白銀市黃河流域水土流失治理成效及蓄水保土效益分析

何 勇

(白銀市水土保持總站，甘肅 白銀 730900)

我國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，根據(jù)《中國水土保持公報(2020年)》，截至2020年底，全國共有水土流失面積269.27萬km2。經(jīng)過幾十年大規(guī)模的水土流失綜合治理，黃河流域泥沙輸移量已減少90%[1]。長期持續(xù)的大規(guī)模水土流失治理尤其是退耕還林還草工程的實施，使黃土高原整體植被覆蓋度明顯增加，入黃泥沙量大大減少。然而生態(tài)治理需要分區(qū)量化施策，科學配置水土保持措施類型、結(jié)構(gòu)與模式，使之匹配于水資源承載力，保證人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。2019年9月18日，習近平總書記在鄭州主持召開了黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會并發(fā)表了重要講話，對加強黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展提出了新要求。因此，水土保持工作必須轉(zhuǎn)變思路和理念，把水土流失治理、生態(tài)環(huán)境改善與農(nóng)民增收、脫貧致富和流域高質(zhì)量發(fā)展作為同等重要的任務，通過生態(tài)治理讓人民群眾充分享受綠色福利，通過生態(tài)惠民、生態(tài)利民、生態(tài)為民，使水土保持在黃河流域高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮重要作用[3]。

白銀市黃河流域地處隴中丘陵溝壑蓄水保土區(qū)，在全國生態(tài)安全格局中，居于“北御風沙、南保水土”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，生態(tài)地位極其重要。從1985年5月恢復白銀市建制以來，市委、市政府始終把水土保持作為改善山區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)條件，推動經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)工作常抓不懈，根據(jù)白銀市水土流失規(guī)律提出了“南保水土、中建綠洲、北御風沙”的治理思路，以小流域治理為單元，以坡耕地水土流失治理為重點，結(jié)合治溝骨干工程、土地整治工程、生態(tài)綠化工程、退耕還林還草和封育治理等綜合措施，加快水土流失治理。多年來在國家各項政策、資金的支持下，水土流失治理取得了顯著成效?；诖?，本研究依據(jù)白銀市1985—2021年的水土保持措施和水土流失統(tǒng)計數(shù)據(jù)，定量分析了白銀市水土流失現(xiàn)狀和水土流失治理面積動態(tài)變化，并對白銀市實施的水平梯田、水保林、退耕還林還草等不同類型水土保持措施動態(tài)分布特征做了詳盡分析，同時對白銀市水土保持蓄水保土效益進行了估算，以期為白銀市黃河流域水土保持高質(zhì)量發(fā)展提供指導和參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

白銀市(103°33′～105°34′E、35°33′～37°38′N)位于黃河上游、甘肅中部，地處隴西黃土高原、祁連山東延余脈和騰格里沙漠三大區(qū)域過渡地帶，海拔1 275～3 321 m，屬溫帶大陸性干旱半干旱氣候區(qū)。區(qū)域內(nèi)年均降水量240 mm，呈北低南高趨勢，60%的降水集中在7—9月；年均氣溫8.7 ℃，年均蒸發(fā)量1 900 mm，日照時數(shù)2 600 h，無霜期152 d。境內(nèi)主要河流有黃河干流及其三大支流祖厲河、渭河、清水河水系，黃河呈“S”形貫穿全境258 km，區(qū)域內(nèi)黃河流域面積占白銀市土地總面積的95.82%。土壤類型有灰鈣土、黑鈣土、灰褐土、亞高山草甸土，植被類型分為荒漠、荒漠化草原、干旱草原及草甸草原，人工林以油松、側(cè)柏、落葉松、刺槐、山杏、楊樹、旱柳、沙棘、檸條等樹種為主。

2 數(shù)據(jù)資料與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)資料

2013、2020年水土流失面積數(shù)據(jù)分別來源于2013年第一次全國水利普查統(tǒng)計結(jié)果和《2020年甘肅省水土保持公報》。1985—2021年白銀市水土流失累計治理面積，水平梯田、水保林、荒坡種草、封育治理和引洪漫地等水土保持措施治理面積數(shù)據(jù)來源于《1985—2000年甘肅省水土保持統(tǒng)計資料匯編》《2001—2021年白銀市水土保持年報》。

