水土保持监测是一项重要基础性工作:①开展水土保持工作的重要基础和手段。通过水土保持监测,可以准确掌握水土流失预防和治理情况,分析和评价水土保持效果,为水土流失防治总体部署、规划布局、防治措施科学配置等提供科学依据;可以掌握生产建设项目造成水土流失情况、防治成效,为各级水行政主管部门有针对性地开展监督检查、案件查处等提供重要依据;可以积累长期的监测数据和成果,为水土保持科学研究、标准规范制定等提供可靠数据资料。②国家生态保护与建设的重要基础。通过水土保持监测,可以及时、准确掌握全国生态环境现状、变化和动态趋势,分析和评价重大生态工程成效,为国家制定生态建设宏观战略、调整总体部署、实施重大工程提供重要依据。③国家保护水土资源促进可持续发展的重要基础。通过水土保持监测,可以不断掌握水土资源状况、消长变化,为国家制定经济社会发展规划、调整经济发展格局与产业布局、保障经济社会的可持续发展提供重要技术支撑。④社会公众了解、参与水土保持的重要基础。通过水土保持监测,可以使公众及时了解水土流失、水土保持对生活环境的影响,满足社会和公众的知情权、参与权和监督权,促进全社会水土保持意识的提高。
监测内容包括水土流失影响因素、水土流失状况、水土流失危害、水土保持措施及效益等4个方面。水土流失影响因素是发生水土流失的动力和环境条件,包括自然因素和人为活动因素两类。自然因素包括气候(降水、风)、地质地貌、土壤与地面物质组成、植被(类型与覆盖度)、水文(径流、泥沙)等,人为活动因素有土地利用方式、开发建设活动、经济社会发展水平等。水土流失状况是水土流失类型、方式、分布区域、面积规模、强度大小,以及水土流失发生、运移堆积的数量(流失量)和趋势。水土流失危害涉及人类生存及环境多方面,监测的主要方面有水土资源破坏与污染、泥沙(风沙、滑坡等)淤积危害、洪水(风沙)危害、植被与生态环境变化以及社会经济危害等。水土保持措施监测主要包括实施治理措施的类型、名称、规模、区域分布及保存数量和质量等级等;防治效益包括水土保持基础效益及其在此基础上产生的生态效益、经济效益和社会效益。
主要有:①地面观测。通过实地对水土流失及其防治措施效益实施量测,如设置坡面径流观测场、小流域控制站、风蚀观测场、泥石流滑坡监测点及其他样地等进行水土流失定位观测。研究水土流失的发生、发育过程与规律,研究各种水土保持措施蓄水保土效益产生规律。②遥感监测。应用卫星和航空遥感、遥测技术对水土流失影响因素进行大面积、高频次地监测,结合水土流失规律,分析区域水土流失及其治理情况的动态变化。③调查。通过对影响水土流失相关因素进行调查,如社会经济情况、气象水文、土地利用结构调整等,分析水土流失分布、面积及水土保持治理效益。通常,在区域水土保持监测时,如普查、动态监测的过程中,总是按照不同尺度综合性地运用多种方法,实施全面监测和分析研究,以期查清水土流失及其预防和治理情况,为区域水土流失防治及其政策制定提供基础数据。
中国水土保持监测大致经历了4个阶段。①第一阶段(20世纪20~40年代)。1922~1927年,在山西沁源、宁武和山东青岛建立了首批径流小区,观测森林植被对水土流失的影响。之后,在重庆北碚、四川内江、福建长汀河田、甘肃天水、陕西长安荆峪沟、甘肃兰州等地设置径流小区,观测坡度、坡长和耕作管理对水土流失的影响。有的农林科研单位还设置了水土保持站,对水土流失规律、水土保持措施及其效益进行试验研究。1943年、1945年先后在黄河上游和西南一些省份进行了水土保持考察调查。该阶段以零星的径流小区、水土保持实验区定位观测和局部区域水土保持考察调查为主,水土保持监测缺乏系统规划。②第二阶段(50~70年代)。1951~1952年黄河水利委员会在甘肃西峰和陕西绥德建立了水土保持科学试验站,与早期建设的天水站一起成为水土保持科学研究“三大支柱站”。在此期间,陕西、山西、甘肃、宁夏、青海、四川、云南、广东等省(自治区)也建立了一批试验站,开始开展坡面水土流失规律观测和小流域径流、泥沙观测研究。同时,为开展全国水土保持工作,50年代,采用人工调查的办法,开展了第1次全国范围大规模的水土流失普查工作,初步查清了水蚀的面积、强度及分布,据此确定了黄河中游、长江中上游等为重点治理区,指导了中国初期的水土保持工作。50~60年代由黄河水利委员会、中国科学院组织开展了多次大规模水土保持综合科学考察和调查。基于这些普查和调查成果,提出了全国土壤侵蚀类型、形式、强度及区划的基本理论和方法,开展了全国水土流失类型区划与水土保持区划,为指导开展水土保持工作奠定初步基础。