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提 要: 土壤侵蝕具有顯著的區域分異性，研究土壤侵蝕分異特征對指導區域水土流失防治具有重要意義。文中以天山北坡阜康市為對象，通過綜合評判法、空間疊置及地統計等方法，分析土壤侵蝕及主要影響因子空間分異特征，開展水土保持區域布局，劃定重點防治范圍與對象。結果如下: ( 1) 土壤侵蝕及其影響因子空間分異明顯，自然因素是產生土壤侵蝕區域分異的先決條件，人為活動的差異進一步加劇了土壤侵蝕區域分異。( 2) 區域內土壤侵蝕強度以中度 － 輕度為主，北部沙漠區以中度風蝕為主，中部平原區為輕度風水復合侵蝕，南部山丘區以中度水蝕為主; 土壤侵蝕面積占土地總面積 75． 35% 。( 3) 劃分了北部沙漠防風固沙 － 生態維護區、中部平原農田防護 － 人居環境維護區、南部山地水源涵養 － 生態維護區 3 個水土保持分區; 確定了7片重點防治范圍、2448． 71km2 的重點防治面積。研究成果可為天山北坡水土流失防治提供技術支撐，為新疆區域水土保持生態環境建設提供科學依據。

關鍵詞: 土壤侵蝕; 區域分異特征; 水土保持布局; 重點防治范圍

建設美麗中國為"一帶一路"生態合作帶來良好契機，新疆作為" 一帶一路" 的核心區之一，具有重要的生態地位。天山北坡是新疆經濟、科技和社會發展的重心，是新疆最具發展潛力和前景的區域［1］，在 《全國水土保持規劃( 2015 － 2030 年) 》中，天山北坡屬"天山北坡人居環境農田防護區" 和" 天山北坡國家級水土流失重點預防區"［2］。特殊的地形地貌和干旱的氣候條件決定了天山北坡脆弱的生態環境，隨著區域經濟發展和自然資源的開發，區域生態環境狀況面臨嚴峻的考驗，水土資源環境的約束和保護成為制 約區域內經濟社會發展的主要因素之一。

土壤侵蝕受多種因素影響和制約，一部分為自然因素，如氣候、地形、土壤、植被等，另一部分為人類活動因素，如土地利用、水土保持措施等，在自然因素和人為活動的共同作用下，土壤侵蝕在空間分布上呈現區域分異性，研究探討土壤侵蝕的區域分異特征對指導區域水土流失防治具有重要意義。史志剛以安徽省為例，研究了平原型、丘陵型、山區型和風沙型等土壤侵蝕區的侵蝕特征，提出了各區域防治土壤侵蝕的措施［3］; 范昊明等根據東北地區土壤侵蝕分異特點，劃分了 9 個土壤侵蝕類型區，并提出各區水土保持治理模式的一般框架［4］; 楊偉等基于土壤侵蝕綜合指數對湖北省水土流失區域分異特征進行了研究，劃分 了 8 個分區［5］。國內學者相關研究一般多采用定性方法描述土壤侵蝕區域分異特征及侵蝕類型區劃 分［6 － 10］，在定量研究方面較薄弱，尤其在新疆自治區同類研究更少，有關天山北坡水土流失區域分異特征 及防治重點等問題還缺乏必要的研究。

如何通過定量與定性相結合的方法，分析水土流失區域分異特征，科學劃定水土流失重點預防與治理的范圍與對象，就成為新疆自治區水土保持工作中亟待解決的問題。文中以天山北坡阜康市土壤侵蝕及影響因子區域分異定量分析為基礎，通過開展水土保持區域布局，結合社會經濟發展及水土保持治理需 求，分析與劃定水土流失防治重點范圍與對象，以期為阜康市水土流失防治提供數據和技術支撐，也為新疆水土保持生態環境建設提供科學依據。

