宁陕县城区泥石流地段植被恢复模式初探
2019-02-13秦鱽亚
秦鱽亚
(宁陕县林业局,陕西 宁陕 711600)
宁陕县位于秦岭南坡,是典型的林业县,这里山高坡陡,泥石流时有发生。受泥石流的侵害,县城及周边地区,大量泥沙涌入长安河流域,森林植被毁于一旦,林地水土流失严重,生态环境遭到严重破坏,人民群众的生命财产遭受重大损失,给宁陕县城区造成巨大的经济损失。因此,宁陕县城区泥石流地段的植被恢复成为关注热点。本文通过实验研究,为该区域泥石流地段植被恢复提供宝贵经验,亦对类似区域植被恢复起到一定的借鉴作用。
1 宁陕县2003年泥石发生条件分析
1.1 持续大暴雨是诱发宁陕地质灾害的主要因素
2003年8月28日20点到30日上午,不到40个小时时间内,宁陕县城区降雨量高达347 mm,山体坡面土壤含水量达到极限饱和,局部表层形成流塑状态,最终连同植被一同滑落形成泥石流,流入长安河。
1.2 山体地质结构植被质量是导致泥石流发生的次要因素
宁陕县城区泥石流发生地,在20世纪80年代以前,发生泥石流地段是坡耕地和宜林荒山,实施“天保”工程后,陆续弃耕、绿化,形成以板栗和油松为主、块状分布的人工林,成活率和保存率比较好。天然次生能力较强的阔叶树,生长参差不齐,杂灌植被生长茂盛,林分质量较差,水土保持性能相对降低。宁陕县城区内原关小后山、车站后山王家湾泥石流区域,分布在山坡的中上部,该地段为封山育林区,森林植被良好,在长时间强降雨情况下,坡面径流集水路径上,冲蚀和土层表面剥蚀力加大,原有坡面植被护坡能力减弱,受侵蚀的坡面水土流失。
2 泥石流地段植被恢复模式
2.1 泥石流发生区环境概况
宁陕县2003年泥石流发生地——王家湾,海拔730~1 246 m,气候属北亚热带山地湿润气候,夏无酷暑、冬无严寒。全县年平均气温12.2 ℃,极端最高气温36.2 ℃,极端最低气温-13.1 ℃,气温平均日较差9.2~12 ℃,年较差22.8 ℃。年平均降水量921.2 mm,夏季降水多占全年的46.7%,秋季占31.0%,春季占19.7%,冬季最少仅占2.6%。年平均日照时数1 638.3 h,年平均蒸发量1 221.9 mm,年平均风速1.4 m·s-1。年平均无霜期216 d,初霜日10月30日,终霜日翌年3月28日。坡耕地面积占王家湾总面积的60%以上,弃耕地、轮歇地面积占王家湾总耕地的50%以上。试验区域内土壤瘠薄,以沙砾土为主,因泥石流石砾含量增加,肥力下降,保水能力减弱,林木植被稀少,植被覆盖度低,坡面冲刷发达,水土流失严重,滑坡泥石流随时发生,原有林地以萌生马桑、灌丛为主,人工板栗、油松呈块状分布。
2.2 泥石流发生区生态修复模式
2.2.1 整地方式 根据泥石流地段立地条件,设计穴状整地方式,整地规格60 cm×60 cm×60cm,减少森林植被地表冲刷,有利于保持水土流失。
2.2.2 树种选择 根据泥石流地段的立地条件,参照适地适树的原则,选择生长快、耐干旱、根系发达、易繁殖的油松、侧柏、板栗、核桃、刺槐、金竹、楠竹、猕猴桃、金银花、爬山虎、葛藤等树种,营造生态林、经济林。
2.2.3 造林模式 植被恢复重建是泥石流发生地段生态重建与修复的主要措施,快速有效的植被恢复方法主要是植树造林,合理设计和建设优良的造林模式是泥石流治理成功的关键,优化树种组合与配置是恢复森林植被并使之形成多功能的前提。选择正确的植被恢复模式,既要有利于林木生长和植被恢复,又不能为新的泥石流发生创造条件,兼顾生态效益、社会效益、经济效益。
宁陕县2003年泥石流发生区植被恢复与生态重建过程中,根据形成区、流通区、堆积区等泥石流发生地不同地段的地形地势、堆积物、残留植被等条件,在实际测量泥石流地段环境基础上,本着适地适树、生态林和经济林兼容的原则[1-2],采用宜林则林、宜果则果,乔、灌、藤、草相结合;立地条件较差的地段,以修复生态环境、稳定生态效益为主,营造生态型森林植被;立地条件较好的地段,营造经济价值较高、效益较快、具有观赏性的林地,建设具有立体组合的森林植被样板;参考其他泥石流发生地植被恢复与生态治理成功经验,选择不同的植被恢复模式和造林树种。
