余明勇,張海林,余向京
(1.湖北省水利水電科學(xué)研究院,430070,武漢;2.華中師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,430079,武漢)
湖北省溇水流域地形破碎,溝壑縱橫,土壤疏松,地表植被破壞嚴(yán)重,水土流失危害較大。流域內(nèi)土地資源利用不合理,生態(tài)環(huán)境脆弱,農(nóng)村生產(chǎn)、生活條件較差,水土流失成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大環(huán)境問(wèn)題,嚴(yán)重制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
盡管通過(guò)幾十年的奮斗,溇水流域水土保持取得了很大成效,在一定程度上改善了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,為人民的生產(chǎn)、生活創(chuàng)造了有利條件。但流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀決定了水土保持生態(tài)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及的因素多,需要的投資大,致使水土流失治理標(biāo)準(zhǔn)較低,水土流失治理的速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)前水土保持工作的要求。因此,必須按照新時(shí)期的治水思路,做好各方面的調(diào)查研究,提出切實(shí)可行的水土流失綜合防治方案,為流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和修復(fù),為地方經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件與良好環(huán)境。
溇水為澧水的最大支流,地跨鄂、湘兩省,發(fā)源于湖北省鶴峰縣下坪鎮(zhèn),中下游經(jīng)湖南省桑植縣,于慈利縣匯入澧水。溇水在湖北省境內(nèi)河長(zhǎng)140.3 km,流域面積 3 064 km2,涉及鶴峰縣、五峰縣的10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),流域總?cè)丝?3.46萬(wàn)人,其中農(nóng)業(yè)人口20.6萬(wàn)人。現(xiàn)有耕地面積25.54萬(wàn)畝(1.70萬(wàn)hm2),農(nóng)業(yè) 人均耕地 0.083 hm2,其 中人均基本農(nóng)田0.035 hm2,土地瘠薄,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平低下,糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn),經(jīng)濟(jì)落后,群眾生活貧困。
溇水流域?qū)賮啛釒Т箨懶约撅L(fēng)濕潤(rùn)氣候,雨熱同季,立體氣候顯著,年平均氣溫 15.5℃,為湖北省著名的暴雨中心地帶,多年平均年降雨量為1 768 mm。強(qiáng)度大而集中的暴雨為水土流失提供了侵蝕動(dòng)力。
溇水流域內(nèi)山地屬武陵山脈石門(mén)支脈境內(nèi)地表破碎,地表平均切割深784 m,平均地面坡度24.1°。由于境內(nèi)山高坡陡,溝壑縱橫,溝壑密度大,土石山區(qū)土壤抗蝕能力弱,再加上人口眾多,人均耕地少,陡坡開(kāi)荒種地和濫伐森林,降雨強(qiáng)度大,造成水土流失嚴(yán)重。
流域內(nèi)無(wú)規(guī)模經(jīng)濟(jì)作物,生產(chǎn)及耕作條件主要以人力為主,畜力為輔,機(jī)械化程度很低。糧食作物生產(chǎn)主要是自給自足,商品率較低,畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中占一定的比重。
