浅谈川南地区紫色土坡地的治理

刘泉波

（兴文县林业局,四川兴文644400）

保护和建设生态环境关系到人类的生存和发展,关系到国家现代化建设大局和可持续发展大计.国家实施西部大开发,给四川加快发展带来了机遇,增加植被,防止水土流失,建设长江上游生态屏障是西部大开发的切入点.在实施天保和退耕还林等生态建设工程中,对水土流失相当严重的紫色土坡进行治理具有重要意义.

1 紫色土坡地分布概况及性质

紫色土是紫色岩层发育的一种岩性土,主要分布于我国亚热带地区,尤以四川红色盆地分布最广,绝大多数为坡地,广泛分布于长江水系支流流域[1].四川盆地区幅员面积约12万km2,旱地土壤中,紫色土是一个主要的土类.该区耕地1333万hm2,其中紫色土占221万hm2,并以坡耕地为主[2]；林业用紫色土地250万hm2,其中林业土壤130万hm2,划入林业建设用地草山坡120万hm2.由此可见,紫色土坡地的治理在保护和建设长江上流生态屏障的战略中举足轻重.紫色岩物理风化强烈,吸热性强,易崩解成屑状,高温多雨季节尤甚.紫色土主要继承母岩特性,化学风化微弱,不具有亚热带土壤的脱硅富铝化过程,含有大量原生矿物[3].紫色土坡地土壤组成物质较粗,组织疏松,易于透水,抗侵蚀力差,不耐冲刷,特别是坡地中部、上部,水土流失严重,土地生产性能差,严重制约着土壤生产力的提高和长江生态屏障建设的进度和质量.

2 紫色土坡地的生态危害性及其引发原因

2.1 生态危害性

2.1.1 抬高河床,淤塞河道,危害长江水系四川省主要河流均属长江水系,而其流域紫色土坡地广泛分布且危害尤为严重.以兴文县为例,兴文县共有大小溪河19条,均属长江水系[4],分别汇集于永长河、长宁河、南广河,注入长江.其中流域面积500 km2以上1条,100 km2以上4条,主要河道流域内侏罗系、白系、三迭系飞仙关组紫色土坡地广泛分布[5].全县水土流失总量约98万t/a,平均输沙模数625 t/km2,而其中又以东部深丘低山区紫色土坡地区域较大,古宋河、泥沙河及南部低中山区建武河水土流失量更大,两区域水土流失量达70万t/a,平均输沙模数达640 t/km2,相比较而言,在紫色土坡地较少分布的北部低山区晏江河、博望河及中部中山区流域水土流失量仅有28万t/a,平均输沙漠数更大,即泥沙含量高.再有,兴文县久庆镇民主村城腰岩小溪,位于侏罗系及飞仙关组紫色土区域,据县志,20世纪40年代还有人摸鱼捉虾,那时河床0.7～1.0 m,以后逐年升高,流量逐年减少,至20世纪70年代就完全断流,现有河床高1.5～1.7 m,紫色土已基本填平河床,这种现象不仅出现在兴文县,可见紫色土坡淤塞河道的速度不可小视.

2.1.2 阻碍交通2001年8月中旬的一场暴风雨后,据观测：当天降雨量为80 mm,在兴文县中城镇柏香湾公路收费站处,共乐镇拖船村岔路口处紫色土坡地均发生了不同程度的崩解滑坡事件.柏香湾处滑坡沿公路长约25 m,占公路2/3,高约8 m,崩裂土方量约700 m3,一度阻碍宜兴线交通,拖船处崩裂土方也近500 m3,大块岩石滚到路口阻碍车辆通行.试想当时如有车辆行人在下面,后果更为可怕.

2.1.3 威胁人类生命财产安全在紫色土坡地区域,夏季连续暴晒几天后再降暴雨,常会引起滑坡或泥石流.笔者曾在雅安市某村实地观察过一处20世纪80年代发生过泥石流的地点,该坡地为飞仙关组紫色土,就是在夏季的一场暴雨后,泥石流造成死伤200多人,房屋、畜禽、耕地、作物荡然无存,现该村已修筑了泻洪大道、条石保坎,人员进行了迁搬.

