北京东灵山景区水土流失防治措施探讨

2016-02-08唐晓芬化相国赵方莹

中国水土保持 2016年8期

关键词：块石木桩草甸

唐晓芬，程　婕，刘　飞，化相国，赵方莹

(1.北京圣海林生态环境科技股份有限公司，北京 100083； 2.北京市门头沟区水务局，北京 102300)

北京东灵山景区水土流失防治措施探讨

唐晓芬1，程婕2，刘飞1，化相国1，赵方莹1

(1.北京圣海林生态环境科技股份有限公司，北京 100083； 2.北京市门头沟区水务局，北京 102300)

水土流失；防治措施；东灵山景区；北京

近年来，随着游客人数逐年增加，北京东灵山景区的水土流失日趋严重。通过调查北京东灵山景区内的水土流失现状，分析了水土流失的成因、危害，提出在治理水土流失过程中应注意加强旅游业管理、强化水保意识，加大水土保持资金和科技投入，采用工程措施和植物措施相结合的方法进行生态修复治理。

北京东灵山景区位于北京市门头沟区清水镇，地理位置在北纬39°48′～40°04′、东经115°24′～115°36′，隶属于太行山脉，海拔在800 m以上，其中主峰海拔2 303 m，为北京第一高峰。地貌为构造侵蚀形成的高山地貌，山峰峻峭，谷深坡陡，有着天然森林和亚高山草甸。东灵山是北京地区植物资源最富集的区域之一，植被覆盖率达95%，有高等植物997种、野生动物700余种，在保护生物多样性、维护首都生态环境、促进旅游经济发展等方面起着不可替代的作用。

近年来，随着游客人数逐年增加，人为活动对环境的影响逐渐增大，东灵山景区的水土流失日趋严重，主要表现为沟蚀、面蚀。在东灵山亚高山草甸上鳞片状面蚀随处可见，坡面沟蚀的发展速度极快，破坏了景区环境，威胁到东灵山旅游业的发展和人民生活水平的提高。因此，针对东灵山景区不同的水土流失类型和旅游特点，采取不同的治理措施，从而达到生态和经济效益的和谐统一，实现东灵山旅游业的可持续发展是十分必要的。

1　水土流失现状

东灵山土壤侵蚀模数平均为2 288 t/(km2·a)，属于轻度侵蚀。东灵山土壤层较薄，草甸对于保持水土具有重要作用，是东灵山生态安全的一道屏障。草甸植被的破坏，加剧了土壤侵蚀。在海拔1 700～2 300 m的草甸区，土壤侵蚀强度达到中度，出现了冲沟，并且在极少数地方土壤侵蚀剧烈。冲沟分布于山脊两侧，自山顶向山底延伸，彼此交错，沟壑内寸草不生、岩石裸露，对东灵山生态安全和景区景观造成了极大的威胁和破坏。

据1998年9月现场调查，在东灵山海拔2 000 m的山顶地带，水土流失现象已很严重，二峰东侧的南北两侧已出现4条冲沟，二峰西侧又出现1条新沟。最宽的沟宽度达6.3 m、深为2.1 m、长约1 000 m，其余的沟宽度在0.5～1.6 m。1998年，仅东灵山二峰、三峰及主峰地带，水土流失量已达5万m3以上[1]。

2　水土流失成因

2.1自然因素

(1)气候因素。北京东灵山属于温带半湿润季风气候，夏季受东南季风影响，冬季受西伯利亚寒流的控制，表现为夏季高温多雨、冬季寒冷干燥。年平均降水量638.8 mm，其中6—8月份降水量400～500 mm，占全年降水量的60%～80%。降水因素对水土流失的影响较为显著，东灵山降水多集中在夏季且强度大，为土壤侵蚀创造了有利条件，易造成侵蚀沟崩塌的隐患[2-3]。

(2)地形地质因素。北京东灵山亚高山草甸区域海拔1 700～2 300 m，坡面陡峭易侵蚀，受地形坡度的影响，地表径流流速大，对表层土壤和岩石风化物的冲刷作用强烈。东灵山土壤以山地棕壤、亚高山草甸土和褐土为主，一般呈微酸性，土层较薄，不利于植被生长，且大部分土壤由花岗岩、砾岩、安山岩母质风化而成，花岗岩岩体节理面极为发育，节理密集，在热胀冷缩的过程中易于崩解，形成较厚的风化壳，而风化壳可分为土壤层、红土层、砂土层、碎屑层和球状风化层，其中：土壤层和红土层的抗冲能力和抗蚀能力比较强，但是由于其胀缩能力大易产生裂隙，且吸水和保水能力较强，因此易吸水增重发生崩塌；砂土层和碎屑层具有砂性、松散的特性，抗冲抗蚀能力差，极易遭受径流冲刷侵蚀。

