燕山山地丘陵区水土流失防治途径及治理技术体系思考
2020-01-11凌峰,王群
凌 峰,王 群
(海河水利委员会海河流域水土保持监测中心站,天津 300170)
燕山山地丘陵水源涵养生态维护区是全国水土保持区划划分的117个三级区之一,位于七老图山以南、华北平原以北、内蒙古高原以东、渤海以西,除围场和平泉两县部分地区位于松辽流域,其他区域均属海河流域。行政范围涉及北京、天津、河北3省(直辖市)36个县(市、区),土地总面积7.51万km2,属于京津冀协同发展区北部,区内张家口承德地区担负着“建设首都水源涵养功能区和京津冀生态环境支撑区”的重任,北京和张家口市是第24届冬季奥林匹克运动会举办地,地理位置敏感而重要。本文通过分析该区土壤侵蚀环境和水土保持现状,总结了区域水土流失防治途径和水土流失治理技术体系,以期为区域水土流失防治提供思路和参考。
1 自然概况
该区北部坝上地区地处燕山地槽与内蒙古台背斜的地质过渡带,地质构造复杂,经多次冲击、风蚀和剧烈的造山运动,形成了高原地貌的基本轮廓,主要由花岗岩、片麻岩、闪长片麻岩组成,部分地区有中生代碎屑岩,并存在大量火成岩。南部燕山山地区广泛分布着石英岩和硅质灰岩、下古代浅海沉积页岩和石英岩等。总体来看,区内山地和丘陵面积较大,约占总面积的79%,平均海拔约为750 m,其中最高峰东猴顶海拔2 292 m。区内多年平均年降雨量为400~600 mm,最高可达670 mm,多集中在7—8月,年平均气温为7℃,≥10℃积温在3 000℃左右,无霜期80~190 d。北部坝上地区春季气温回升迟缓,多大风沙尘天气;夏季短暂,盛行由海洋吹向大陆的偏南风,气候温暖多雨,昼夜温差变化大;秋季霜冻早,气温下降快;冬季漫长,达280 d左右,受西伯利亚冷气团控制,盛行偏北风,气候寒冷干燥、无霜期仅为80 d。本区是滦河、潮河、白河等的发源地。
该区土壤主要以褐土、棕壤、潮土、栗褐土、粗骨土为主,其中褐土占总面积的40.96%、棕壤占总面积的28.75%。植被类型以温带落叶阔叶林、温带落叶灌丛为主,主要乔木树种有油松、落叶松、云杉、侧柏、蒙古栎、白桦、山杨,主要灌木树种有辽东栎、荆条、山杏、胡枝子、虎榛子、绣线菊,主要草本植物有克氏针茅、白羊草、万年蒿、黄背草等。经济以农业生产和经济作物种植为主,主要农作物有小麦、玉米等,经济作物以蔬菜、杂粮、食用菌及特色经果林等为主。
2 水土流失与水土保持情况
2.1 水土流失情况
该区土壤侵蚀以水蚀为主,水蚀与风蚀并存。根据第一次全国水利普查水土保持情况普查,区内水土流失面积为25 681.5 km2,占土地总面积的34.21%。其中,水蚀25 054.9 km2,占水土流失总面积的97.56%;风蚀626.6 km2,占水土流失总面积的2.44%。水蚀主要发生在坡耕地和稀疏灌草地,以轻、中度侵蚀为主,其中轻度侵蚀占水蚀总面积的51.4%、中度侵蚀占水蚀总面积的32.6%。风蚀主要发生在北部坝上局部地区、部分干涸河谷地带,以轻度侵蚀为主,轻度侵蚀占风蚀总面积的75.4%。
2.2 水土保持概况
1990年,经水利部批准,区内潘家口水库上游地区列入国家水土保持重点治理区,共有16个县开展了重点治理。进入21世纪以后,水土流失治理规模不断加大,先后开展了“21世纪初期首都水资源可持续利用规划”水土保持项目、“京津风沙源治理工程”等水土保持治理项目。党的十八大以来,区域水土保持生态建设力度进一步加大,坡耕地改造工程、国家水土保持重点工程继续有序推进。同时,区内各省(自治区、直辖市)结合各自实际,开展了清洁小流域建设等水土流失防治工程。截至2018年底,累计治理水土流失面积5.36万km2,其中2012年以来治理1.93万km2,取得了明显的水土保持效果。区内水土流失状况得到有效减轻,林草覆盖率提高到47%,生产生活条件进一步得到改善,水土保持建设的小流域和相关工程成为当地发展生态经济的重要基础。
