生态清洁小流域建设现状与研究展望

2012-01-26李建华于兴修刘前进

中国水土保持 2012年6期

李建华，袁利，于兴修，刘前进

(1．山东师范大学人口资源与环境学院，山东济南250014;2．临沂大学资源环境学院山东省水土保持与环境保育重点实验室，山东临沂276005;3．淮河水利委员会淮河流域水土保持监测中心站，安徽蚌埠233000)

随着经济社会的发展，以水土资源治理为核心的小流域综合治理已难以适应人们对生态环境的新要求，同时，为加快推进社会主义新农村建设，贯彻落实科学发展观，水利部于2006年提出建设生态清洁小流域的新思路，生态清洁小流域的研究与实践空前活跃。本文简要回顾了生态清洁小流域研究的进展，分析了不同地区生态清洁小流域构建的特点，探讨了生态清洁小流域治理过程中存在的问题，并提出了进一步加强研究与实践的相关建议。

1 中国生态清洁小流域建设的背景

1．1 小流域综合治理的发展历程

自然与社会经济条件的差异使学者对小流域的概念以及功能有着不同的认识，其治理措施也有差别，国内对小流域综合治理的研究与实践主要分为4 个阶段［1－2］。

1．1．1 萌芽与探索阶段(1950—1979年)

这一阶段探索了许多有效的小流域治理方法。20 世纪50年代初，在黄土高原地区，以支毛沟为单元，利用工程与生物措施相结合的方法对小流域进行整治，形成了小流域综合治理的雏形。1956年黄河水利委员会肯定并推广了“以支毛沟为单元综合治理”模式。20 世纪60年代，水土保持工作以基本农田建设为主要内容，把水、坝、滩地和梯田确定为治理目标，但治理措施的配置比较分散。到20 世纪70年代中期，通过总结正反两方面的经验教训，逐步认识到应以小流域为单元进行综合整治。

1．1．2 以小流域为单元的综合治理阶段(1980—1990年)

20 世纪80年代初，水利部把“小流域综合治理”作为一条重要经验进行推广，并制定了《水土保持小流域治理办法(草案)》，我国的水土保持工作从此进入到以小流域为单元的综合治理新阶段。与此同时，国家确定在黄河、长江等六大流域及水土流失严重的8 片区域开展小流域综合治理试点工作。到80年代末，小流域综合治理已经成为我国治理水土流失与发展农村生产的主要形式。

1．1．3 预防为主，依法综合治理阶段(1991—2005年)

1991年，《中华人民共和国水土保持法》的颁布实施标志着水土保持工作进入法制化阶段。1993年国务院印发了“关于加强水土保持工作的通知”，强调水土保持是一项基本国策。1997年4月国务院召开全国水土保持第六次会议，对跨世纪水土保持工作进行了部署。这一时期水土保持工作进一步深化，在以户承包治理小流域的基础上，先后提出了以经济效益为中心、治理与开发相结合、小流域治理同区域经济发展相结合的思路，形成了具有地方特色的治理开发模式。

1．1．4 生态清洁小流域治理新阶段(2006年至今)

2006年1月，水利部在北京召开生态清洁型小流域治理工作座谈会，提出了新时期生态清洁型小流域治理的新要求:从经济快速发展与人们对改善生态环境的迫切要求出发，在指导思想上坚持人与自然和谐相处的理念，把水生态环境、人居环境、景观建设、产业结构等内容引入到小流域综合治理当中。2006年下半年，全国30 个省(市、区)的81 个县实施了生态清洁小流域试点工程，推动了生态清洁小流域建设进一步发展。

1．2 生态清洁小流域的概念

生态清洁小流域是指以流域为单元，统一规划，综合治理，治理措施与当地景观相协调，遵循自然规律和生态法则，基本实现流域内资源的合理利用和优化配置、人与自然和谐相处、经济社会可持续发展［3］及生态系统良性循环。

生态清洁小流域作为小流域综合治理的新发展，是小流域综合治理在内涵上的深化与提升。它以流域内的水、土地、生物等资源的承载力为基础，以调整人为活动为重点，抓住“生态”和“清洁”两个核心要素，建立政府主导、公众参与的互动机制，强调统一规划、因地制宜、分步实施、稳步推进的原则［4］。生态清洁小流域作为社会、经济与生态环境共同组成的三维复合系统，其研究涉及到系统论、生态经济学、景观生态学、可持续发展理论、水土保持学理论［5］以及生态系统控制论［6］等理论。

2 中国生态清洁小流域建设现状

2．1 建设模式

自然、经济与技术等条件的不同使不同地区生态清洁小流域建设模式各异，其中典型的建设模式有如下几种。

2．1．1 “三道防线”治理模式

这种模式源于北京地区。为解决水资源缺乏与用水量大、水污染严重之间的矛盾，北京市确定了以“保护水源”为核心的小流域综合治理理念，通过建立小流域试点工程，构筑了“生态修复区、生态治理区、生态保护区”的“三道防线”治理模式［7］。