(3)植被因素。植被有截留降水、涵养水源、固持土壤、改良小气候等作用，并且在一定程度上可以防止浅层滑坡等重力侵蚀。但是，东灵山的植被生长期较短，每年仅有100天左右，并且植物种类组成独特，替代种较少，种源缺乏，因而植被遭到破坏后难以恢复，会导致地表裸露，水土流失加剧。

2.2人为因素

除降雨、土壤结构、坡度、植被覆盖等自然因素外，人类活动是导致水土流失发生、发展或者得以控制的主导因素。主要包括以下方面：

(1)过度放牧。放牧是东灵山草地植被破坏的最主要因素。东灵山自然保护区是禁止放牧的，但由于管理不善，所以放牧现象依然存在。据调查，东灵山景区内每年大约承载4 000头的牲畜放牧量，另外供游人乘骑的马有200多匹[1]。牲畜对草地植被的啃食使得植被的盖度、高度降低，削弱了植被的固土持水能力，加剧了水土流失。

(2)旅游开发。过度建设旅游设施，如索道、农家乐、宾馆、道路等，使原有的植被景观完整性遭到破坏，周围土壤和草地退化，岩石大片裸露，水土流失加剧，形成斑块状面蚀。旅游设施建设中取土、采石对土壤造成的人为扰动与不合理的堆砌，以及施工期间不能及时运走的散碎土石，在雨水冲刷作用下易发生大面积的片蚀和面蚀，甚至出现滑坡、崩塌、泻溜等地质灾害。

此外，游客过多，超过环境的承载力，也会造成水土流失的加剧。据分析，东灵山景区的环境容量为1 066～1 332人/天，而旅游高峰期游客数量为5 000～7 500人/天[4]，显著超过环境容量，对植被和土壤造成了很严重的负面影响。

游客和代步马匹对草地的践踏，特别是代步马匹等牲畜的践踏和啃食直接破坏了植物体的组织结构、生境条件，改变了草甸土壤的理化性质，引起草甸生态系统的退化。同时，马匹的长期踩踏导致地表裸露，降雨径流冲刷后地表出现了一些不同深度的沟壑，主要出现在侵蚀沟源头地区，溯源侵蚀严重，局部地段冲沟发育强烈。

3　水土流失的危害

根据调查，水土流失带来的严重危害性主要有如下几个方面：

(1)亚高山草甸严重退化，物种多样性降低。伴随着草甸严重退化，东灵山植物原始种群大量减少，野生黄芩、大叶龙胆、唐松草、金莲花、蓝盆花等珍贵物种濒临绝迹。此外，山顶草甸和灌丛植被中能够适应亚高山环境条件的物种是有限的，群落物种替代余地较小，一旦遭到破坏，会因种源缺乏和生境恶化而难以恢复，从而造成植被和物种资源的严重损失。

(2)自然景观遭到破坏，制约旅游业的发展。水土流失形成的片状面蚀及侵蚀沟壑，破坏了景观的完整性和美观性。优美的自然景观是一种重要的旅游资源，旅游区环境的好坏直接影响旅游效果，游客的满足程度也与旅游环境息息相关，直接影响旅游业的可持续发展。

(3)淤积河道、水库，破坏水利、交通设施。水土流失导致下游河道淤积，河床抬升，易发生洪涝灾害，给河两岸人民的生产生活带来严重危害；水库淤积则导致其防洪、灌溉、发电效益明显降低。

(4)严重影响人民生活水平的提高。水土流失区植被差，会导致农、林、牧比例失调，产品单一化，多种经营发展缓慢，商品经济不发达，群众收入较低，生活改善不大。

4　水土流失治理措施

4.1工程措施

4.1.1土地整治

对拟布设工程措施的区域，通过土地平整可便于施工的开展，降低治理措施布设引起的二次破坏；由于侵蚀的加剧，部分侧坡顶已出现了局部陡坎，需对这些陡坎进行放坡处理，以控制侵蚀沟的进一步侧向发展；此外，还可以通过土地整治营造适宜灌草植被生长的地形条件。

4.1.2横向拦挡措施

根据各段侵蚀沟的沟宽和沟壁坡度情况，选择在侵蚀沟断面扩大处设置横向拦挡设施，从而降低沟道比降和侵蚀强度，并为后续的植被恢复提供稳定的环境。

横向拦挡措施主要包括：松木桩拦挡、块石拦挡、生态植被袋拦挡、铅丝石笼拦挡、松木桩排拦挡等。

(1)松木桩拦挡。选择直径5～10 cm、长40 cm左右的松木桩，底部削尖，将木桩垂直打入地面，保证地面以下木桩长度达到15 cm，地面以上保持在25 cm左右，横向宽度依照现场沟宽确定。