2.2 研究方法

采用Excel 2010，統(tǒng)計原始數(shù)據(jù)、作圖，分析水土流失面積動態(tài)變化；應用SPSS 21.0對白銀市各縣(區(qū))水土保持措施面積進行方差分析；按照《水土保持綜合治理效益計算方法》(GB/T 15774—2008)和張富等[4]研究成果確定的蓄水保土指標及水保措施保存率，對白銀市主要水土保持措施的蓄水保土效益進行分析計算。

3 結(jié)果與分析

3.1 白銀市水土流失面積動態(tài)變化

對比分析白銀市2013、2020年水土流失面積，結(jié)果顯示：全市水土流失面積由14 520 km2減少為7 420.24 km2，減幅為48.90%；各侵蝕強度面積占全市土地總面積的比例也呈減少趨勢，其中輕度侵蝕面積減少最多，由46.64%減少至19.83%，其次是中度侵蝕面積，由10.79%減少至7.13%(見圖1)。

圖1 2013、2020年白銀市各侵蝕強度面積占土地總面積的比例

截至2020年底，白銀市會寧縣水土流失面積最大，為2 271.32 km2，土壤侵蝕以水力侵蝕為主，其中輕度侵蝕面積最大，為847.53 km2，其次為中度侵蝕面積，為500.48 km2，強烈、極強烈和劇烈侵蝕面積基本相同；景泰縣水土流失面積為2 247.27 km2，土壤侵蝕以風力侵蝕為主，其中輕度侵蝕面積顯著高于其他侵蝕強度；靖遠縣水土流失面積為1 945.12 km2，其中極強烈及劇烈侵蝕面積占比低；平川區(qū)水土流失面積為704.79 km2，以輕度和中度侵蝕為主；白銀區(qū)水土流失面積最小，為251.74 km2，以輕度侵蝕為主(見圖2)。

圖2 2020年白銀市各縣(區(qū))土壤侵蝕面積

3.2 白銀市水土流失治理面積動態(tài)變化

1985—2021年的36年間，白銀市累計水土流失治理面積呈逐年增長趨勢(見圖3)，從1985年的1 928 km2增至2021年的7 863.33 km2，增長率達307.85%，水土流失治理面積年均增加164.87 km2，年均增長率8.55%。其中，1985、1995、2003、2018、2021年水土流失治理面積增加量大，均達到300 km2以上；1993年水土流失治理面積最小，僅為56.6 km2。白銀市各縣(區(qū))累計水土流失治理面積差異顯著(見圖4)，其中會寧縣累計水土流失治理面積顯著高于其他4縣(區(qū))，并呈逐年上升趨勢。

圖3 1985—2021年白銀市水土流失治理面積動態(tài)變化

圖4 1985—2021年白銀市各縣(區(qū))累計水土流失治理面積動態(tài)變化

3.3 不同水土保持措施面積動態(tài)變化

水土保持措施通過增加地表植被覆蓋、減緩地表徑流、保水固土、改善土壤質(zhì)量和植被生長狀況等，減少水土資源流失，提高生態(tài)系統(tǒng)服務功能[5]。1985—2021年白銀市實施的水土保持措施面積呈逐年遞增趨勢，方差分析結(jié)果顯示：不同水土保持措施實施面積差異顯著，其中水保林、水平梯田和荒坡種草是水土流失治理主要措施，年均占比分別達到30.42%、24.99%、20.41%(見圖5)。

