建立水土保持科技示范基地的构想与预估效果

2010-08-15赵剑锋

山东水利 2010年10期

赵剑锋，张卫，王辉

（莱芜市水土保持办公室，山东莱芜 271100）

1 区域概况

1.1 自然地理

拟建的山东省水土保持科技示范基地位于莱芜市北部山区、大汶河支流嬴汶河中上游，隶属于莱城区口镇，总面积110.27hm2。西距济南市区40km、南距莱芜市区18.4km，距新济青高速公路5km、S242省道4.5km，交通十分便利，有利于发挥示范基地的社会宣传和示范推广作用。

该区属暖温带湿润半湿润大陆性季风气候，多年平均气温11.2℃，≥10℃的积温4265.9℃，年均日照时数2485.3h，无霜期183天。多年平均降水量760mm。以山地丘陵地貌为主，海拔高程在200～800m之间，地面组成物质以变质岩类的片麻岩为主，由此母质发育形成的土壤以山地棕壤为主，地处山东省土壤侵蚀较为严重的鲁中南中低山丘陵区。

1.2 社会经济

拟建示范区所在的莱芜市，位于鲁中山区，泰山东麓，属黄河流域大汶河水系，全市辖莱城、钢城两区，20个乡（镇、街道办事处)，1071个行政村，总人口 124.38万人，其中农业人口74.92万。总土地面积2246.21km2，其中山区丘陵面积83.4%，地貌特征属八山一水一分田的中低山丘陵区，境内沟壑纵横，水土流失严重。据普查资料：全市水土流失面积1761km2，占土地总面积的78%，侵蚀模数约 4500t/km2·a，是山东省乃至北方土石山区水土流失最严重的地区之一，具有一定的典型代表性。

1.3 植被

示范区内原始森林植被已绝迹，现有森林植被主要是20世纪50年代末、60年代初人工造林，主要树种为赤松、刺槐、杨树及示范园建设时引进的北方主要树种等，分布在山体中上部；灌木主要有黄荆、酸枣等；经济树木主要树种有板栗、山楂、核桃、花椒等；主要自然优势草种有黄草、菅草、白背草、刺猬皮草等。森林覆盖率78.04%，植被覆盖率83.61%。

2 建设理念及功能布局

2.1 建设理念

以全面贯彻落实科学发展观为指导，以水土资源的可持续利用和生态环境的可持续维护为目标，坚持科技为先导、示范推广为目的，研究探索加快适应全省地域特点的水土保持生态建设发展之路；遵循密切结合当地的自然环境与社会经济特征，立足水土保持科技示范园建设目标和规范要求，以水土保持科学试验和技术措施配置为核心，与水保生态和园林景观建设相结合，全面统筹、因地制宜、科学配置、注重实际，突出地域代表性、区域特色性、技术先进性和功能高效性的指导思想。

2.2 主体功能区划

1）科学试验与示范功能区。气象因子监测、坡地水土流失监测、土壤水文生态监测等。

2）技术示范与推广功能区。坡面植物工程示范、沟谷整治示范、高效特色产业示范等。

3）科普宣传与教育功能区。科教培训、模拟示范、水土保持植物示范等。

4）生态休闲与观光功能区。休闲游憩等。

3 建设构想

3.1 气象因子监测区

在山顶较平坦区域，设置自动气象站、自动雨量计、蒸发皿、曲管（直管）地温表、温湿度表等仪器，对示范区内基本气象要素如：风速、风向、大气温湿度、太阳辐射、降雨、蒸发、土壤温度、土壤水分等实施动态观测，为区域水土流失预测预报提供基础气象要素。

3.2 坡地水土流失监测区

根据区域特点，径流小区建设重点研究坡度、坡长、植物配置三个因子对水土流失影响的机理。结合地形，建设 5°、10°、15°、25°、30°五个自然坡度的径流小区，每个坡度5个重复，共设计25个径流小区。其中5°～15°径流小区的规划措施配置，主要考虑种植农作物和栽植经济林对水土流失的影响，15°～30°径流小区的规划措施，主要考虑生态林草措施、坡面工程和不同坡长对水土流失的影响；另外设置标准径流小区2处。

控制站布设，首先选择水、沙的变化信息能代表鲁中南中低山丘陵区特征的典型地段进行布设，具有代表性；其次控制站与径流小区相结合，互相兼容、资源共享。

3.3 土壤水文生态监测区

研究土壤水文物理特征（土壤粒径与质地结构、土壤容重与孔隙结构、土壤贮水与渗透能力、土壤水分动态）、生物化学特征（土壤微生物、土壤有机质、土壤营养元素）等，探索不同水土保持措施对土壤水文生态与生物化学功能的改善作用。

3.4 坡面植物工程示范区

开展以坡面植物工程配置为核心的水土流失综合防治技术示范。具体分为降雨集蓄利用工程、植被重建工程、植被封育恢复工程3类坡面治理技术措施。

3.5 高效特色产业示范区

在坡面立地条件较好的区域，建设以经济效益为目的、以特色植物开发为基础、以水土资源高效利用为核心的高效特色产业园。主要建设核桃、板栗或药用植物园，并采用以坡面蓄水池和水库为水源的雨水高效利用技术，设置节水灌溉设施和风力扬水设施。