2.2 危害引发的原因

2.2.1 自然因素紫色土坡地主要分布于亚热带湿润气候区[6],四季分明、降水充沛、光照适中、雨热同季.紫色土持水性差,雨季地表径流量大,由于紫色土固有物理风化强烈的特性,在此气候区域内特别在6-8月,阳光强烈,雨量充足,紫色岩比较小,昼夜温差大,本身易剥落成碎屑,加上水的冲激,还会引起大块岩石崩裂,如果雨量足够大,沟坡面足够长,泥石流就会形成.紫色土坡地一般坡度较大也是易引发灾难的自然因素,紫色土坡地坡度一般在20～35°之间,增大了径流的速度,为径流冲刷侵蚀创造了条件,并且由于坡度较大,同样长的坡度,势能更高,崩裂滑坡就更容易发生.

2.2.2 人为因素主要指植被的破坏.首先是乱砍滥伐.紫色土区域的天然植被品种繁多,人口密度也较大,由于气候温和,潜在肥力高,适生草、竹、乔、灌等多种植物,随着人口的增加,人们对木材的需求越来越大,进行大面积的滥伐,采集建材、薪炭材.20世纪50年代兴文县森林覆盖率50%以上,20世纪60年代末遭到大肆破坏,紫色土地在当年也是绿荫葱葱,水源充足,现在凸出一个馒头光山,水土流失十分严重.其次是进行大规模炼山开垦.由于紫色土母岩松脆,易于风化分解,成土较快,矿质养分丰富,即使土层浅薄,稍加耕锄也能种植作物.因此,除紫色丘陵顶部或陡坡岩坡外,均已开垦种植.紫色土潜在肥力高,是南方丘陵地区较肥沃的一种土壤,特别是四川盆地的紫色土在多雨雾的气候条件下,其肥力更能充分发挥,因此人们在砍伐殆尽后总是以火炼山,烧出空地进行开垦种植,由于耕作层的频繁翻动,更加剧了紫色土坡地的盆瘠化、旱化.再有就是牛羊超载放牧.紫色土区域很多地方养牛、养羊较为普遍,或用于耕地,或用于运输,还有用于食用,近山人家的牛羊多是漫山遍野放于坡上,大量采食野草、嫩树苗,对植被再生造成很大威胁.第四是兴文县晏阳镇境内五星煤矿、久庆镇境内光明煤矿、万寿镇回龙煤矿等都处于紫色土坡地区域,煤矿的开采引起地下水陷落,保水力更为低下,干旱更严重,久庆镇民主村处于光明煤矿矿井上,群众就反映20世纪50年代打井2～3 m就可取水,现打下5～6 m仍没有一点潮气.由于开矿引发的水分损失,造成大量植物枯死,对植被造成严重威胁,也给营造植被增加难度,严重时还造成紫色土坡地空洞,塌陷.因此滥采矿物也是引发紫色土坡地危害的一大元凶.

3 紫色土坡地治理的必要性和紧迫性

世纪之交,国家作出了实施西部大开发的战略决策,把生态环境建设作为根本和切入点,如前所述紫色土坡地在现有状况下其危害和潜在威胁都将有增无减,如何处理好这一在四川占相当比例的一大地类,减少其危害、消除其威胁、恢复其生机对于四川在西部大开发中夺取先机有着重要意义.四川省也针对生态脆弱的实际提出了把我省建成长江上游生态屏障的宏伟目标,此前根据中央、国务院关于生态环境建设的部署和四川省对林业发展的要求,已经确定了四川林业工作的基本思路,其中要求围绕绿化全川的目标,突出抓好天然森资源保护、长防生态治理、退耕还林等三大重点工程,提高林业的综合效益,适应社会对林业多方面的需要.由于紫色土坡处于农业人口聚居区域,大多仍在耕作,现存林地也多属残次林,水保能力极差,加之缺乏妥善的解决办法,紫色土坡地的流失状况仍有恶化趋势.因此,按照国家部署和四川省林业工作思路,我们应特别注重把长防林、天保和退耕还林工程作为我们进行紫色土坡地治理有效手段和先锋力量.经过两年试点,国内外瞩目的天然林资源保护工程已正式启动,工程投资总额962亿元,涉及17个省区市,西部11个省区市是重点.1999年10月以来开展了退耕还林还草试点工作,取得了较好的成绩.国务院[2000]24号文件对退耕还林提出了新的要求,对四川进一步做好退耕还林试点具有重要指导意义,2001年国务院来川考察也表示对四川生态建设给予最大支持,其中包括加强天然林保护,加快退耕还林步伐,扩大面积、扩大范围.这都是西部大开发这一举世瞩目的经济发展战略带来的难得机遇,趁此东风我们对紫色土坡这一长江上游生态屏障的主要杀手发起挑战势在必行.