2．1．2 “三层次、四防区”治理模式

这种模式源于黑龙江省延寿县国家生态清洁型小流域试点工程。该模式的基本特点是，按照“山坡、村庄、河道”三个层次进行整体规划，确定“生态修复、综合治理、生态农业、生态保护”四片防治区域，有针对性地配置生态林草地建设、坡耕地治理、禽畜舍改造、清洁能源建设以及沟道工程等措施［8－9］。

2．1．3 以水源保护为核心、面源污染控制为重点治理模式

此种模式源于距南水北调核心水源区丹江口水库直线距离仅6 km 的湖北省丹江口市胡家山小流域。为切实保护好丹江口水库水质，提出了“生态修复、生态治理、生态缓冲”的治理思路，坚持分区防治，确定生态农业、村落面源污染控制和科技示范的治理模式，尤其是在面源污染控制上突出“荒坡地径流控制、农田径流控制、村庄面源污染控制、传输途中控制、流域出口控制”的五级防护模式［10］。

2．1．4 以安全为重点的小流域综合整治治理模式

此种模式在生态安全问题严重的南方山区以及黄土高原地区最为典型。该模式针对山区山洪与地质灾害频繁、水土流失与面源污染严重，人民的生命与财产受到威胁的实际，确立了“安全、生态、发展、和谐”的治理目标，把山洪与地质灾害防治纳入小流域治理范畴。

2．2 建设措施与技术体系

生态清洁小流域的治理措施与技术，归纳起来主要有工程、耕作、生物等方面的措施及相应的技术［7－10］。

各地建设生态清洁小流域的措施与技术有着明显的不同，重要水源地，例如北京市等重要城市的周边山区，在措施布局上多形成以水源地保护为核心，以污水治理为重点，溯源治污，村庄配套，农业、工业综合整治的技术路线;在农业比重大、地形平缓的东北平原地区，措施布局上多形成以农业面源污染控制、河流水质保护为核心，在保护原有生态环境的基础上，改变农业结构与耕作方式的技术路线;在地形复杂、沟谷众多，侵蚀严重的西南以及黄土高原地区，措施布局上多形成以流域防灾减灾、保护土地资源为核心，以灾害预警，河、沟、坡面综合整治，面源污染控制为重点的技术路线。

2．3 研究方法

新技术与新方法的应用，为定量研究生态清洁小流域及其科学治理提供了保障。

在信息提取方面，目前多利用RS 获取小流域自然要素指标，借用RS 与GIS 软件模块分析小流域特征。祁生林［5］利用RS 与GIS 分析密云县的降雨因子、植被因子、地形因子、土地利用状况与地貌部位，提取植被盖度、坡度、土地利用类型与地形地貌信息，为“三道防线”的划分提供了科学依据。胡晓静等［11］也结合GIS 工具，快速划分小流域地块，提高了基础图件的准确性和工作效率。

在小流域演化规律与预测研究方面，主要是建立模型与模拟。数学模型既可以分析流域内各要素间的相互关系从而优化治理方案，也可以定量反映小流域治理效果。在方案优化方面，陈建刚等［12］采用多目标规划方法，建立数学模型，优化土地利用结构，合理配置水土保持措施，治理与开发相结合，探索出了小流域综合治理最佳模式的建立方法。叶芝菡等［13］把WMS流域模拟系统引用到生态清洁小流域的规划设计当中，为流域水源保护工程建设提供了科学依据。在治理效果评价方面，马骞等［14］通过建立多目标决策灰色关联投影模型，评价了沂蒙山区平邑县国家水土保持生态修复试点工程生态环境的变化，提高了小流域生态效益评价的精度。

建立流域决策与管理系统，是提高生态清洁小流域建设与管理水平的重要途径。饶良懿等［15］将专家系统与地理信息系统、决策支持系统等技术相互集成，研发了包括6 个功能模块的小流域综合治理智能决策信息管理系统，为北京山区小流域的综合治理以及可持续发展评价提供了强有力的支持工具;刘高焕等［16］立足黄土高原小流域的治理，开发了小流域管理与决策支持系统，有力地服务于水土保持的现代化管理和小流域综合治理。

2．4 效益监测与评价

作为社会、经济与环境组成的三维复合系统，需要从生态效益、社会效益、经济效益三方面建立生态清洁小流域效益监测与评价指标体系，以进行综合性与动态性的监测与评价。

2．4．1 针对建设目标的监测与评价指标体系

为便于生态清洁小流域建设的考核与完善，许多地区根据建设目标建立监测与评价指标体系。如北京市根据小流域建设的总体目标［17］，建立了小流域出口地表水环境质量、土壤侵蚀强度、林草面积占宜林宜草的面积比、化肥施用强度、农药施用量、沟道形态特征及水质、村庄生活污水处理率、工业污水达标排放率、生活垃圾无害化处理率、规模养殖污水处理率、防洪达标率等11 项指标。