1 材料與研究方法

1． 1 研究區概況

阜康市位于新疆維吾爾自治區昌吉回族自治州境內，總面積 8528． 77km2，地處天山北麓東段、準噶爾 盆地南緣。地勢南高北低，地貌依次為博格達峰山地 － 山前沖積平原 － 古爾班通古特沙漠，海拔 450 － 5445m。屬中溫帶大陸性干旱氣候，多年平均氣溫 6． 7℃，多年平均降雨量 205mm，有水磨河、三工河、甘河子河等 7 條河流; 土壤類型以風沙土、灰漠土為主; 植物群落分布高寒冰原植被、濕潤山地森林植被和干旱沙漠植被，主要植物種類有高山早熟禾( Poa alpina L． ) 、斗篷草( Lady ＇s Mantle) 、云杉( Picea asperata Mast) 、落葉松( Larix gmelinii ( Ｒupr． ) Kuzen． ) 、梭梭( Haloxylon ammodendron ( C． A． Mey． ) Bunge) 、檉柳 ( Tamarix chinensis Lour． ) 等。區域內煤、石油、天然氣、石灰石礦產資源分布廣泛，儲量豐富，煤礦一般分布在海拔 800 － 1100m 區域，油氣田集中在北部。

1． 2 數據獲取與計算

1． 2． 1 基礎數據

GF － 1 遙感( 分辨率 2m、2016 年) 、DEM( 分辨率 30m) 、Landsat8( 分辨率 30m、2016 年) 、行政區劃圖 ( 2015 年) 、阜康諸小河流水資源利用及工程規劃( 2000 － 2030) 、昌吉州土壤、以及農林草等相關行業十三 五發展規劃。

1． 2． 2 土壤侵蝕及其影響因子分析

基于 DEM 提取海拔、起伏度、坡度等因子，劃分地貌類型［11］; 基于《昌吉州土壤》［12］獲取土壤類型及 分布; 構建阜康市土地利用現狀分類體系，一級類與土地利用現狀分類銜接( GB /T21010 － 2007) ，二、三級 類劃分重點從水土流失角度考慮，基于 GF － 1 人機交互解譯土地利用; 基于 Landsat8 提取歸一化植被指 數( NDVI) ，計算林草植被覆蓋度并分類分級［13］; 通過野外調查與測定，驗證提取的坡度、土地利用、林草 植被類型及覆蓋度等因子。 依據《土壤侵蝕分類分級標準》( SL190 － 2007) ［14］，通過土地利用、坡度、植被覆蓋等因子，分析水力 侵蝕強度; 根據地表形態、植被覆蓋等因子，判定風力侵蝕強度。

1． 2． 3 水土保持布局及防治重點

基于區域土壤侵蝕及其影響因子的定量特征，結合水土保持生態建設需求及區域實際，遵循" 自上而 下"與"自下而上"相結合原則，通過空間疊置與統計分析、定量與定性相結合的方法，開展阜康市水土保 持區域布局與防治重點劃定。

2 結果與分析

2． 1 土壤侵蝕影響因子空間分異性

2． 1． 1 地貌及坡度空間分異特征

阜康市地貌空間分異明顯，形成了南部山丘區、中部平原區、北部沙漠丘陵區的地貌景觀( 圖 1a) 。全 市以丘陵臺地為主，占 75． 56% ，集中于北部和中南部; 其次為山地，占 17． 55% ，分布在南部; 平原僅占 6． 89% ，集中在中部。區域內坡度以 ＜ 5°為主，其次為 5 ～ 8°，從空間分布上看，南部山丘區坡度以 8° ～ 35° 為主，且隨著海拔的升高，坡度也隨之升高; 中部平原區以 ＜ 5°為主，地勢平坦; 北部沙漠丘陵區以 ＜ 8°為 主( 圖 1b) 。

2． 1． 2 土壤與植被空間分異特征

阜康市土壤類型以風沙土為主，其次為灰漠土，從空間分布看，南部山區以棕鈣土和栗鈣土為主，中部平原區以灰漠土為主，北部沙漠區為風沙土( 圖 1d) 。全市林草植被占土地面積 83． 36% ，以 45 ～ 60% 的 中覆蓋為主，占 45． 24% ; 其次為 ＜ 30% 的低覆蓋，占 23． 04% ，30 ～ 45% 的中低覆蓋占 18． 18% 。植被地帶 性分異明顯，南部山區垂直地帶性特征突出，高山亞高山草甸與低山草原帶以低覆蓋度為主，中山森林帶 以高覆蓋為主( ＞ 75% ) ; 中部平原區是以中覆蓋為主的沖積扇草原、平原人工林和荒漠草原; 北部沙漠區 是以中覆蓋為主的荒漠草原，東北局部區域為流動和半固定沙丘區，以及受油氣田開采活動影響導致的中低覆蓋區( 圖 1c) 。