據(jù)2006年湖北省第四次水土流失遙感普查統(tǒng)計(jì)分析,湖北省溇水流域現(xiàn)有水土流失面積816.9 hm2,占土地總面積的26.7%。其中輕度、中度、強(qiáng)烈、極強(qiáng)烈、劇烈流失面積分別占流失面積的 40.1%、38.7%、19.7%、1.5%、0.02%,見(jiàn)表1。平均土壤侵蝕模數(shù)為 2 523 t/(hm2·a), 年土壤侵蝕總量205.88萬(wàn)t。在地域分布上,流域西北部、北部高山區(qū)的水土流失面積占流失總面積的比例最大,為41.4%,而東南部低山(丘陵、河谷)區(qū)的水土流失程度最嚴(yán)重,其水土流失面積占該區(qū)土地總面積的31.6%。
溇水流域土壤侵蝕類(lèi)型以水力侵蝕為主,局部地區(qū)存在重力侵蝕。水力侵蝕的形式以面蝕為主,部分地區(qū)存在溝蝕。面蝕具有面積廣、強(qiáng)度大,潛在危害嚴(yán)重的特點(diǎn),尤以地層出露志留系砂質(zhì)頁(yè)巖地區(qū)最為嚴(yán)重。重力侵蝕表現(xiàn)在局部地段滑坡、崩山垮坎、泥石流,具有突發(fā)性、破壞性極大的特點(diǎn)。溇水流域水土流失分布廣泛,大量的水土流失主要發(fā)生在坡耕地、疏幼林、荒山荒坡等植被覆蓋率低的地方,25°以上的坡耕地和荒地水土流失最為嚴(yán)重。
(1)自然因素
①降雨強(qiáng)度大。溇水流域地處五峰暴雨區(qū),年降雨量最高達(dá)2 800 mm,集中在每年的5—9月,日降雨量達(dá)190 mm以上的降雨時(shí)有發(fā)生。強(qiáng)度大而集中的暴雨,易形成地表徑流和山洪,加之山高坡陡,常造成嚴(yán)重的地表土壤侵蝕,并引發(fā)滑坡、崩塌、泥石流。
②流域地形山高坡陡,切割深,地表破碎,溝壑眾多。流域內(nèi)15°以上的土地占總面積的81.7%,25°以上占49%。坡耕地坡度多在 15°到 35°之間,坡長(zhǎng)多大于50 m。一遇降雨極易產(chǎn)生水土流失。
③地表物質(zhì)抗蝕力弱。鄂西南土石山區(qū)巖石裸露,出露的地層中大部分為石灰?guī)r、頁(yè)巖、泥巖,巖石的抗風(fēng)化能力弱,使得巖石的風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈,巖體破碎,易于產(chǎn)生水土流失。
④地表植被覆蓋率下降。由于歷史原因,植被破壞嚴(yán)重,森林覆蓋率有所下降,降低了土壤的抗蝕能力?,F(xiàn)有的植被中人工林和次生林的比重較大,且地域之間分布不均。以人工林為主的地方,林草植被結(jié)構(gòu)不合理,杉木、馬尾松、華山松、樺樹(shù)純林多,結(jié)構(gòu)單一,樹(shù)木郁閉度低,對(duì)土壤保護(hù)效能欠佳。
(2)人為因素
①人口增長(zhǎng),毀林開(kāi)荒,土地過(guò)墾。由于人口增加,局部地區(qū)形成了人口超負(fù)荷現(xiàn)象,人地矛盾突出,不斷出現(xiàn)新的陡坡開(kāi)荒,造成坡耕地有增無(wú)減,造成了嚴(yán)重的水土流失和生態(tài)環(huán)境惡化。
②落后的耕作方式。受傳統(tǒng)習(xí)慣影響,該地區(qū)陡坡墾種的現(xiàn)象十分普遍,同時(shí)群眾還習(xí)慣順坡耕種,加劇了土壤侵蝕。據(jù)研究測(cè)定,順坡耕種的坡耕地土壤流失量比等高耕作的坡耕地大72%~97%。此外,雨耕同季是區(qū)內(nèi)水土流失的一個(gè)重要因素。
③能源短缺,導(dǎo)致濫伐森林,破壞植被。由于低效率的生活用爐灶大量消耗薪柴,造成了森林的大量破壞。據(jù)估計(jì),每戶(hù)每天大約需要30~40 kg的薪柴,每戶(hù)每年相當(dāng)于消耗約1 334 m2的一般次生林生物量。
④生產(chǎn)建設(shè)造成新的水土流失。近年,工礦、交通、水利、城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)等開(kāi)發(fā)建設(shè)工程施工逐年增加,且大多數(shù)施工項(xiàng)目在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)水土保持方案,不執(zhí)行“三同時(shí)”制度,施工中沒(méi)有及時(shí)采取有效的水土保持措施,造成了大量新的水土流失。
