2011—2019年寧夏土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化及分布特征

管 凝，楊 志，李建國，徐志友，任正龑，魏小燕 ，程金花

(1.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院，北京 100083； 2.寧夏回族自治區(qū)水土保持監(jiān)測總站，寧夏 銀川 750000)

寧夏回族自治區(qū)位于中國西北部的黃河中上游地區(qū)，在維護(hù)黃河生態(tài)環(huán)境中占據(jù)著非常重要的地位。由于特殊的自然本底條件及水土資源長期不合理的開發(fā)利用，寧夏土壤侵蝕分布廣、面積大、危害重，成為制約自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的突出因素。因此，充分了解土壤侵蝕的分布特點(diǎn)，對(duì)寧夏防治水土流失和更高效地開展生態(tài)建設(shè)有著重要的意義。本研究根據(jù)寧夏水土保持公報(bào)數(shù)據(jù)，對(duì)2019年土壤侵蝕強(qiáng)度、面積和空間分布進(jìn)行分析，并與2011年的侵蝕狀況進(jìn)行對(duì)比，獲得土壤侵蝕的動(dòng)態(tài)變化特征，以期為寧夏水土流失治理和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)支撐和理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

寧夏回族自治區(qū)地處北緯35°14′～39°23′、東經(jīng)104°17′～107°39′，東鄰陜西省，西部、北部接內(nèi)蒙古自治區(qū)，南部與甘肅省相連，總面積6.64萬km2[1]；海拔1 100～1 200 m，地形從西南向東北逐漸傾斜，地貌復(fù)雜；屬溫帶大陸性干旱、半干旱氣候區(qū)，多年平均年降水量150～600 mm，由南向北遞減，雨季多集中在6—9月[2]，水資源匱乏，大氣降水、地表水和地下水都十分稀少；屬于我國溫帶草原區(qū)，植被分布呈現(xiàn)典型的地帶性分布，由南向北呈現(xiàn)從草原向荒漠過渡的特點(diǎn)[3]；地帶性土壤從北向南主要是灰鈣土、黑壚土和灰褐土[4]；全區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，煤炭、石油、鐵礦開采等是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)[5]。

2 數(shù)據(jù)與方法

根據(jù)寧夏水土保持公報(bào)，整理2011、2019年相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。本研究中的水土流失面積指水力侵蝕面積和風(fēng)力侵蝕面積之和，不包括凍融侵蝕。水土流失強(qiáng)度等級(jí)包括輕度、中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕，根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL 190—2007)判定。

3 結(jié)果與分析

3.1 全區(qū)土壤侵蝕特征及動(dòng)態(tài)變化

2019年寧夏土壤侵蝕強(qiáng)度及分布見圖1。2019年寧夏土壤侵蝕面積為15 888.51 km2，占全區(qū)土地總面積的23.93%，其中，輕度、中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕面積分別為9 960.52、3 803.55、1 407.76、570.37、146.31 km2，分別占全區(qū)土壤侵蝕面積的62.69%、23.94%、8.86%、3.59%和0.92%。

圖1 2019年寧夏土壤侵蝕分布

2011—2019年寧夏土壤侵蝕變化見表1。與2011年相比，2019年侵蝕面積減少了19.02%。除輕度侵蝕面積有所增加外，其他各侵蝕強(qiáng)度的侵蝕面積都有不同程度的減少，其中：極強(qiáng)烈侵蝕面積減少最多，其次是強(qiáng)烈侵蝕；極強(qiáng)烈侵蝕面積減少幅度最大，其次為劇烈侵蝕。

表1 2011—2019年寧夏不同侵蝕強(qiáng)度面積變化

3.2 各市土壤侵蝕分布及動(dòng)態(tài)變化

2019年寧夏各市土壤侵蝕強(qiáng)度和分布見表2。2019年全區(qū)的土壤侵蝕面積主要集中在吳忠市和中衛(wèi)市；5市中中衛(wèi)市的土壤侵蝕面積占比最高，其次是吳忠市，侵蝕面積占比均超過了全區(qū)平均值；各市土壤侵蝕均以輕度侵蝕為主，特別銀川市和石嘴山市無劇烈侵蝕；強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈和劇烈侵蝕占比最高的均為中衛(wèi)。

