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土石山区生态清洁型小流域治理模式研究

2011-02-14

中国水利 2011年16期
关键词:防线水土保持土地利用

宋 洁

(山西省长治市水土保持试验站,046000,长治)

长治市位于山西省东南部,总面积为13896 km2,其中土石山区面积为8442.94 km2,占总面积的60.76%。土石山区主要分布在壶关、平顺、沁源、黎城等县的广大石质山区,水土流失面积7443.53 km2。主要侵蚀类型是重力侵蚀和面蚀,侵蚀模数为3000~5000 t/(km2·a)。 自然构成地貌以石质低中山为主,岩石裸露度高,土壤覆盖少,山高坡陡,水流湍急,植被较差。下部丘台区土质较多,由于上部急流冲刷,水土流失成为该区主要的生态环境问题,不仅制约山区经济发展,而且严重影响下游经济发达地区的水资源安全和生态安全。在土石山区选取具有典型代表性的平顺县青阳镇白马小流域作为治理单元,通过水土保持生态清洁型模式治理,可有效控制水土流失,为流域水资源保护和高效利用奠定了基础。

一、治理单元基本概况

1.自然状况

白马小流域位于平顺县南偏西8 km,平均海拔1413 m,为中山类山谷地貌,属典型的土石山区。流域长度为 2.518 km,宽度为 1.697 km,面积为4.47 km2,其中水土流失面积为3.34 km2,占流域总面积的74.7%。流域内沟壑纵横,山高坡陡,石厚土薄,平均坡度20.56°。坡面长度110 m,沟壑密度1.5 km/km2,沟道比降8.7%,山地岩石裸露面积达到30%以上,坡度15°以上面积占到76.55%,其中25°以上难治理面积占31.5%。陡坡面土层厚度为0~45 cm,缓坡耕地土壤有效厚度为150 cm。属于干旱半干旱大陆性季风气候,流域多年年平均降水量为628.9 mm,降水主要集中在6—9月。白马小流域内总人口为476人,劳动力262个,人均基本农田0.2亩(0.0136 hm2)。

2.水土流失状况

白马小流域不仅受光山陡坡沟纵横、十年九旱雨集中、天然植被低覆盖等自然水土流失因素的影响,而且受到毁林毁草、陡坡开荒、项目开发等人为因素的影响,处在一个水土流失极度严重的环境之中,生态环境极其脆弱。

二、生态清洁型治理模式的建立

根据白马小流域地形特点、土地利用方式和水土流失的不同形式,以流域内水资源、土地资源、生物资源承载力为基础,以调整人为活动为重点,坚持生态优先的原则,将流域从山顶到河谷依次分区。通过实施各项治理措施,建立良性循环的流域生态系统,使流域内水土资源得到高效利用,最终实现人口、资源、环境协调发展。

1.合理分区,构筑三道防线

根据流域特点、土地利用特点、植被盖度以及水环境状况,按照“保护水源、改善环境、防治灾害、促进发展”的总体要求,围绕水资源保护和小流域经济的可持续发展,将小流域进行合理分区。

(1)生态修复区

该区位于远山中山的坡上及山顶,坡角大于25°,土层浅薄,土地利用类型以林地为主,植被盖度大于30%,土壤侵蚀类型以溅蚀和面蚀为主,是流域的第一道生态防线。

(2)生态治理区

该区位于山麓、坡脚等坡中、坡下及滩地地区,坡角一般不大于25°,非点源污染严重,生态环境脆弱,土地利用类型以耕地和建设用地为主,植被盖度一般不大于10%,土壤侵蚀类型以面蚀和沟蚀为主,用以构筑流域的第二道生态防线。

(3)生态保护区

该区位于河(沟)道两侧及湖库周边,坡角一般不大于8°,土地利用类型有水域、未利用地和草地,植被盖度一般不大于30%,土壤侵蚀类型以沟蚀和重力侵蚀为主,用以构筑流域的第三道生态防线。

2.科学防治,优化治理模式

针对各分区水土流失、水环境状况、水土资源开发利用情况以及人类活动的特点,结合生态清洁型小流域建设目标,对不同的功能区采取不同的预防保护与治理措施。在立体配置方面,由分水岭至沟底,分层设置防治体系;在水平配置方面,以居民点为中心,以道路为骨架,建立近、中、远环状结构配置模式。