根據(jù)溇水流域的自然地理?xiàng)l件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和水土流失特點(diǎn),將湖北省溇水流域劃分為3個(gè)水土流失治理類(lèi)型區(qū):東南部低山丘陵頁(yè)巖中強(qiáng)度侵蝕區(qū),中部、西南部中高山石灰?guī)r輕度侵蝕區(qū),西北部、北部高山石灰?guī)r中度侵蝕區(qū)。分別對(duì)其采取針對(duì)性的防治措施。
(1)東南部低山丘陵頁(yè)巖中強(qiáng)度侵蝕區(qū)
該類(lèi)型區(qū)以重點(diǎn)治理為主。進(jìn)一步制定和落實(shí)各種優(yōu)惠政策,以小流域?yàn)閱卧?,加大治理資金投入,開(kāi)展水土保持科技推廣示范區(qū)建設(shè),加快治理進(jìn)度。
治理措施以小流域?yàn)閱卧獙?shí)行山水林田路綜合治理,以改造坡耕地為突破口修建基本農(nóng)田,配套建設(shè)坡面水系工程和生產(chǎn)道路,整治溝道,滿(mǎn)足區(qū)域內(nèi)糧食自給,促進(jìn)陡坡退耕、造林種草。對(duì)荒山荒坡、退耕坡地植樹(shù)造林、種草,退耕坡地重點(diǎn)規(guī)模發(fā)展經(jīng)濟(jì)林,發(fā)展多種經(jīng)濟(jì),提高農(nóng)民收入,提高植被覆蓋度。同時(shí)營(yíng)造水土保持風(fēng)景林,建設(shè)旅游觀(guān)光風(fēng)景區(qū)。
表1 湖北省溇水流域水土流失現(xiàn)狀
(2)中部、西南部中高山石灰?guī)r輕度侵蝕區(qū)
該類(lèi)型區(qū)以預(yù)防保護(hù)為主,防止亂砍濫伐,保護(hù)好自然植被,同時(shí)做好局部水土流失的治理工作。積極推廣先進(jìn)適用的植被預(yù)防保護(hù)、修復(fù)和建設(shè)科技成果,促進(jìn)天然植被資源的保護(hù)。同時(shí),建立預(yù)防、監(jiān)督、監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),加強(qiáng)該區(qū)中公路、工礦建設(shè)項(xiàng)目以及梯級(jí)水電站建設(shè)區(qū)的監(jiān)督管理,嚴(yán)格執(zhí)行水土保持方案審批、監(jiān)督管理、驗(yàn)收制度。
加強(qiáng)天然林資源保護(hù),對(duì)灌木林地、疏幼林地實(shí)施封山育林,保護(hù)現(xiàn)有植被,發(fā)揮自然生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能。治理措施以規(guī)?;ㄔO(shè)經(jīng)濟(jì)果木林為主,以基本農(nóng)田、水保林、草場(chǎng)建設(shè)為輔,逐步落實(shí)陡坡地退耕。
(3)西北部、北部高山石灰?guī)r中度侵蝕區(qū)
該類(lèi)型區(qū)以生態(tài)修復(fù)和綜合治理為主,恢復(fù)和保護(hù)好自然植被,同時(shí)加強(qiáng)水電開(kāi)發(fā)、工礦建設(shè)項(xiàng)目的監(jiān)督管理,并開(kāi)展水土保持科技推廣示范區(qū)建設(shè)。
對(duì)荒山荒坡、退耕坡地植樹(shù)造林、種草,提高植被覆蓋度。大規(guī)模實(shí)施草場(chǎng)建設(shè),發(fā)展草食畜牧養(yǎng)殖業(yè)。加強(qiáng)天然林資源保護(hù),對(duì)灌木林地、疏幼林地、稀疏草地實(shí)施封育治理,發(fā)展替代能源,發(fā)揮自然生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能。通過(guò)坡改梯,修建基本農(nóng)田,滿(mǎn)足區(qū)域內(nèi)糧食自給,逐步促進(jìn)陡坡退耕、造林種草。建設(shè)水利水保工程,坡面、溝道實(shí)施綜合治理。構(gòu)成以梯田—水保林—封山育林三道防線(xiàn)為主的綜合防護(hù)體系。
