水土保持監(jiān)測(cè)淺探

魏玲++高林林++羅培

摘 要：由于社會(huì)各方面的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出。本文首先概要地介紹了我國(guó)水土保持的情況，在了解我國(guó)水土保持的大前提下，又淺要探究了水土保持監(jiān)測(cè)的概念、意義、方法和所存在的問題，并提出了相關(guān)展望，希望對(duì)水土保持監(jiān)測(cè)工作有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：水土保持監(jiān)測(cè)；3S；淺探

中圖分類號(hào)：S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.08.014

Abstract：Due to the rapid development of all aspects of society， environmental problems have become increasingly prominent. Firstly briefly introduced China's soil and water conservation， in understanding the premise of soil and water conservation in China， and shallow to study of soil and water conservation monitoring concept， significance， methods and the existing problem， and put forward the prospect， hope on soil and water conservation monitoring work have guiding significance.

Key words： soil and water conservation monitoring；3S；review

伴隨著城市化、工業(yè)化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，水是生命之源、土是生存之本，但中國(guó)卻是一個(gè)水土流失較為嚴(yán)重的國(guó)家，全國(guó)水土流失面積廣闊、數(shù)量巨大，不論山區(qū)、高原區(qū)、丘陵區(qū)、平原區(qū)、盆地區(qū)還是農(nóng)村、城市，都存在不同程度的水土流失問題，為此，我們必須做好治水保土工作。水土保持是生態(tài)保護(hù)和建設(shè)的重要內(nèi)容，認(rèn)真履行職責(zé)，進(jìn)一步做好水土保持工作，是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)的必然要求，更是歷史賦予我們義不容辭的責(zé)任。黨的十八大提出要加快生態(tài)文明建設(shè)、建設(shè)美麗中國(guó)，我們必須把握新形勢(shì)、順應(yīng)新要求，全力做好水土保持工作。其中水土流失狀況和生態(tài)環(huán)境情況的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)作為水土保持工作的基礎(chǔ)，是國(guó)家生態(tài)建設(shè)宏觀決策和科學(xué)防治的依據(jù)，因而加強(qiáng)監(jiān)督檢查是當(dāng)前水土保持工作的重中之重。

1 我國(guó)水土保持概況

在我國(guó)，土壤侵蝕包括水蝕、風(fēng)蝕和凍融侵蝕等主要類型，其中水蝕是我國(guó)分布最廣、危害最嚴(yán)重的水土流失類型[1]。水土流失是指在自然和人為作用下特定地塊上水和土的損失[2]。截止到2011年，我國(guó)水土流失面積達(dá)到了365萬(wàn)km2，占全國(guó)國(guó)土總面積的37.1%[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前需要治理的水土流失面積高達(dá)200萬(wàn)km2[4]，水土流失幾乎遍布各省、市、自治區(qū)，其中西部地區(qū)水土流失最嚴(yán)重，分布面積最大，中部次之，東部流失相對(duì)較輕[5]。我國(guó)作為一個(gè)水土流失最嚴(yán)重的國(guó)家之一，水土流失給我國(guó)經(jīng)濟(jì)造成的損失相當(dāng)于國(guó)民生產(chǎn)總值3%左右[6]，為有效遏制水土流失，我國(guó)早在1991年就頒布了《中華人民共和國(guó)水土保持法》，為我國(guó)的水土保持工作的開展提供法律依據(jù)，而且后來(lái)還特別提出了我國(guó)21世紀(jì)水土保持奮斗目標(biāo)：近期（2001—2010）目標(biāo)：每年治理水土流失面積5萬(wàn)km2，10年新增水土流失治理面積50萬(wàn)km2，重點(diǎn)水土流失治理工程區(qū)初見成效，基本遏止生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)，堅(jiān)決控制住人為造成的水土流失。中期（2011—2030）目標(biāo)：在鞏固提高水土保持治理成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)保持較高的治理速度，目標(biāo)末期使水土流失治理程度達(dá)到75%以上，重點(diǎn)治理工程區(qū)大見成效，全面控制人為造成新的水土流失。遠(yuǎn)期（2031—2050）目標(biāo)：全國(guó)宜治理的水土流失面積全部治理完成，水土流失和沙漠化基本得到控制，坡耕地梯田化，宜林宜草地全部綠化，“三化”草地得到恢復(fù)，根治人為造成的水土流失，改變惡劣的生態(tài)環(huán)境，全國(guó)大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)山川秀美[7]。