4 紫色土坡地的治理对策

紫色在南方丘陵、低山区是比较肥沃的一种土壤[7],特别是四川盆地多雨雾的气候下,肥力发展比较充分,是我国粮、棉、油、麻生产的重要基地,也是宜林的土类,因此在治理上应以生态环境建设为主进行综合治理.森林是陆地生态系统的主体,据统计,森林覆盖率每增加1%,河流径流深增加1.5～2.0 mm；雨水要冲走18 cm厚的表土,同等条件下,裸地只需18 a,农耕地46 a,而森林地则要57万a,这表明森林的防护效能是卓著的.因此恢复森林植被应当是紫色土坡最根本的治理措施,如何有效治理紫色土坡地,一是针对其土壤特性,二是针对其引发危害的原因,以治水为中心,固土为根本.以西部大开发为契机,我们认为从以下几方面着手能比较有效地治理紫色土坡地.

4.1 重点规划,逐步实施

大型生态环境工程、林业工程项目规划实施要重点倾向紫色土坡,如天保工程、退耕还林还草工程项目,从2000-2010年间逐年推进,应基本覆盖紫色土坡地,恢复其植被,实现紫色土坡地水土流失量的零增长.以大型工程项目带动地方经济发展和生态环境改善历来是一项行之有效的措施,因此,我们要抓住机遇,充分利用国家各种大型工程项目的规划实施来实现治理环境,改善生态,兼顾经济发展.

4.2 分区定种,综合治理

在紫色土坡地分顶上部、中上部、中下部、下部营造复合植被,形成片、带、网、点的结构模式,结成庞大的根系网,能较好地固土持水.在山体顶上部,应营造耐干旱、耐瘠薄的生态型用材树种,如松、柏、刺槐、马桑、桤木、紫穗槐等.柏树有“柏树干死不下水”的说法,可见其耐旱力特别强,最好是进行针阔叶混交,有利于凋落物腐殖层形成,并且成活率更高.槐树、马桑属木本绿肥,集绿化防护、培肥改土、能源产出于一体,在四川盆地地区对改善农田和生态环境有重大意义,值得大力推广.四川乐至在裸石骨地进行马桑直播造林,攻克荒坡,取得了极好的成功,单纯林马桑年平均公顷产鲜茎叶3.2 t,用作沤肥是十分好的优质有机肥.据分析每吨鲜马桑叶含氮、磷、钾养分分别相当于氮肥硫铵11.2 kg、磷肥过磷酸钙24 kg、钾肥硫酸钾21.6 kg.马桑能快速成林,通常形成马桑—草皮—地衣的植物群落,这种复合植被类型,有利于接纳自然降水,致使雨水缓慢下渗,有效削弱地表径流,马桑根系发达,能穿插石缝和岩层中,固土力强,一般每年可使土层加厚2 cm,土层增厚即增大了土壤的水肥库容量,肥力能保持提高.在山体中上部,可营造柚、桃等经济林,并间种紫云英、苜蓿,它们生长迅速,能较快覆被地表与经济林木形成复合植被,这就在中上部形成经济林网,有效减弱了水土流失.山体中下部宜造丛生竹如黄竹.紫色土坡地土层较薄,土壤结构较粗,水分较少,不宜散生竹生长.而丛生竹则有较好表现,丛生竹耐瘠薄、耐旱,易成活,成林快,形成点状、团块状固土单元,持水聚土能力相当强,能增厚土层.山体下部宜造干果经济林和生态型用材林间种带,下部土层较厚,肥力较高,可营造板粟、核桃林带,再选择根系发达,穿插力强,速生能快成林的杨树、酸枣、椿树、松、桉树等进行带状混交,定植按横坡行形成沿坡面等高线分布的林带,犹如一道道堤岸、生物埂,是一项效果相当好的固坡措施.