2． 1． 3 土地利用及人為活動空間分異特征

阜康市土地利用以草地為主，其次為耕地和林地，從空間分布看，耕地主要分布在中部 平原，林地則集中在南部山區( 圖 1e) 。各業用 地中，草地占比最大，占土地面積 77． 96% ，其 中又以沙漠草地為主，占草地面積 62． 83% ，綠洲草地和山地草地分別占 19． 03% 、18． 14% ; 耕地占 10． 8% ，糧食作物以小麥，玉米為主，經濟作物以向日葵，打瓜為主; 林地以天然林和農田防護林為主，占 4． 2% ; 居民點及工礦用地、交通運輸及水域用地分別占 2． 93% 、2． 95% ; 園地僅占 0． 03% 。 阜康市人為活動主要有農牧業生產、城鎮建設以及油氣、礦藏開采，從空間分布上看，主 要分布在中部平原區及低山丘陵區( 圖 1f) 。 北部沙漠區分布的油氣田，由于人為活動對局部地表植被造成干擾與破壞，加劇了風力侵蝕。中部平原是經濟文化集中區，也是人為活動最頻繁的區域，由于城鎮建設與開發力度大，農業生產種v> 植結構單一且中低產田占比大，農田防護林體系不完善，地下水過度開采及灌溉設施標準低等問題，加劇了土壤侵蝕，同時，此區域也是阜康市重要的春秋牧場，由于經營管理不善，草場退化明顯，加劇土壤侵蝕。 南部山區海拔 700 － 1200m 之間工礦分布相對集中，白楊河至西溝河之間超載放牧現象嚴重，土壤侵蝕嚴重; 海拔 1200 － 2800m 之間，西部為天池保護區域，植被覆蓋度高，東部山區為輔助牧場，放牧活動隨著海 拔升高，交通不便、地勢陡峻、熱量條件差等特定環境條件，放牧強度逐漸減低，植被覆蓋度也逐漸升高，對土壤侵蝕影響逐漸減低。整體來看，自然環境和資源的分布導致人為活動存在較強的空間異質性，進而影響土壤侵蝕空間上的分異。不合理的礦產開發、過度放牧等人為活動加劇了土壤侵蝕。

2． 2 土壤侵蝕空間分異特征

2016 年，阜康市土壤侵蝕以中度 － 輕度侵蝕為主，主要的土壤侵蝕類型為風力侵蝕，全市土壤侵蝕面積( 不含凍融侵蝕) 5987． 56km2，占 70． 20% 。風力侵蝕占土壤侵蝕面積 68． 34% ; 風水復合侵蝕占 18． 92% ; 水力侵蝕占 12． 74% ，見圖 2。

北部沙漠區主要以中度風蝕為主，強烈及以上風蝕集中分布在東北方向的流動沙丘、半固定沙丘及油 氣田區域，輕度風蝕分布在覆蓋度較高的固定沙丘; 中部平原區以輕度復合侵蝕為主，強烈及以上復合侵 蝕分布在山前沖積扇區域; 南部低山丘陵區以中度水蝕為主，強烈及以上水蝕集中分布在過度放牧和礦山 開采區域，輕度水蝕主要分布坡度陡、郁閉度和覆蓋度中等的中高山區林草地，見圖 3a。土壤侵蝕的空間 分異體現出明顯的南北遞變的地帶性，由北部沙漠區的風力侵蝕作用過渡到中部平原的風水復合侵蝕作 用，再到南部山區的水力侵蝕作用及凍融侵蝕作用，風、水、寒三者在年內隨季節有明顯的進退交替。此 外，南部山區，東部自甘河子河至黃山溝段土壤侵蝕強度高于西部水磨河至四工河段，這是由于人為活動 的差異導致的，西部為天山天池景區覆蓋區域，林草植被保護較好，水土保持措施體系完善，水土流失輕微，而東部多工礦分布且超載放牧問題突出，植被破壞和水土流失嚴重。不同位置的人為活動差異，進一 步加劇了由于自然因素所導致的土壤侵蝕空間分異。

2． 3 水土保持區域布局

基于土壤侵蝕及影響因子的區域分異特征，結合社會經濟發展及水土保持生態建設需求，阜康市劃分 為 3 個水土保持分區，即北部沙漠防風固沙 － 生態維護區、中部平原農田防護 － 人居環境維護區、南部山 地水源涵養 － 生態維護區( 圖 3b) 。