2 水土保持監(jiān)測(cè)概述

2.1 國(guó)內(nèi)對(duì)水土保持監(jiān)測(cè)概念的討論

水利部編寫的水土保持術(shù)語(yǔ)中提到，水土流失監(jiān)測(cè)，是對(duì)水土流失發(fā)生、發(fā)展、危害及水土保持效益定期進(jìn)行的調(diào)查、觀測(cè)和分析工作[8]。曾大林[9]認(rèn)為水土保持監(jiān)測(cè)是運(yùn)用多種技術(shù)手段對(duì)水土流失的成因、數(shù)量、強(qiáng)度、影響范圍、危害及其防治效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。陳世梅[10]《關(guān)于水土保持監(jiān)測(cè)基本方法的思考》中提到，根據(jù)對(duì)于信息采集與處理的深度，水土保持監(jiān)測(cè)有廣義和狹義兩種理解。廣義的水土保持監(jiān)測(cè)是對(duì)水土流失及其治理信息進(jìn)行全面的采集和處理過程，包括信息采集、信息傳輸、信息存儲(chǔ)、信息處理、信息服務(wù)及其相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)，也包括這些信息采集—傳輸—處理—分發(fā)等的網(wǎng)站和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而狹義的水土保持監(jiān)測(cè)，僅僅指水土保持信息采集。根據(jù)水土保持法及實(shí)施條例的規(guī)定，水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括水土流失因子、水土流失狀況和水土保持效益三個(gè)方面[11]。水土流失監(jiān)測(cè)按空間尺度不同分為小區(qū)、小流域和區(qū)域監(jiān)測(cè)[2]。根據(jù)監(jiān)測(cè)途徑、監(jiān)測(cè)對(duì)象的差異 ，水土保持監(jiān)測(cè)在我國(guó)可以分為微觀監(jiān)測(cè)和宏觀監(jiān)測(cè)兩類。前者的觀測(cè)以小區(qū)/樣地、坡面和重力侵蝕為主，后者則主要是基于地表覆蓋信息的遙感監(jiān)測(cè)[12]。

2.2 水土保持監(jiān)測(cè)的意義

我國(guó)幅員遼闊，地形、氣候豐富多樣，因此水土流失成因復(fù)雜，近年來(lái)，城市化快速發(fā)展和生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目急劇增加，在自然原因和人為原因的綜合作用下，水土流失問題進(jìn)一步加劇且危害嚴(yán)重。水土保持監(jiān)測(cè)是水土保持規(guī)劃和效益評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，通過監(jiān)測(cè)可以了解到水土流失的面積、程度、類型、分布范圍、發(fā)展變化規(guī)律等，獲取了地方水土資源和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后，有助于查清水土流失現(xiàn)狀，科學(xué)評(píng)估水土保持效益，發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)中影響水土流失的關(guān)鍵因素，對(duì)水土流失綜合治理和生態(tài)環(huán)境建設(shè)宏觀決策以及科學(xué)、合理、系統(tǒng)地布設(shè)水土保持等各項(xiàng)措施具有重要意義。

2.3 水土保持監(jiān)測(cè)的方法

2.3.1 地面監(jiān)測(cè) 地面監(jiān)測(cè)是一種因地制宜的監(jiān)測(cè)方法，在確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的過程中需根據(jù)各地水土流失實(shí)際特點(diǎn)，劃分重點(diǎn)預(yù)防保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)、重點(diǎn)水土流失治理區(qū)，這種監(jiān)測(cè)由于具有定點(diǎn)、定時(shí)、定位的特點(diǎn)，能夠很好地反映當(dāng)?shù)厮亮魇栴}。

2.3.2 “3S”與水土保持監(jiān)測(cè) “3S”技術(shù)是英文遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）、地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）、這三種技術(shù)名詞中最后一個(gè)單詞字頭的統(tǒng)稱?！?S”技術(shù)于20世紀(jì)70年代引入我國(guó)后，在土壤侵蝕研究應(yīng)用方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，目前在水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水土保持管理信息化建設(shè)等方面應(yīng)用已經(jīng)十分普遍[2]。