表2 2019年寧夏各市土壤侵蝕強(qiáng)度分布

表3為2011—2019年寧夏各市的土壤侵蝕消長情況。與2011年相比，各市的土壤侵蝕面積都有不同程度的減少。其中：固原市減少幅度最大，達(dá)28.41%；中衛(wèi)市減少面積最多，達(dá)1 198.13 km2。除固原市和中衛(wèi)市外，其他3市的輕度侵蝕面積均有所增加；銀川市中度侵蝕面積有明顯增加，其余各市中度侵蝕面積均為減少；除中衛(wèi)市劇烈侵蝕面積有所增加以外，其余各市劇烈甚至強(qiáng)烈及以上侵蝕面積均為減少。

表3 2011—2019年寧夏各市土壤侵蝕面積變化

3.3 不同水土保持分區(qū)的土壤侵蝕特征

按照《中華人民共和國水土保持法》和自治區(qū)人民政府批復(fù)的《寧夏回族自治區(qū)水土保持規(guī)劃(2016—2030年)》，以地貌和水土流失特點(diǎn)為主導(dǎo)因素，將寧夏全區(qū)劃分為7個(gè)水土保持四級(jí)區(qū)，即：Ⅰ賀蘭山水蝕區(qū)、Ⅱ銀川平原潛在風(fēng)蝕區(qū)、Ⅲ丘陵臺(tái)地干旱草原風(fēng)水蝕交錯(cuò)區(qū)、Ⅳ六盤山水蝕區(qū)、Ⅴ黃土丘陵溝壑殘塬水蝕區(qū)、Ⅵ黃土丘陵溝壑水蝕區(qū)、Ⅶ黃土丘陵溝壑水風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)(圖1)。

2019年寧夏不同水土保持分區(qū)的土壤侵蝕面積和分布見表4。2019年寧夏土壤侵蝕特別是強(qiáng)烈及以上侵蝕主要集中分布在Ⅲ丘陵臺(tái)地干旱草原風(fēng)水蝕交錯(cuò)區(qū)和Ⅶ黃土丘陵溝壑水風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)；各分區(qū)整體上均以輕度侵蝕為主，其中Ⅶ黃土丘陵溝壑水風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)的土壤侵蝕面積占比和侵蝕強(qiáng)度均較高。

表4 2019年寧夏不同水土保持分區(qū)土壤侵蝕分布

3.4 不同土地利用類型下的土壤侵蝕特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年寧夏回族自治區(qū)的土地利用類型主要有耕地、園地、林地、草地、建設(shè)用地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地和其他用地。不同土地利用類型的土壤侵蝕強(qiáng)度分布見表5。

表5 不同土地利用類型的土壤侵蝕強(qiáng)度分布

2019年寧夏土壤侵蝕主要集中分布在草地、耕地和林地上，其中：侵蝕面積最大的是草地，為7 977.79 km2；侵蝕比例最高的是其他用地，侵蝕面積占該用地總面積的67.67%，其次為草地，為30.03%；各地類總體上以輕度侵蝕為主，強(qiáng)烈及以上侵蝕面積相對(duì)較少；輕度和中度侵蝕占侵蝕總面積比例較高的分別是園地和耕地，強(qiáng)烈侵蝕占比最高的是建設(shè)用地，極強(qiáng)烈侵蝕和劇烈侵蝕占比最高的均為交通運(yùn)輸用地。

4 討 論

4.1 寧夏土壤侵蝕分布及特征

2019年寧夏土壤侵蝕整體上以輕度侵蝕為主，土壤侵蝕面積在寧夏全區(qū)的分布相對(duì)平均，但從侵蝕強(qiáng)度來看，中部地區(qū)的土壤侵蝕狀況要更嚴(yán)重一些，強(qiáng)烈及以上侵蝕主要分布在寧中地區(qū)的Ⅲ丘陵臺(tái)地干旱草原風(fēng)水蝕交錯(cuò)區(qū)和Ⅶ黃土丘陵溝壑水風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)，而位于該地區(qū)的中衛(wèi)市和吳忠市的土壤侵蝕比例也超過了寧夏全區(qū)的平均值。根據(jù)徐利崗等[6]的研究，寧夏的降水量從南至北依次減少，中部干旱帶的降水變異性最強(qiáng)。黃悅悅等[7]對(duì)寧夏NDVI指數(shù)的研究表明：寧夏北部地區(qū)是海拔較低且較平坦的寧夏平原，黃河為所流經(jīng)地區(qū)提供了豐富的灌溉用水，南部地區(qū)為六盤山林區(qū)，植被豐富、降水相對(duì)較多，而中部地區(qū)為干旱帶，水資源稀少，荒漠化現(xiàn)象也較突出，因此推測寧中地區(qū)的高侵蝕強(qiáng)度與該區(qū)域沙化嚴(yán)重、植被生長狀況較差、覆蓋度較低有很大關(guān)系。