该阶段基本掌握了全国土壤侵蚀状况,但仍以观测实验和综合调查为主,且绝大多数为地面观测和调查。③第三阶段(80~90年代)。1982年《中华人民共和国水土保持工作条例》由国务院批准发布、1991年6月《中华人民共和国水土保持法》颁布实施、1993年《中华人民共和国水土保持法实施条例》发布实施。这些法律法规明确了水土保持监测机构及其主要任务。为适应水土保持事业发展的需要,长江、黄河等流域先后设立水土保持研究所;从1988年开始,中国科学院组建中国生态系统研究网络。此外,还建立了宁夏中卫风沙试验站、云南泥石流监测站、长江上游滑坡监测站及中游崩岗监测站等。水土保持试验观测全面发展。水利部分别于1985年和1999年组织开展了两期全国土壤侵蚀普查,分别利用陆地资源卫星多光谱扫描仪(multi spectral scanner; MSS)和专题制图仪(thematic mapper; TM)遥感影像为主要信息源,对水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀开展了全面调查,查清了全国水土流失现状,划分出水力侵蚀和风力侵蚀交错区。基于地理信息系统(geographic information system; GIS)和数据库的水土保持管理信息系统开始出现,并将GIS软件应用到水土保持制图工作中。该阶段在建立一批水土保持试验站的基础上,系统开展了水土流失定位观测,较好地掌握了水土流失发生发展规律,但仍缺乏覆盖全国的水土保持监测网络和地面观测;开始探索利用计算机、遥感(remote sensing; RS)、GIS、数据库等技术开展全国性土壤侵蚀遥感普查等水土保持监测工作,但仍以中、低分辨率的卫星遥感数据和人工目视解译方法为主,缺乏全国性水土保持管理信息系统。④第四阶段(21世纪以来)。2011年3月,修订后的《中华人民共和国水土保持法》进一步明确了水土保持监测工作的重要地位和作用,水土保持监测工作步入快速发展阶段,主要体现在:一是全国水土保持监测网络基本建成,全国水土流失动态监测与公告工作步入常态。全国建成了1个中央级水土保持监测中心、7大流域管理机构水土保持监测中心站、31个省级水土保持监测总站、236个水土保持监测分站和796个水土保持监测点,初步形成覆盖全国的水土保持监测网络。2007年开始的全国水土流失动态监测与公告项目,采用遥感监测与地面观测相结合的方法,对国家级重点治理区和重点预防区的水土流失动态情况进行监测,并每年公告监测结果,较好地掌握了全国重点防治区的水土流失状况及其动态变化。二是水土保持监测技术标准与规范陆续出台,水土保持监测新技术、新方法、新设备不断涌现,从技术上推进了监测工作快速发展。2002年,水利部发布了《水土保持监测技术规程》(SL 277—2002),标志着水土保持监测工作正式步入规范化时代。在监测点和小流域定位观测方面,降雨、径流指标的观测实现了自动化,开始出现泥沙自动观测仪器设备,观测数据也可以通过微波、通用分组无线业务(general packet radio service; GPRS)等实现远程自动传输;在流域和区域监测方面,完成了由传统的人工地面调查向遥感监测方法的转变,且遥感数据的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率越来越高,遥感监测方法也由人工目视解译逐步转变为自动(半自动)遥感分类方法。三是生产建设项目水土保持监测工作得到推进。2002年,水利部发布《水土保持监测技术规程》,对生产建设项目水土保持监测的原则、内容、时限等做了原则性规定;同年,水利部颁布实施《开发建设项目水土保持设施竣工验收办法》,规定了生产建设项目水土保持监测报告制度。此后,水利部批复的大中型生产建设项目陆续开展水土保持监测工作。2009年,水利部发布了《关于规范生产建设项目水土保持监测工作的意见》,对生产建设项目水土保持监测的目的、分类、内容和重点、方式和手段、频率、报告、成果公告、管理等方面进行了规定,生产建设项目水土保持监测开始走上正轨。2015年6月,水利部办公厅印发《生产建设项目水土保持监测规程(试行)》,生产建设项目水土保持监测工作逐渐步入规范化和常态化阶段。四是全国水土保持监测管理系统得到应用。全国水土保持监测管理信息系统由动态监测、项目管理、预防监督、辅助规划决策、信息发布等5大子系统组成,主要功能包括数据在线上报与审核、空间数据在线编辑和格式转换、数据增量管理、多媒体数据管理、数据查询及报表生成、专题图制作等。系统为有关行业部门和社会公众及时提供水土流失信息,水土保持监测工作逐步迈入信息化阶段。