南方山丘区坡改梯工程的水土保持与作物增值效益评估与优化——以湖北省丹江口市为例

摘要

[目的]评估和优化南方山丘区小流域尺度上坡改梯工程的水土保持效益与作物增值经济效益，分析二者之间的权衡关系，为该区坡改梯工程的空间优化布局提供科学指导。[方法]基于遥感和空间分析技术，识别丹江口市梯田的空间分布并划定小流域。结合中国土壤流失方程(CSLE)模型和实地调查，评估坡改梯工程中水土保持效益与作物产值提升之间的权衡关系，采用线性优化方法搜索多情景下坡改梯工程的最优空间布局。[结果]丹江口市的梯田和坡耕地主要分布在中部以及北部的流域内，这些区域具备更高的水土保持效益及作物增值经济效益总量。对各小流域的空间优化分析的结果显示，在水土保持效益优先情景下坡改梯工程主要分布于西南部流域；而在作物增值效益优先情景下，坡改梯工程则更集中于中部流域。多情景的线性优化结果表明：水土保持效益优先与作物增值效益优先间存在显著权衡关系。各情景中最大的水土保持效益为：减少侵蚀量约3.21×10～6 t,此时作物增值经济效益约为1.78×10～8元；最大的作物增值经济效益约为1.87×10～8元时，水土保持效益仅为约3.01×10～6 t。非劣解可以反映二者的权衡关系。[结论]通过线性优化方法合理配置流域内的坡改梯面积，能够显著提升水土保持效益和作物增值经济效益并缓解两者的权衡，为管理部门提供了一系列非劣解的空间优化方案。

关键词

梯田 / 水土保持效益 / 线性优化 / 小流域 / 丹江口市

基金资助

湖北省水利重点科研项目“丹江口市水土保持率目标实现路径研究”(HBSLKY202306)