4.2 寧夏土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化

與2011年相比，2019年寧夏全區(qū)的土壤侵蝕總面積和侵蝕強(qiáng)度都有明顯的下降，從寧夏各市來看，土壤侵蝕總面積都有不同程度的減少，且土壤侵蝕強(qiáng)度總體上都在減輕。這說明這些年，隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)和水土保持生態(tài)建設(shè)投入力度的加大，寧夏的土壤侵蝕狀況得到了改善，取得了明顯的生態(tài)效益。5市中，固原市的土壤侵蝕減少幅度最大，且各強(qiáng)度的侵蝕面積與2011年相比都有減少。根據(jù)公報(bào)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2019年固原全市有梯田3 952.8 km2，占自治區(qū)梯田總面積的78.1%，還有占全區(qū)84%的高覆蓋林地1 493.88 km2和占全區(qū)78%的高覆蓋草地364.47 km2。依據(jù)陳蝶等[8]得出的梯田生態(tài)系統(tǒng)在促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)方面具有顯著效益的研究結(jié)論，以及鄔鈴莉等[9]得出的生物措施能有效減少侵蝕量的試驗(yàn)結(jié)果，可以推測固原市的坡改梯工程和退耕還林工程實(shí)施效果良好，很大程度上改善了當(dāng)?shù)氐耐寥狼治g狀況。

4.3 不同土地利用類型下的土壤侵蝕特征分析

在寧夏的8種土地利用類型中，其他用地的侵蝕比例最高。根據(jù)楊帆等[10]得出的土壤可蝕性與土壤有機(jī)質(zhì)含量、黏粒含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系的研究結(jié)果，推測這主要是因?yàn)槠渌玫匕}堿地、沙地、裸土地和裸巖石礫地，土地瘠薄，土壤可蝕性高，侵蝕程度較為嚴(yán)重。除其他用地外，草地的侵蝕比例最高，其次是林地，都超過了耕地、園地等人為活動(dòng)更密集的用地，與牛曉音等[11]的研究結(jié)果不同，這可能是因?yàn)椴缓侠淼拈_發(fā)利用使得寧夏的林草地質(zhì)量退化，其保水固土能力較弱，導(dǎo)致土壤侵蝕較嚴(yán)重。

從侵蝕強(qiáng)度來看，建設(shè)用地和交通運(yùn)輸用地的侵蝕強(qiáng)度較大，根據(jù)陳玉[12]的研究結(jié)論——高強(qiáng)度人為活動(dòng)會(huì)引起生態(tài)干擾或造成植物的損失，以及增加地面的板結(jié)程度，推測主要是因?yàn)檫@兩類用地與人類活動(dòng)關(guān)系十分密切，除了日常生產(chǎn)生活中一些難以避免的人為干擾和環(huán)境破壞，一些不合理的生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)也是造成土壤侵蝕的重要原因。

5 結(jié) 論

(1)2019年寧夏土壤侵蝕面積占全區(qū)總面積的23.93%，整體上以輕度侵蝕為主。與2011年相比，土壤侵蝕總面積減少了19.02%，且極強(qiáng)烈侵蝕和劇烈侵蝕面積下降明顯，土壤侵蝕狀況有較明顯的改善。

(2)綜合來看，寧夏5市中中衛(wèi)市的土壤侵蝕面積較大，且侵蝕強(qiáng)度較高。與2011年相比，各市的土壤侵蝕總面積都有不同程度的減少，其中固原市減少幅度最大，中衛(wèi)市減少面積最多，同時(shí)各市的侵蝕強(qiáng)度總體都有所下降。

(3)寧夏土壤侵蝕主要集中分布在Ⅲ丘陵臺(tái)地干旱草原風(fēng)水蝕交錯(cuò)區(qū)和Ⅶ黃土丘陵溝壑水風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)，強(qiáng)烈及以上侵蝕也主要分布在這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)。

(4)在不同土地利用類型中，其他用地的侵蝕比例最高，其次是草地和林地。建設(shè)用地和交通運(yùn)輸用地的侵蝕強(qiáng)度較大。