圖5 1985—2021年白銀市不同水土保持措施年均占比

1985—2021年白銀市不同水土保持措施累計面積動態(tài)變化見表1。由表1可知，在1985—2021年白銀市水保林實施面積呈階梯式增長，且顯著高于其他措施，由574.00 km2增長至2 797.49 km2，年均增長10.76%。其中，退耕還林主要實施期在2001—2009年，這項措施是從保護和改善西部生態(tài)環(huán)境出發(fā)，將易造成水土流失的坡耕地和易造成土地沙化的耕地，因地制宜地造林，恢復林地，截至2021年底白銀市退耕還林面積達354.50 km2。1985—2021年白銀市水平梯田面積呈逐年增長趨勢，由529.10 km2增長至 2062.83 km2，年均增長8.05%。水平梯田是白銀市治理水土流失的一項重要措施，解決了因退耕還林后人均耕地減少的問題，以及坡耕地水土流失導致的土地生產(chǎn)力下降的問題[1]，不僅有效防治了水土流失、減少入黃泥沙、改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，而且保持了土壤養(yǎng)分，使耕地提質(zhì)增效，增強糧食生產(chǎn)和保障能力[6]，為治理黃河和促進白銀市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，起到了很好的支撐和保障作用。1985—2021年白銀市荒坡種草面積由285.00 km2增長至1 599.80 km2，年均增長12.81%，其中退耕還草面積由49.90 km2增至411.70 km2，年均增長20.14%。封育治理是減少人為和牲畜的干擾、自然恢復植被的措施，其面積由77.40 km2增長至642.80 km2，年均增長20.29%。引洪漫地主要是在20世紀80年代實施的，其面積1985年為115.50 km2，1995年達到183.90 km2，后再未實施該項措施。其他措施主要包括溝壩地、條田、農(nóng)耕措施及其他類型林地等，其面積先增加后減少，不穩(wěn)定。

表1 1985—2021年白銀市不同水土保持措施累計面積動態(tài)變化 km2

3.4 白銀市主要水土保持措施蓄水保土效益分析

水土保持效益是水土流失防治的出發(fā)點和最終的落腳點，可在一定程度上反映水土保持措施對自然和人類生存環(huán)境帶來的有效結(jié)果[7]，其中蓄水保土是各項水土保持措施所發(fā)揮的最為重要的效益。通過計算分析，白銀市1985—2021年實施的水平梯田、水保林、荒坡種草和封禁治理等水土保持措施蓄水量分別為7.78、1.47、2.21、3.00億m3，累計蓄水約14.46億m3[見圖6(a)]；保土量分別為3.76、1.85、1.22、0.09億t，累計保土約為6.92億t[見圖6(b)]。這結(jié)果與李宗杰等[8]對甘肅省的研究結(jié)果一致。根據(jù)張富等[9]的研究結(jié)果，祖厲河流域2001—2013年輸沙量減少趨勢明顯。水保林和水平梯田在水土流失治理中發(fā)揮著重要作用，在未來水土保持高質(zhì)量發(fā)展中應繼續(xù)營造高質(zhì)量水保林，修建高標準梯田，改造老舊梯田。蓄水保土效益的取得主要原因是近年來在國家相關(guān)政策的大力支持下，白銀市實施了大量的水土保持措施，為當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境改善起了很重要的作用。

圖6 1985—2021年白銀市水土保持措施蓄水保土效益

4 結(jié) 論

(1)2013—2020年，白銀市水土流失面積顯著減少，減幅為48.90%，不同侵蝕強度面積也顯著減少。各縣(區(qū))水土流失面積表現(xiàn)為會寧縣>景泰縣>靖遠縣>平川區(qū)>白銀區(qū)。

(2)1985—2021年白銀市累計水土流失治理面積呈逐年增長趨勢，年均增長率達8.55%；各縣(區(qū))水土流失治理面積差異顯著，會寧縣累計水土流失治理面積顯著高于其他縣(區(qū))，并呈逐年增長趨勢。水保林、水平梯田和荒坡種草等水土保持措施是水土流失治理的主要措施，占比分別達到30.42%、24.99%、20.41%。

(3)白銀市1985—2021年實施的各項水土保持措施累計蓄水約14.46億m3，累計保土約為6.92億t。各項措施蓄水效益表現(xiàn)為水平梯田(7.78億m3)>封育治理(3.00億m3)>荒坡種草(2.21億m3)>水保林(1.47億m3)，保土效益表現(xiàn)為水平梯田(3.76億t)>水保林(1.85億t)>荒坡種草(1.22億t)>封育治理(0.09億t)。