淞江上游兩側(cè)堤防未達(dá)標(biāo)岸段和淀山湖、元蕩周邊堤防未達(dá)標(biāo)岸段及其規(guī)劃控制陸域范圍，以及“一環(huán)十射”干線航道和崇明環(huán)島運(yùn)河兩側(cè)堤防未達(dá)標(biāo)岸段及其規(guī)劃控制陸域范圍。其中:黃浦江上游“三支一干”指攔路港—泖河—斜塘、紅旗塘—大蒸塘—圓泄涇、太浦河和黃浦江上游干流段(三支流交匯處至大治河西閘);吳淞江上游是指北新涇以西的河段;“一環(huán)十射”中的“一環(huán)”即黃浦江—大浦線—趙家溝—蕰藻浜—油墩港—黃浦江，“十射”指杭申線、太浦河、蘇申外港線、蘇申內(nèi)港線、羅蘊(yùn)河、川楊河、大蘆線、金匯港、龍泉港、平申線。重點(diǎn)治理區(qū)所在的主要區(qū)(縣)范圍和面積見表4。

表4 上海市各區(qū)(縣)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)的分布及面積

4 結(jié)語

從本次劃分結(jié)果可以看出，重點(diǎn)預(yù)防區(qū)包括淀山湖自然保護(hù)區(qū)，淀山湖周邊和黃浦江上游的水源涵養(yǎng)林，需要重點(diǎn)保護(hù)的崇明島東灘鳥類自然保護(hù)區(qū)、西灘濕地、青草沙水庫等特殊區(qū)域，以及崇明東平國家森林公園、佘山國家森林公園、上海海灣國家森林公園、上海濱海森林公園等，這些區(qū)域植被覆蓋率高，物種豐富，水土資源環(huán)境良好，水土流失輕微。該區(qū)的淀山湖水庫集水區(qū)是上海市重要的飲用水水源保護(hù)區(qū)，對其進(jìn)行預(yù)防保護(hù)對涵養(yǎng)水源、保護(hù)黃浦江的水質(zhì)，確保城市飲用水安全都有重要意義。保護(hù)好上述區(qū)域?qū)ι虾Ｊ械纳鷳B(tài)建設(shè)、人居環(huán)境維護(hù)功能和旅游資源的可持續(xù)發(fā)展都具有重要意義。重點(diǎn)治理區(qū)包括的河湖段多為土質(zhì)河岸，坍塌導(dǎo)致的河道淤淺嚴(yán)重，也是全市自然侵蝕的主要發(fā)生地。開展這些河段河岸、湖岸整治和生態(tài)林建設(shè)，加強(qiáng)水土流失治理，對涵養(yǎng)水源、保護(hù)水質(zhì)、確保航運(yùn)暢通有重要作用。

全國水土保持三級區(qū)劃分中按照水土保持基礎(chǔ)功能分為水源涵養(yǎng)、土壤保持、蓄水保水、防風(fēng)固沙、生態(tài)維護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)田防護(hù)、水質(zhì)維護(hù)、攔沙減沙和人居環(huán)境維護(hù)等10類。根據(jù)全國水土保持三級區(qū)劃分結(jié)果，上海除崇明縣屬于全國“江淮丘陵和下游丘陵平原區(qū)”二級區(qū)劃的“江淮平原沙土農(nóng)田防護(hù)和水質(zhì)維護(hù)區(qū)”外，其他各區(qū)都屬于“上海平原人居環(huán)境維護(hù)區(qū)”。

綜上所述，本次劃分結(jié)果與全國水土保持三級區(qū)劃中上海所屬區(qū)域的功能定位充分吻合，因此其結(jié)果可為編制《上海市水土保持規(guī)劃》，規(guī)范建設(shè)項(xiàng)目水土保持監(jiān)督，加強(qiáng)人居環(huán)境維護(hù)、農(nóng)田防護(hù)和水質(zhì)維護(hù)奠定重要基礎(chǔ)。

［1］桑保良，吳景社，劉靜森，等.上海市水土保持工作現(xiàn)狀與建議［J］.中國水土保持，2007(12):9-10.

［2］蔡崇法，丁樹文，史志華，等.應(yīng)用USLE模型與地理信息系統(tǒng)ISRISI預(yù)測小流域土壤侵蝕量的研究［J］.水土保持學(xué)報，2000，14(2):19-24.

［3］曹慧，楊浩，唐翔宇，等.137Cs技術(shù)對長江三角洲丘陵區(qū)小流域土壤侵蝕初步估算［J］.水土保持學(xué)報，2001，15(1):13-15.