4.3 蓄水灌溉,滋养植被

蓄水灌溉是紫色土坡地得以保持并发挥经济效益的关键措施.紫色土中矿质养分含量虽然丰富,但常因土壤干旱缺水而不能充分发挥作用.因此,结合保土防冲措施,选择适宜坡地挖建蓄水池,解决坡地用水,为幼林提早郁闭,草、竹快速生产提供保证.这是一项综合性工程,需要多部门多行业进行合作,发挥各行业工程项目优势以达到综合治理的目的.

4.4 增施有机肥,保护土壤有机质和养分平衡

一般情况下,紫色土的有机质含量除植被良好区域之外都很低,表层含量小于1%,含氮量也极低,通常只有0.05%,而磷、钾相对较丰富,磷达0.15%左右,钾达2%以上,对于农业用地和土层浅的幼林地,增加有机肥,是保持土壤有机质和养分平衡的根本性措施.盆地区人口密集,在6000万以上,人畜粪尿肥以及其他有机肥料,来源丰富,数量巨大,如普遍施用于农林业紫色土坡上以发挥培肥地力的作用,将大大提高土地生产力.提倡开发沼气,既可以提供生活能源,又可以获得优良的发酵肥.有试验表明施用沼气肥的土壤比对照区土壤,有机质含量高出19%,氮素明显增加,这就使得紫色土养分增加并获得了养分平衡.研究还表明,有机肥进入土壤后,约有2/3～3/4被矿质化,其余则转化为腐殖质积累于土壤中.由于腐殖质矿化率低，能够长期地保留在土壤中，有效地维护了土壤肥力的养分平衡.

4.5 生物养地,用养结合

在生态环境建设工程项目暂时不能完成且纳入林地的地区,在用地时也应结合农业产业结构调整,注重水土保持.如营造矮化经济林,藤本经济作物如葛藤、山药.在经济林中间种菜、豆或绿肥作物,可充分利用有限的土地和光热资源,获得多种农副产品,并能改善耕地、林木生态环境,加快幼林郁闭,提早实现一定程度的覆盖地表、固土保苗、涵养水源的防护作用.菜、豆或绿肥作物一般根系发达,可以聚集养分于表土层,有的品种根系生长根瘤菌,能补充土壤氮素.作物收获后,残茬应留存土壤,有利于土壤有机—无机复合胶体形成,并促进形成良好的微团聚体和团粒体,从而加强土壤蓄水保肥性能.

4.6 改坡为梯,植树保坎

紫色土坡地可结合每年低产田土改造工程项目,国家投入部分资金,农户投劳,有计划地逐步改造坡地为水平梯地,变斜坡直线流水为阶梯式曲线漫水,延长地面流水时间,增大下渗水量,可以大幅度削弱水土流失,加厚土层.同时水平梯地前沿坡坎是维护梯地的唯一防线,坡坎巩固是坡改梯维持的根本保证,可以在边沿垒块石保坎,块石可取用大块紫色母岩,并在边沿栽植适生力强的芭茅、葛腾、桑果木及萌生力极强的黄荆等,这些植物生长下根快,固土力强,保护坡坎效果显著,能有产增加坡地土层厚度.梯地内也要迅速培植松柏、桤木、桉、椿树等适生乔木,林下可播种苕子、紫云英等草料绿肥,这些乔木长成后树体高大,树冠紧凑,林下还可种植经济林或经济作物,有利于土地充分利用,而乔木层的形成,解决了水土流失矛盾的主要方面,为土地发挥效益提供了保障.