(1)第一道生态防线

该区人口相对稀少,人类活动较少。要充分依靠大自然的力量进行自然修复,发挥植被特别是灌草植被的生态功能,实现自然保水,在小流域最上游地区形成第一道生态防线。高山远山实行全面封禁,禁止开垦和放牧等生产活动,减少人为干扰。25°以上的陡坡地按规划逐步退耕还林还草,恢复和扩大林草植被覆盖面积,营造水土保持林和水源涵养林。

(2)第二道生态防线

该区人口相对密集,农地面积较大,人类活动对环境的干扰最为强烈,自然植被覆盖度较低,同时具有点源污染和非点源污染,系统易受干扰。根据土地利用方式将其划分为农业区、工业区、居民生活区,在各个区根据其自身特点,分别采取农业生产措施、小型水利水保工程措施、污水及垃圾处理措施、绿化美化措施、生物措施和管理措施。有计划有步骤地将25°以下的坡地修为梯田,在坡面水平梯田田埂种植以柠条为主的生态经济林;对缓坡原有用材林采取更新措施,种植毛白杨系列速生丰产经济林,带间补种农作物和牧草;对山脚坡度较缓的土地进行水平梯田修筑,田埂采用生物措施保护,田面种植高产高效品种,并进一步调整产业结构,种草圈舍养畜,治理荒山荒坡,充分利用农作物秸秆作青贮饲料,利用豆秆、果渣等副产品建立肉畜、奶畜和优质牧草基地。要重点治理生活污水垃圾和生产过程中的“三废”对环境的污染,完善垃圾、污水处理措施的空间布局,同时做好新农村建设中居民生活区的道路硬化、街道亮化和环境美化工作。

(3)第三道生态防线

该区是接受污染物最多的一个区域。以河道两侧及湖库周边为重点,要充分利用沟道的水土资源,应用水平阶或水平沟等整地方式,种植粮、经、果、药等经济效益较高的综合开发区;采取沟道水土保持措施、河道整治措施和河岸植被缓冲带建设等措施拦沙滤水,净化水质。从而维护河道及湖库周边生态系统,控制侵蚀,改善水质,美化环境。

三、治理成效

白马小流域结合自身特点,对山、水、田、林、路进行了统一规划。在生态修复区对远山高山区施行全面封禁,设置封禁标牌20个和拦护设施2500 m;对生态治理区内的沟道、村庄、道路等实施综合治理 ,清运历史遗留垃圾1500 m3,设立分类垃圾桶20个、垃圾储运站2处,修建小型污水处理工程2处,梯田整修8600m3,水保造林7.5万株,路面硬化6800 m;在生态保护区的河道修建防护坝8座、护村坝500 m,清理沟道1500 m等,实施全面保护与治理,封河育草,保护河流生态系统。

截止到目前,共治理水土流失面积300.60 hm2,其中建设高效梯田98.43 hm2,栽植乔木林 118.60 hm2,灌木林58.39 hm2,人工种草 25.18 hm2。修建沟头防护坝6座,较大谷坊2座,山间道路 23.35 km,涝池 3座,水窖112眼。小流域治理度达到90%,林草植被覆盖率达到60.53%。2010年人均粮食450 kg,人均纯收入达到2652.5元。在流域内通过推广使用有机肥、鼓励使用农药,有效控制了面源污染;建设智能化小型污水处理系统,水环境显著改善,使流域呈现出山川秀美、人水和谐的良好局面。

四、结 论

生态清洁型小流域建设坚持生态优先和人与自然和谐的原则,在治理水土流失、绿美化环境以及提高生态质量和环境品位的基础上,构筑“生态修复、生态治理、生态保护”三道生态防线。通过综合治理,使小流域土地利用结构更加合理,水土资源得到高效利用,森林覆盖率显著增加,水源涵养能力逐步增强,从而促进了流域经济社会持续稳定健康发展。

[1]夏江宝,陈仲杰,刘信儒,等.山地水土保持林改良土壤效应的研究[J].水土保持研究,2005(1).

[2]杨进怀,吴敬东,祁生林,等.北京市生态清洁小流域建设技术措施研究[J].中国水土保持科学,2007(4).

[3]祁生林,韩富贵,杨军,孔刚.北京市生态清洁小流域建设理论与技术措施研究 [J].中国水土保持,2010(3).

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