(2)块石拦挡。石坎材料就地取材，以侵蚀沟内及周边的块石为材料；块石拦挡按照高30 cm、顶宽30 cm、底宽30～50 cm，或高50～60 cm、顶宽40 cm、底宽50～60 cm两种规格码放，长度依据具体沟道宽确定。

(3)生态植被袋拦挡。生态袋拦挡分为两种规格：沟道上游铺设两层生态袋，底层袋纵向紧密排列，顶层袋横向码放，拦挡工程高30 cm；下游生态袋拦挡工程高80 cm，层与层之间生态袋错位码放。生态袋内的填土均来自土地整治中的开挖土，在利用现有土壤种子库的同时，还需混有少量沙棘、山杏、紫花野菊、苔草等灌草种。

(4)铅丝石笼拦挡：根据沟道宽度进行现场加工制作铅丝石笼网。铅丝石笼网高50 cm、顶宽50 cm，长度依据现场沟道情况确定，内部填充块石，外侧块石规格要大于石笼网袋网眼。码放网袋前应先对所在区域进行土地平整。

(5)松木桩排拦挡：松木桩排拦挡属于控制性工程，设于沟道交汇处，以加强末端治理与控制。竖向松木桩直径10～15 cm、长120～150 cm,削尖后打入沟底，桩与桩之间间隔50～60 cm，沟底以下打入25～40 cm，以保证木桩稳定；横向木排直径为8～10 cm，长度依照现场沟道情况确定，木桩与木桩间紧密排列。

4.1.3消能措施

由于侵蚀沟道末端纵坡比沟道中间大，当侵蚀沟内有明显径流汇集时，势必会加大径流流速与动能，因此除采用侵蚀沟中间控制措施外，还应考虑对侵蚀沟内的径流采取消能与分散措施，结合侵蚀沟下游天然林内的地表植被及枯落物的拦蓄功能，阻止侵蚀沟继续向下发展。

消能措施采用灌草、块石和柴捆三种形式。消能措施一般是由横向工程向下延伸2 m铺设。灌草消能植物以苔草、紫花野菊为主，配置少量的沙棘苗；块石消能主要采用沟道内和周边的石块进行布设；柴捆消能可在沟道下游林地内选取树枝，捆扎成直径30 cm的柴捆布设在横向工程下游。

4.2植物措施

植被修复是以东灵山乡土物种为主要目标物种，通过人工促进与自然恢复相结合的方式，提高地表植被覆盖度，以增强雨水入渗，有效地降低水土流失。对侵蚀严重的区域采取栽植灌草的方式，加强其土壤侵蚀控制能力。灌木栽植山杏、沙棘、金露梅、三桠绣线菊等，以容器苗形式栽植，栽植密度3～5株/m2；草本植物栽植紫花野菊，栽植密度5墩/m2。对于侵蚀程度相对较弱的区域，采取撒播草种的方式提高这些区域的植被覆盖度，草种选择苔草和紫花野菊等。

4.3其他措施

加强旅游业管理，合理规划旅游区建设，制定合理的旅游容量，严格控制旅游设施的建设数量，减少放牧及代步马匹等的数量。加强环境保护宣传，提高群众的环保意识。做到防患于未然，减少植被破坏所导致的水土流失[5-6]。此外，还应加大水土保持资金和科技投入，深入开展水土流失治理和生态修复技术研究。

综上所述，由于旅游活动的增加，北京东灵山地区水土流失加剧，以面蚀和沟蚀为主，其中沟蚀最严重。水土流失治理过程中应遵循预防为主、全面规划的原则，主要采用工程措施(包括横向拦挡措施和消能措施等)和植物措施相结合的方法进行防治。

[1] 刘丽丽.北京灵山地区旅游开发对环境的影响研究[J].首都师范大学学报:自然科学版,2005,26(2):95-100.

[2] 谢军飞,李延明.东灵山景区植被恢复实践中气象要素的特征分析[J].水土保持研究,2007,14(6):62-65.

[3] 李炜民,谢军飞,李晓兵,等.东灵山-百花山景区土壤侵蚀的安全评价[J].西北林学院学报,2007,22(4):62-65.

[4] 高贤明,马克平,陈灵芝,等.旅游对北京东灵山亚高山草甸物种多样性影响的初步研究[J].生物多样性,2002,10(2):189-195.

[5] 周维祖,吴殿成,高飞,等.千山风景区水土流失状况与防治对策[J].水利科技与经济,2006,12(2):127-128.

[6] 刘乃君,王立,芦维忠,等.麦积山风景名胜区水土流失防治探讨[J].中国水土保持,2013(11):35-38.

(责任编辑徐素霞)

S157.2

1000-0941(2016)08-0024-03