4.7 强化科技,加大扶持

加强宣传教育,增强广大干部群众的法制观念,坚决制止在紫色土坡进行过度开垦、放牧、砍柴的行为,做好预防工作,建立合理的工程运作机制.强化领导干部任期目标制,将消灭紫色土坡地馒头山作为各级干部成绩考核指标,实行植被保护目标管理.防治紫色土坡地需要国家给予政策扶持,对坡地的治理开发给予优惠政策.近年来实施的天保、退耕还林工程优惠政策涉及年限问题,而紫色土坡地区域大多属于耕地,群众担心时限一到怎么办.因此在紫色土坡地治理的同时,要和开发利用林特产品资源及其它优势资源结合起来,把山区综合开发、兴林建园和推进农业产业化结合起来,培育替代产业,开辟农民收入渠道,从经济上保证紫色土坡地治理能有效开展和永续维持.

4.8 控制危岩,消除隐患

公路交通沿线紫色土坡地危岩、紫色土风化页岩可以先采取爆破手段进行清理,消除隐患.对于小型坡地在1万m3以下的,直接进行爆破搬运；对于大型坡地在10万m3以上的,可以引入页岩砖厂进行消耗性开发利用；对于中型坡地,可以采用各种综合手段,对交通危害比较大的山体部分进行爆破,然后采取堆砌保坎等措施再加以治理.

4.9 完善法制,加强矿管

某些地区滥采矿物造成紫色土坡地地下水源陷落,使得一系列绿化工程项目无法体现成效,这个危害是非常深远的,不仅对生态造成不良影响,而且对人民的生命财产安全造成很大的威胁,一些地区莫名其妙出现地面塌陷就是例证,亟待有关法律法规的约束及先进开采技术和措施的应用加以解决,有关部门也应加大监督力度,严厉打击非法采矿者,为生态环境恢复扫清障碍,消除隐患.

总体来说,对于紫色土坡这类生态难恢复地带,要采取综合治理的方式,应遵循自然演替规律,采取拟自然化进程,进行草、灌、乔演替,逐步恢复和重建林草植被.造林的时候,还应注意打大窝、回填有机肥,带土栽植以提高成活率.同时不断加强研究和技术推广体系建设,紫色土坡地的治理,绿化是目的,树木是主力,造林是我们遏制紫色土坡地水土流失的重要手段,而树种又是造林的物质基础和关键.如何选育在紫色土坡地上具有更大生态经济效益的树种,是一个重要的课题.乡土树种是一笔宝贵的资源,四川有4000多种乡土树种,而目前普遍使用的100多个树种中乡土树种只占30%.我们林业科研人员还需积极研究开发,筛选出一批在紫色土坡上性状更优良、经济效益更好的品种,提高林业发展和防灾治灾的整体水平.我们的一系列对策,并不能完全防止紫色土坡地的灾害,俗话说“纵有千条妙计,难抵敌我县殊”,对人类来说,自然是强大的,对于因地质特殊构造形成的自然灾害如空洞、塌陷、倾斜沉积岩层坡面发生层间滑动等,我们虽不能完全防除,但却可以通过人为主观努力来减轻、减少水土流失带来的灾害损失,为四川生态环境改善奠定坚实的基础.

[1] 段文军.紫色土荒坡地种植龙须草防治水土流失效应及其机理研究[D].长沙：湖南农业大学,2003：9-11.

[2] 徐杰.四川省紫色土的特征及其改良利用[J].土壤,1981（2）：11-15.

[3] 黄锦祥.山地紫色土侵蚀治理与开发[J].水土保持研究,2000（3）：21-25.

[4] 周军.兴文县水文志[M].兴文：[出版者不详],1988：12-15.

[5] 阳明经.兴文土壤[M].兴文：[出版者不详],1986：9-12.

[6] 陈修富.四川盆地区长江防护林建设的紫色土利用之管见[J].教学与科研,1998（11）：54-55.

[7] 贾象斌,陈修富.土壤与肥料知识[M].北京：林业出版社,1986：145-147.