黄土高原大规模绿化与水土保持及黄河泥沙关系（2020）

　　自2000年以来，随着退耕还林还草及相关水土保持措施的实施，中国黄土高原地区生态环境发生了深刻变化，植被状况达到大规模以及大幅度好转，成为近年来全球为数不多的植被覆盖明显改善的区域之一，引起国际社会的高度重视。与此同时，随着植被覆盖的明显增加，黄土高原水土流失状况明显改善，黄河泥沙也随之大幅度减少。本案例紧密围绕SDG 15.3 土地退化零增长目标，以中国黄土高原为对象，利用遥感大数据，以植被覆盖度（Fraction of Vegetation Cover, FVC）数据产品为基础，通过计算不同时期土壤侵蚀控制指数（Soil Erosion Control Index, SECI）获取植被变化所产生的水土保持功效，开展近20年来黄土高原大规模绿化对水土保持的作用及贡献评估，为未来区域土地退化评价以及水土保持监测探索新途径和新方法。

2. 所用数据

① FVC数据产品，欧洲航天局全球土地服务平台；时间范围：2000~2019年；分辨率：1 000 m

② 黄河泥沙公报，黄河水利委员会

③ 水资源公报，黄河水利委员会　

3.方法与介绍

      以2000~2019年黄土高原FVC动态数据为基础，计算土壤侵蚀控制指数以反映水土保持措施对潜在土壤侵蚀量的控制能力（假如治理措施仅为植被措施时，也可以理解为植被的水土保持作用和效果），结合通用水土流失方程研究植被覆盖变化对水土保持的影响，从而得出黄土高原近年来大规模植被恢复（包括退耕还林、禁牧、植树造林等活动）水土保持功效及其对防治土壤侵蚀的贡献。

4. 结果与分析

　　近20年来黄土高原地区植被覆盖大幅度增加（图1），植被覆盖全区平均增幅高达17.06%。进一步研究表明，不同地区及典型流域植被覆盖增幅有所差异，其中黄土高原陕西部分增幅为16.06%，延安市增幅为21.58%，延河甘谷驿以上增幅为23.89%，陕北大理河增幅为27.10%。

　　　图1. 黄土高原近20年来植被覆盖动态（全区）

　　黄土高原近20年来植被土壤侵蚀控制指数增量如图2所示。从中可以看出，其土壤侵蚀控制指数（水土保持功效）与植被覆盖对应，黄土高原全区平均增幅22.00%，陕西黄河流域平均17.10%，陕北大理河29.90%，延安市12.30%，延河上游（甘谷驿以上）18.10%。

　　　　图2. 黄土高原近20年来植被水土保持功效增量

5. 讨论与展望

　　  案例构建了基于地球大数据的土壤侵蚀控制指数，实现了植被变化对水土保持贡献的定量评估。结果表明，近20年来黄土高原植被覆盖状况大幅度改善，黄土高原水土保持成效显著，但上述功效因地区不同增幅不一。

　　 自20世纪末以来，黄土高原水土流失治理工程持续处于高强度、大规模实施阶段。河口-龙门区间年输沙量在这一时段属于人为减沙持续显著响应时期，年输沙量长期处于低位。自2000年以来，黄河潼关水文站年输沙量在3.00×10⁸ t以下。这也从末端充分说明近年来黄土高原水土保持成效以及黄土高原大规模植被恢复所发挥的水土保持功效。