在對(duì)溇水流域土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)上,因地制宜地構(gòu)建立體型水土流失綜合防治體系,實(shí)行“山、水、林、田、路”綜合治理,治理與生態(tài)修復(fù)、預(yù)防保護(hù)、監(jiān)督管理相結(jié)合,協(xié)調(diào)發(fā)展。
湖北省溇水流域土地利用結(jié)構(gòu)不盡合理,土地資源利用率低,荒地、山地面積大,耕地比重小,陡坡耕地比較多,農(nóng)地占土地總面積的5.6%,其中坡耕地占農(nóng)地的57.1%,流域農(nóng)村經(jīng)濟(jì)仍然為以農(nóng)為主的傳統(tǒng)種植業(yè)模式。針對(duì)土地利用現(xiàn)狀中存在的問(wèn)題,對(duì)現(xiàn)有不合理的土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,科學(xué)合理規(guī)劃各業(yè)用地,在優(yōu)先保證人均基本農(nóng)田和經(jīng)果林的基礎(chǔ)上,加大坡耕地退耕還林還草的力度,并對(duì)疏幼林地、稀疏草地實(shí)施封育治理。
進(jìn)行土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整后,治理期末耕地面積將減少3 850 hm2,占土地總面積的比例由5.6%下降到4.3%;林地增加43 530 hm2,占土地總面積的比例由72.2%增至86.4%;草地增加80 hm2,占土地總面積的比例由1.42%增至1.46%;其他用地減少397.6 hm2,占土地總面積的比例由20.8%下降至7.9%,土地利用率提高到96.7%。
項(xiàng)目區(qū)水熱條件較好,有利于植被生長(zhǎng)繁衍。在實(shí)施人工治理的同時(shí),可采取封禁的方法,并輔以農(nóng)村替代能源、舍飼養(yǎng)畜建設(shè)等相關(guān)措施,發(fā)揮氣候條件優(yōu)勢(shì)和生態(tài)的自我修復(fù)能力,加快植被恢復(fù)進(jìn)程。
生態(tài)修復(fù)的對(duì)象主要為水土流失為中輕度、林草郁閉度不高、具有一定數(shù)量母樹(shù)或根蘗更新能力較強(qiáng)、植被自然恢復(fù)能力強(qiáng)的殘林、疏林地(含灌木林地)和幼林地、疏草地,對(duì)于林地可采用全年封禁、季節(jié)封禁、輪封輪放相結(jié)合的方式進(jìn)行。通過(guò)成立封山育林、封坡育草管理組織,落實(shí)管護(hù)人員,制定村規(guī)民約,明確封育治理的范圍,禁止人為毀林、毀草、陡坡墾荒、盲目割灌、放牧等活動(dòng),以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有自然植被的自我修復(fù)。依靠現(xiàn)代科技,大力發(fā)展沼氣池、節(jié)柴灶等替代能源,大力推廣太陽(yáng)能等新能源,協(xié)助解決群眾燃料困難,促進(jìn)鄉(xiāng)規(guī)民約的順利實(shí)施。
健全完善水土保持預(yù)防監(jiān)督體系,加強(qiáng)縣、鄉(xiāng)、村三級(jí)預(yù)防保護(hù),落實(shí)管護(hù)責(zé)任。制定和完善地方性配套規(guī)章制度和規(guī)范性文件,制定鄉(xiāng)規(guī)民約,促進(jìn)監(jiān)督執(zhí)法工作制度化、規(guī)范化。充分利用各種媒體,加強(qiáng)水土保持法律法規(guī)的宣傳,增強(qiáng)人民群眾自覺(jué)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí),強(qiáng)化法制觀(guān)念。劃定并由政府公告發(fā)布縣級(jí)水土流失重點(diǎn)防治區(qū)和“兩范圍”,即重點(diǎn)預(yù)防區(qū)、重點(diǎn)治理區(qū),以及禁止開(kāi)墾陡坡地、崩塌滑坡危險(xiǎn)區(qū)和泥石流易發(fā)區(qū)。對(duì)殘林、疏幼林和稀疏草地全面實(shí)行封禁治理,做好封禁后撫育管護(hù)工作。