3.6 沟谷综合整治示范区

在集水单元的汇水沟头，选择地质条件好、工程量小、拦蓄径流泥沙多、工程材料比较充足的地方，修筑谷坊群，防止沟床冲刷。该园集中体现汇水沟谷的综合整治。

3.7 科教培训区

以室内教学培训为主，建设水土保持科教综合大楼，楼中设多功能阶梯教室，提供科教培训服务。科教大楼第一层为多媒体展示厅、接待室、室内展示厅和实验室；第二层为参观、培训、学习的休息室；第三层为资料室、会议室和办公室。

3.8 模拟示范区

该区是在人工干预条件下开展直观观测和研究的，给参观学习者以亲身直观的感受。规划设置处理小区4个，人工降雨设备1套，水培箱6套。

3.9 水土保持植物区

以汇集与展示北方地区优良的水土保持植物种类为目的，增加科技示范基地科技含量，集示范、教育、游憩、开发、观赏于一体。首先按照植物生长习性分为乔木、灌木、藤本、草本4种植物类型，因地制宜地按块状分区布设；然后依据植物主要（或特色）功能和开发利用价值，将4种植物类型进一步划分为生态性、观赏性、特用经济性3种植物种类汇集配置，并以标识牌标注出每种植物（科、属及种）的名称、产地与分布、形态特征与识别要点、生态习性与水保功能、经济特色与开发价值等。展示丰富多彩的水土保持植物种类及其多样性功能，给予参观、学习者直观的感受，提高爱护与保护植物的意识。

3.10 休闲游憩区

1）水生植物区，对于浅水区及滨水湿地，适当种植芦苇、蒲草、水生鸢尾、千屈菜、荷花、薄荷等植物，以增强四季景观效果，同时增添自然氛围。

2）缀花草地（沐阳坡）区，选择地势低缓的滨水地段，采用疏林草地的形式，利用当地的耐践踏、耐瘠薄的结缕草作草坪，其上点缀蒲公英、紫花地丁、紫菀、野菊等野生花卉，人们或坐或躺其上，或跑或立，开阔的视野，清新的空气，是人们野餐、日光浴、负离子浴的极佳选择。

3）采摘游乐区，利用库区周边水土条件良好的坡地，种植一定规模的果树，设置观赏采摘园，观花与采摘兼备，果树品种的选择应充分与旅游季节相结合，既有一定的新、特、奇、优等特点，同时亦要考虑管理问题，可选择种类如桃树、梨树、杏树、柿树、樱桃、葡萄、李子等。

4 预估效果

4.1 生态效果

1）示范基地建设实施后，区域内水土流失程度将明显降低，植物群落结构得以优化，利用环境和改造环境的能力明显增强，林草覆盖度提高，生物多样性增加，区内小气候得到改良，提高了基地的环境容量。

2）通过各项水土保持措施的合理配置，示范基地将基本建成比较完善的水土保持综合防护体系，蓄水保土能力增强，缓洪减沙效果明显，大大减轻自然灾害的影响。

3）通过水土保持治理技术的推广，示范基地土壤理化性质得到改良，土壤肥力明显增加，土地利用率得到提高，土地利用结构更趋合理，土地的产出率明显增加。

4）通过对基地的绿化和景观化，将大大改善区内的环境风貌。各色景观相结合，置身其中，体会步移物换，鸟语花香，清新绿爽、悠闲宁静的田园气息。同时，突出基地自然、优美、宁静、和谐的物质表象和尊重自然、保护自然、天人合一的精神内涵。

4.2 社会效果

示范基地建成后，将成为山东省水土保持科学研究、水土保持示范教学和水土保持新技术推广中心，成为集科研、试验、教学和推广四位一体、科技含量高、长期的水土保持科研试验基地的示范样板，对我国北方土石山区都将带来巨大的社会效益。主要体现在以下几个方面：

1）示范基地的水土保持科学研究将进一步推动我国北方土石山区侵蚀区的水土保持知识更新和技术更新，促进我国水土保持现代化。

2）通过对各地水土保持工作人员的技术培训，水土保持研究的新技术、新成果将更有效、快速地辐射到其它地方，将极大地提高其它地方水土保持的技术水平。通过水土保持示范教学，让水土保持行业外的人们了解到水土流失的危害性和水土保持的重要性，使水土保持深入人心，大大增强广大人民群众的水土保持意识。

3）示范基地是推进水土保持高新技术成果转化的加速器和带动地方经济发展的突破口。基地内水土保持高新技术的推广将大大提高水土保持科技成果的转化率，服务于生产实践，真正转化为现实生产力。

4）示范基地的土地生产将吸纳附近农村剩余劳动力，解决周边地区农村剩余劳动力的就业问题，使劳动力得到高效利用，提高劳动生产率。同时，基地内土地的承包和租用，又可促进周边群众脱贫致富。

5）示范基地处于省会城市群经济圈，基地内水土保持科技成果的推广，将大大促进当地农业的可持续发展；其生态旅游示范功能，将能有效促进当地第三产业的发展；优良的水土保持城市园林种苗的推广，也将大大改善当地投资环境，进一步促进当地第二、三产业的发展；示范基地的发展，将有力地推动当地经济迅速走上可持续发展的道路。