2．4．2 水生态环境监测与评价指标

吴敬东等［18－19］在吸收传统小流域水土保持监测与水环境、水生态技术发展成果的基础上，建立了一套生态清洁小流域水生态环境监测指标体系。该指标体系分为水土流失与面源污染状况、河流健康状况和点源污染状况3 个层次、17 个监测指标。

2．4．3 工程建设监测与评价指标

马丰丰等［20］根据小流域治理、生态修复、河道整治、人居环境整治、农业面源污染治理、水土流失和水环境监测等7 项工程要求，采用专家咨询、理论分析、频度分析与层次分析等方法，从生态修复、生态治理和生态保护方面构建了生态清洁小流域评价指标体系，共涉及植被覆盖率、树种结构、林种结构、径流系数等20 个指标。

3 生态清洁小流域建设与研究展望

3．1 加强生态清洁小流域的理论体系与构建技术研究

生态清洁小流域建设与研究起步较晚，目前没有明确的建设标准、统一的管理与技术规范;治理模式的地域特色不突出，多采取工程、耕作、生物等宏观水土保持措施，构建技术单一，需进一步研究。

3．2 完善监测与评价指标体系

现有的监测与评价指标体系，多采用土壤侵蚀、面源污染、植被覆盖、水环境监测、生物多样性等生态环境指标，较少涉及社会效益、经济效益指标，缺乏对生态清洁小流域整体性的评价。因此，生态清洁小流域监测与评价指标体系的研究需要进一步加强。

3．3 健全生态清洁小流域构建的投入与产出机制

生态清洁小流域的建设大多由政府与水利部门投入资金，如何引入社会资本，使投入主体多元化是重要的探索领域;如何发挥试点小流域的示范与带动作用，提高治理的效益等，是未来生态清洁小流域研究与实践的重点之一。

4 结语

与资源环境研究领域其他问题一样，生态清洁小流域研究与实践的最大挑战来自于流域系统本身的复杂性。生态清洁小流域作为“社会－经济－环境”三维复合系统，其构建涉及内部众多要素及其相互关系，而流域本身是一个不断与外部进行信息和能量交流的开放系统，这就增加了生态清洁小流域构建的难度，但这种复杂性也是学术研究的突破点所在。中国河流众多，水系发达，山地丘陵区小流域的数量多、类型全，应在借鉴国外成功的小流域治理经验的基础上，结合中国的实际，建立完整的理论体系，系统开展生态清洁小流域监测，加强生态清洁小流域构建技术、投入与产出机制研究;选择重要城市水源地、水土流失潜在风险高等问题突出的地区，例如北方土石山区等，进行重点研究，建设一批科技含量高、示范作用强的典型小流域，使我国生态清洁小流域研究向着更加综合、更加完善的方向发展。

［1］刘震．我国水土保持小流域综合治理的回顾与展望［J］．中国水利，2005(22):17－20．

［2］王雪．京郊山区农村环境综合整治模式研究［D］．北京:北京林业大学，2008．

［3］毕小刚，杨进怀，李永贵，等．北京市建设生态清洁型小流域的思路与实践［J］．中国水土保持，2005(1):18－20．

［4］周萍，文安邦，贺秀斌，等．三峡库区生态清洁小流域综合治理模式探讨［J］．人民长江，2010，41(21):85－88．

［5］祁生林．生态清洁小流域建设理论及实践［D］．北京:北京林业大学，2006．

［6］陈新军，田里，张望林．基于“生态系统控制论”原理的小流域综合治理对策研究［J］．中国水土保持，2010(5):58－60．

［7］韩富贵，卜振军，王娟，等．密云县建设生态清洁小流域的实践［J］．水土保持应用技术，2007(2):37－38．

［8］赵艳娥，赵春佳，赵再新．黑龙江省生态清洁型小流域水环境建设探索［J］．黑龙江水利科技，2009，37(6):90．

［9］刘陪封，巩徳武，段景洪．生态清洁型小流域治理模式在水土流失治理中的应用［J］．黑龙江水利科技，2010，38(3):226．

［10］贾鎏，王永涛．丹江口库区胡家山生态清洁小流域治理的探索和实践［J］．中国水土保持，2010(4):4－5．

［11］胡晓静，叶芝菡，常国梁，等．基于ArcGIS 的生态清洁小流域地块划分及应用［J］．北京水务，2009(z2):37－39．

［12］陈建刚，侯旭峰，吴敬东．北京北部山区石匣小流域综合治理模式研究［J］．北京水利，2002(6):18－20．