RS可以集成多種傳感器、多級(jí)分辨率、多譜段和多時(shí)相，具有全球覆蓋、快速、多光譜、大信息量等諸多優(yōu)點(diǎn)[13]，通過使用目視解譯法、遙感光譜分析法、模型參數(shù)化方法、人機(jī)交互式解譯等遙感解譯方法，分析不同遙感平臺(tái)的影像資料，開展對(duì)水土保持監(jiān)理的動(dòng)態(tài)效益監(jiān)測(cè)；GPS技術(shù)具有全天候、三維定點(diǎn)定速定時(shí)高精度和可移動(dòng)定位的測(cè)量特點(diǎn)，可用于水土保持的規(guī)劃和設(shè)計(jì)、水土流失情況的監(jiān)管和水土的利用情況變化等的調(diào)查，還可用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水土保持的生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目[14]；GIS具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，還具有區(qū)域空間分析，多要素綜合分析和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)能力[15]，將相關(guān)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)來(lái)提取小流域，有利于數(shù)字化下流域的構(gòu)建，通過分析小流域水土保持治理的成效和小流域土壤侵蝕預(yù)測(cè)報(bào)告等，并與小流域水土保持治理的實(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)相關(guān)的信息資源進(jìn)行有效的搜集，并處理矢量化和屬性賦值，從而使小流域數(shù)據(jù)庫(kù)模型得以構(gòu)建，有利于監(jiān)測(cè)部門做出科學(xué)合理的決策[14]。因此RS和GPS是信息獲取的手段，而GIS則更多地表現(xiàn)在有關(guān)信息的存儲(chǔ)、處理和應(yīng)用上，綜合應(yīng)用“3S”技術(shù)構(gòu)建水土保持綜合管理及監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)水土保持監(jiān)測(cè)的全方位、立體化、多層次的快速監(jiān)測(cè)。

2.3.3 激光雷達(dá)與水土保持監(jiān)測(cè) 激光雷達(dá)是由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分組成的一種主動(dòng)傳感器。激光是具有大功率、高度方向性的光束。實(shí)際工作中可根據(jù)不同工作的測(cè)量精度需要，設(shè)定不同的發(fā)射功率進(jìn)行激光掃描，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)開挖邊坡、崩崗、山體滑坡等許多形式的水土流失的精細(xì)測(cè)量[16]。

2.4 水土保持監(jiān)測(cè)存在的問題

我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)的地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)有100多個(gè)，超過6 000名的技術(shù)人員[4]，但相比于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)專項(xiàng)工作受起步較晚且國(guó)土遼闊，地形復(fù)雜多樣等條件的限制，使得監(jiān)測(cè)理論和技術(shù)都有待于完善和發(fā)展。

高鐵、水利、煤礦等開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目過程中會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厮临Y源環(huán)境產(chǎn)生很大的影響，而在生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目過程中往往由于水土保持監(jiān)測(cè)體制和管理方面的缺失、懲罰力度的不強(qiáng)，最大利潤(rùn)的驅(qū)使使得很多生產(chǎn)建設(shè)單位在做水土保持評(píng)估各項(xiàng)工作時(shí)并不能很好地落實(shí)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)的“三同時(shí)”制度，從而導(dǎo)致一些法律法規(guī)并不能被好好地遵守。

各種監(jiān)測(cè)方法各有其自身特點(diǎn)，因而得到的數(shù)據(jù)格式、內(nèi)容、范圍比較獨(dú)立，并不能互相很好地匹配，從而導(dǎo)致無(wú)法得到一套全面的水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

3 展 望

水土保持監(jiān)測(cè)要抓主要矛盾的主要方面，要更多地關(guān)注特殊目標(biāo)和地區(qū)的水土流失現(xiàn)狀，我國(guó)現(xiàn)有水土流失嚴(yán)重縣646個(gè)，其中82.04%處于長(zhǎng)江流域和黃河流域[17]。因此我們急需完善監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，將流域監(jiān)測(cè)與“3S”和信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)有效結(jié)合，從而提供更加可靠的水土保持各方面的數(shù)據(jù)。

從地方政府和相關(guān)水土保持部門來(lái)說，要做好自己的本職工作，嚴(yán)格按照國(guó)家各項(xiàng)法律法規(guī)來(lái)落實(shí)各項(xiàng)工作，并加強(qiáng)水土保持宣傳工作，提高公眾保護(hù)水土的意識(shí)，發(fā)揮人民群眾的巨大作用；對(duì)于生產(chǎn)建設(shè)企業(yè)和單位來(lái)說，要了解水土保持工作的重要性，承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，自覺遵守水土保持各項(xiàng)法律法規(guī)。

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