充分發(fā)揮水保行政職能,依法加強(qiáng)預(yù)防監(jiān)督,嚴(yán)格控制生產(chǎn)開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)占用基本農(nóng)田和造成人為水土流失,對(duì)于已經(jīng)治理的成果要加強(qiáng)管護(hù),嚴(yán)禁出現(xiàn)“一邊建設(shè),一邊破壞”和“一方治理,多方破壞”的局面。
①坡耕地治理。坡耕地治理以退耕還林還草為重點(diǎn),實(shí)施坡改梯、保土耕作,建設(shè)基本農(nóng)田為耕地改造的主要內(nèi)容。
②荒地治理。對(duì)“四荒”(荒山、荒坡、荒丘、荒灘)進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)整地(如挖大窩、抽槽換土等),種植水土保持用材林、薪炭林以及防護(hù)林、經(jīng)果林和四旁綠化林。通過(guò)荒地植樹(shù)造林種草,既提高植被覆蓋率,保持水土,防治侵蝕,改善生態(tài)環(huán)境,又解決群眾的燃料、飼料、肥料、材料并增加經(jīng)濟(jì)收入。
③溝壑治理。根據(jù)“坡溝兼治”的原則,溝壑治理工程應(yīng)攔、蓄、截、灌、排兼施,形成完整系統(tǒng)的溝壑治理工程,并配套相應(yīng)的植物措施,以工程護(hù)植物,以植物保工程。
④坡面配套水系工程。因地制宜,因害設(shè)防,在坡面適量的系統(tǒng)修建沉沙池(凼)、蓄水池、水窖和排灌水渠,并與植物措施相配套,形成綜合防護(hù)體系。
根據(jù)全國(guó)和湖北省水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及監(jiān)測(cè)工作需要,結(jié)合湖北省重點(diǎn)防治區(qū)分布情況,溇水流域鶴峰縣、五峰縣境內(nèi)僅需建立相關(guān)水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn),不需建立水土保持監(jiān)測(cè)站。在利用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、水文站、水土保持試驗(yàn)(推廣)站(所)等的基礎(chǔ)上,新建部分水土保持監(jiān)測(cè)點(diǎn),以進(jìn)一步健全溇水流域安全完善的水土保持監(jiān)測(cè)站網(wǎng)與高效運(yùn)行的信息網(wǎng)絡(luò)體系。在湖北省溇水流域水土流失重點(diǎn)防護(hù)區(qū)、重點(diǎn)治理區(qū)建立25個(gè)水土保持常規(guī)定位監(jiān)測(cè)點(diǎn);在大中型開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)以及崩塌、滑坡、泥石流頻繁發(fā)生而且危害較大、有代表性的地區(qū),建立12個(gè)水土保持臨時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
溇水流域水土流失綜合防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需分期實(shí)施。建議對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生態(tài)系統(tǒng)有重大影響的江河中上游地區(qū)、重要水源區(qū)、重點(diǎn)水土流失區(qū)及“老、少、邊、窮”區(qū)給予優(yōu)先安排。
水土保持生態(tài)建設(shè)建管體制和運(yùn)行機(jī)制改革,是今后實(shí)施生態(tài)建設(shè)管理的重要研究?jī)?nèi)容。根據(jù)水土保持工程主要由廣大群眾為主進(jìn)行建設(shè)的實(shí)際情況,需要按照基本建設(shè)的要求,建立適合溇水流域水土保持生態(tài)建設(shè)實(shí)際的管理體制和運(yùn)行機(jī)制。
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