( 1) 北部沙漠防風固沙 － 生態維護區: 位于古爾班通古特沙漠南緣，4332． 21km2，占 50． 80% 。以丘 陵、臺地為主，土地利用為草地，東北角存在少量流動沙丘和半固定沙丘，油氣田分布較廣。水土保持主導基礎功能為防風固沙和生態維護，在保護好現有植被資源的基礎上，重點對油氣田周圍、流動和半固定沙丘處、沙漠公路和沙漠灌渠兩側、沙漠與平原綠洲交界處，開展防風固沙工程建設，遏制風沙活動，保護生 態環境。

( 2) 中部農田防護 － 人居環境維護區: 位于阜康市中部，2398． 22km2，占28． 12% ，涉及8 個鎮( 街道) 。 以平原、臺地為主，土地利用以耕地和草地為主。水土保持主導基礎功能為農田防護和人居環境維護，一 是加強對農田防護林網和節水灌溉建設，二是開展鹽堿地治理與維護，三是以重要湖庫型飲用水源地為核 心，開展生態清潔型小流域建設和生態城鎮建設，營造良好人居環境，防止水土資源破壞與環境污染。

( 3) 南部山地水源涵養 － 生態維護區: 位于天山東段( 博格達峰) 北麓，1798． 95km2，占 21． 08% ，涉及 3 個鎮( 街道) 。以山地丘陵為主，土地利用以草地、林地為主。水土保持主導基礎功能為水源涵養和生態維護，一是加強中低山區侵蝕溝道治理及防治山洪、泥石流災害，二是禁止過度放牧，強化草地保護與合理 利用，三是開展礦山治理及植被恢復，提高林草植被覆蓋，增強山地水源涵養及生態維護功能。

2． 4 重點防治范圍

重點防治范圍包括重點預防和重點治理，重點預防一般為植被相對較好，林草覆蓋度大; 現狀土壤侵蝕輕微，但潛在土壤侵蝕危險程度較高，對區域防洪安全、水資源安全和生態安全有重大影響的區域; 重點治理多為治理需求迫切，預期治理成效明顯，社會經濟活動強度較大，土壤侵蝕治理程度較低的區域。

2． 4． 1 劃分指標

分析阜康市土壤侵蝕及其影響因子區域分異特征，考慮水土保持生態建設需求，阜康市重點預防區域范圍宜圍繞水庫及水源保護區、重要生態保護區及沙漠油田重要項目區展開; 重點治理區域范圍與對象宜圍繞北部沙漠和綠洲平原過渡帶、南部山區和綠洲平原過渡帶、南部山區主要河流溝道、礦產集中分布及過牧區域展開。基于高分影像、調查成果及人為活動特征，定性與定量劃分指標。

( 1) 重點預防范圍劃分指標。 定性指標: 1) 飲用水源保護區，中大型水庫等重要水資源保護區; 2) 自然保護區、風景名勝、天然林保 護工程區等重要的生態保護區。 定量指標: 1) 以沙漠公路、灌溉渠道為中心，左右兩側擴展 1km，以油田作業區及油井為中心，向四周 擴展 1km，集中連片，且植被覆蓋度在 0． 4 及以上的區域; 2) 植被覆蓋度 0． 4 及以上的鹽堿化區域，水庫周 圍 0． 5km 范圍內的區域; 3) 海拔在 1600 － 2800m 之間，郁閉度或蓋度在 0． 7 以上的森林草原區域。

( 2) 重點治理范圍劃分指標。 定性指標: 1) 主要河流溝道; 2) 油田、礦產資源開發、過牧及人為擾動集中區。 定量指標: 1) 沿沙漠、平原交錯邊界向北擴 3km，向南擴 1km 的帶狀區域。2) 沿山丘區、平原交錯邊 界向南北兩側各擴 1km 的區域。3) 以南部山丘區 7 條河流為中心，左右兩側擴展 0． 5km，劃定的溝道治理區域。4) 以四工河至白楊河之間條帶分布、西溝河和黃山河周圍的工礦以及集中過牧區向外擴展 50m 的區域。

2． 4． 2 劃分成果

重點預防范圍涉及水磨溝鄉、三工河哈薩克族鄉、上戶溝哈薩克民族鄉等鄉鎮，集中在天山北坡森林草原區域、中部水庫及鹽堿化區域、北部沙漠灌渠及道路兩側區域，劃定了 3 個片區，預防面積 1617． 65km2。重點治理范圍涉及水磨溝鄉，甘河子鎮等鄉鎮，集中在平原與沙漠交錯區域，平原與山區交錯區域，礦產資源集中分布區域及河流溝道兩側，劃定了 4 個帶，治理面積 663． 41km2。見表 1、圖 3( c) 。