王家湾泥石流发生地生态治理共优选两类造林模式,一是经济型混交模式,以经济生态型树种为骨干,搭配其他与之适应的乔灌木,管理中根据经济树种的不同生长期,定期进行灌溉、施肥、病虫害防治等管理,提高挂果产量和质量;二是生态型混交模式,主要针对立地条件相对较差,坡面侵蚀沟发达的地段,采取放射沟汇集雨水到植树坑等工程措施,提高其生态防护功能。同时考虑水土保持效益,植树造林坑穴组合,沿等高线水平带混交配置,以增强植被蓄水保土保肥能力,提高林地的利用率和再生产能力。
(1)乔木+藤本混交模式
油松+爬山虎+葛藤、侧柏+爬山虎+葛藤、板栗+金银花+葛藤、板栗+猕猴桃+葛藤、刺槐+猕猴桃+葛藤、刺槐+金银花+葛藤、金竹+金银花+葛藤。
泥石流形成区治理选择乔藤生态混交模式,适用在坡度>30°、生态环境恶劣的山体,爬山虎、葛藤、金银花栽植在岩石裸露层,发挥生态防护效益,乔木解决长期薪柴困难问题,郁闭成林后可提供木材和林副产品。
(2)经济乔木+(经济)藤本混交模式
板栗+金银花+葛藤、核桃+金银花+葛藤、金竹+金银花+葛藤、山茱萸+金银花+葛藤、板栗+金银花+葛藤、核桃+金银花+葛藤。
适用在立地条件较好山体的中下部,在兼顾生态效益、社会效益的同时,注重农民的经济效益;采用生态型兼容经济果林树种,绿化城区周边环境效果好,产出的干鲜果品或中药材产品经济效益较高。
(3)乔木+草混交模式
乔木(原生)+杂草(原生),乔木(补植)+杂草(原生),乔木+草坪。
泥石流堆积区治理选择乔草混交的观赏型模式,适用平缓山体与农地的交汇处,泥石流经过冲刷、沉淀、堆积遗留的淤泥杂质,土壤有较高的肥力,通过治理平整土地,保留灾后生长的原生乔木、原生杂草,栽植乔木、种植乔木、种植草坪达到治理效果,提高林地总体生态保护与修复功能。
(4)乔(经济树种)+粮间作模式
泥石流滑坡区内,坡度<25°、没有被被泥石流冲刷、毁坏的原林粮间作的林地,利用没有被泥石流的林地,进行果树经济林与农作物套种,发挥经济树种和农作物生产的特长,缓解人口增多、林粮争地的矛盾,经精细管理可取得双向丰收。
(5)林下种植(养殖)模式
发展立体式山林经济,利用乔木层槐树、地被蜜源花草养蜂,林下种植中药材(猪苓、天麻),林边种植黄花菜、时令蔬菜,利用泥石流冲刷的自然沟壑或开阔区进行林蛙、鸡禽鱼类、梅花鹿、林麝等特种养殖。
2.4 泥石流发生区植被恢复生态治理效益评价
2.4.1 生态效益 泥石流区域通过实施多种适宜的造林模式恢复植被,治理和改善环境,林地植被覆盖率增长,由恢复前的20%增加到现在95%,林分结构合理,土地、光热、生物等资源利用率提高,生物多样性增加,地表枯枝落叶增加,土壤结构得到改善,地表径流和土壤侵蚀大幅降低,现已没有或很少再发生水土流失现象,经估算[3]地表径流平均减少31.3%,溪沟流沙量平均减少70.9%,溪沟河道清澈见底,生态环境的改善,增强土了壤吸收和保水能力,将大量泥沙固定在坡面,林地调节能力提高。植被恢复后泥石流发生区的日照、气温、湿度、土壤水热等小气候条件得到改善,提高了土地和植被对气候条件尤其是不良气候环境的调控能力,反过来又促进树木等更好地生长。
2.4.2 经济效益 泥石流区域植被恢复中采用的生态经济型树种或经济模式,在先保持水土再巩固泥石流造林成果的基础上,提高了单位林地林副产品产量,让林农得到了一定的实惠,增加了家庭收入,也激发了农户泥石流发生区生态治理的积极性和信心。
2.4.3 社会效益 泥石流发生区生态治理森林植被恢复项目实施过程中,总结造林模式经验,把科研成果转化到工程项目之中,通过林业生产与试验示范、林业长远效益与短期效益相结合,提高林业植被恢复科技含量,改善林业经济结构,创造林农就业机会,提高林农对生态环境的保护意识,倡导人与自然和谐相处,为实施生态环境建设与保护奠定良好的社会氛围,有利于促进宁陕县域经济的持续发展。