3 討論

土壤侵蝕區域分異特征是自然因素和人為因素區域差異的綜合反映。掌握區域土壤侵蝕分異特征對 水土流失防治工作有重要意義。文中選用天山北坡阜康市作為研究區，土壤侵蝕區域分異特征顯著，具有 一定的典型性與代表性。區域內由南到北地貌、坡度、土壤、植被等自然因素差異極大，是產生土壤區域分 異的先決條件，而人為活動的空間分布也影響了土壤侵蝕，不同區域人為活動的強弱導致了土壤侵蝕強度 的分異。這一結論與先前學者的研究成果一致［4，5］。 文中依據阜康市自然環境、土地利用、人為活動和土壤侵蝕特點，進行了水土保持區域布局，建立了具 有區域特色的重點防治范圍劃分體系，在前人研究的基礎上［15，16］，增加了油氣田、礦產資源開發、超載放 牧等特定指標，指標體系全面且相對簡單［17］，符合區域實際。 由于數據及資料限制，未能考慮風、降雨等動力侵蝕因子對土壤侵蝕的影響，且目前區域土壤侵蝕研 究中所采用的 CSLE 和 ＲWEQ 模型［13，18 － 21］，在新疆地區缺少相關因子的率定，故本文采用《土壤侵蝕分類 分級標準》判定土壤侵蝕強度等級，缺乏土壤侵蝕模數精準計算。針對風水復合侵蝕，國內相關研究主要 集中在風蝕與水蝕在總侵蝕量的貢獻比、以及兩者耦合效應對侵蝕量影響方面［22 － 25］，目前的研究仍然存 在一些不足［26］，文中僅對兩類侵蝕數據進行了疊加，缺乏對風水復合侵蝕疊加效應的探索，有待進一步深 化。

4 結論

( 1) 土壤侵蝕主要影響因子空間分異特征顯著。形成了南部山地丘陵( 斜坡、陡坡、急坡、急陡坡) 、中部綠洲平原( 平緩坡) 、北部沙漠丘陵( 平緩坡、中等坡) 的地貌景觀; 北部沙漠區為風沙土，以草地為主，分布中覆蓋的荒漠草原; 中部平原區以灰漠土為主，主要土地利用類型為草地和耕地，分布中覆蓋的沖積扇草原、平原人工林和荒漠草原; 南部山區有棕鈣土和栗鈣土，土地利用為草地和林地，分布在低覆蓋度的高山亞高山草甸和低山草原帶、高覆蓋的中山森林帶。林草覆蓋度較高的南部中高山區土壤侵蝕強度較低， 而人類活動相對集中的平原區，河流溝道兩側，低山丘陵區及沙漠油氣田土壤侵蝕強度較高。

( 2) 土壤侵蝕強度以中度 － 輕度為主，區域分異性明顯。自然因素是產生土壤侵蝕區域分異的先決條件，人為活動的差異進一步加劇了土壤侵蝕區域分異。土壤侵蝕面積( 不包含凍融侵蝕) 6026． 06km2， 占土地面積 75． 35% ，其中風蝕占土壤侵蝕面積 67． 90% ，風水復合侵蝕18． 80% ，水蝕 12． 66% ; 北部沙漠 區以中度風蝕為主，強烈及以上風蝕集中在東北角流動、半固定沙丘及油氣田附近，中部平原區以輕度復 合侵蝕為主，強烈及以上侵蝕分布在山前沖積扇區域，南部山丘區以中度水蝕為主，強烈及以上水蝕集中分布在過度放牧和礦山開采區域。

( 3) 提出水土保持區域布局，劃定 2018 － 2030 年的重點防治范圍?；谕寥狼治g及其影響因子區域分異特征，結合社會經濟發展和水土保持生態建設需求，將阜康市劃分為北部沙漠防風固沙 － 生態維護區、中部平原農田防護 － 人居環境維護區、南部山地水源涵養 － 生態維護區 3 個水土保持分區，確定了 3 片重點預防范圍、4 片重點治理范圍，總計 2448． 71km2 的重點防治面積。

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