2.3 水土流失防治需求
(1)区域下游为人口密集的京津冀城市群,根据“首都水源涵养功能区和京津冀生态环境支撑区”的定位要求,区域内水土流失防治必须“以水而定、量水而行”,充分考虑当地生态和经济社会发展与为下游供水之间的矛盾,在清洁型小流域建设等水土流失防治中增加节水型小流域和输水型小流域。
(2)区内山高坡陡,土层瘠薄,坡耕地和稀疏灌草地水土流失也较严重,水土流失造成的泥沙淤积河道和水库,影响水库行洪及供水安全;同时,林下水土流失依然严重,尤其是东南部遵化、迁西等地板栗、核桃经济作物种植区域,林下基本没有植被覆盖,极易发生水土流失。因此,应加大水源地上游水土流失治理力度,并充分重视坡林地水土流失。
(3)北部坝上风沙区随着旅游的开发,人为活动加剧,原有治理成果需要巩固,草场资源有待保护。另外,部分干涸河道或季节性河道、河谷地带有土地沙化和风蚀发生,也需要注意防护,减少对周边环境的影响。
(4)作为京津冀协同发展区域的北部,区内交通、电力等基础设施建设力度必然加大,对生态脆弱的张家口、承德地区势必造成一定的生态压力,需要加大水土保持监管力度,坚持生态优先的理念,在项目立项时充分考虑地区生态需求及水资源现状,在事中事后监管中把好生态关。
3 水土流失防治途径与技术体系
区内水土保持的重点是通过三道防线建设,调节径流、涵养水源、改善水质、控制面源污染、保护水源,减少湖库淤积、保障京津等地供水安全;风蚀地区继续做好水土保持林草养护,巩固封育成果。管理上,以全国生产建设项目水土保持遥感监管为抓手,做好区域生产建设项目水土保持监督管理,有效遏制人为水土流失。
3.1 防治途径
(1)远山、深山地带,主要实施封禁治理、生态移民、生态补偿等生态修复和预防保护措施,降低人为活动干扰影响,适当补植补种低耗水植物,提高林草覆盖率,将汛期洪水转化为潜流,促进生态改善的同时增强水源涵养能力,确保北京、天津、唐山等城市供水安全和生态安全。
(2)中山、低山地带,以水土流失综合治理和控制面源污染为主,按照人口密集程度和区域定位,有序推进坡耕地改造和小型水利基础设施建设,改善农业生产条件。在此基础上,宜农则农、宜林则林、宜果则果、宜药则药,大力发展特色水保经济。有条件的地方,推行与水源保护相适应的生态农业、观光农业、休闲农业,减少化肥、农药的使用量。发展建设生态清洁型小流域,在村镇及旅游景点等人类活动密集区,建设小型污水处理及流域垃圾处理设施,改善人居环境,减少面源污染。
(3)浅山、丘陵地带,以供水水库水源地和河道生态保护为主。以河道两侧及湖库周边为重点,通过适当的植物和工程措施,维系河道及湖库周边生态系统,控制水土流失、减少泥沙入河入库、改善水体水质、美化环境。
(4)坝上水风蚀交错地区,以治理水蚀为主,兼顾风蚀,大力实施退耕还林还草,沿坝缘构筑防护林带。局部水蚀严重区实施以小流域为单元的综合治理,重点是侵蚀沟治理和小型集、蓄水工程建设。
(5)生产建设项目水土保持措施布设要注重工程措施和植物措施的有机配合,在重要设施和重要防护部位、山体脆弱地区等加大工程措施力度,确保工程安全;其他区域防护应增加植物措施比例,并优先选用当地树草种和低耗水植物,确保成活率。
3.2 技术体系
该区治理技术体系主要有水蚀区水土保持三道防线建设体系、水风蚀交错区水土流失综合治理体系和坡林地水土流失综合治理体系。
3.2.1 水蚀区水土保持三道防线建设
第一道防线为生态修复防线,即在中山低山及人烟稀少地区实行全面封禁,采取自然修复措施,对立地条件差的区域可补植补种部分低耗水植物,提升植被特别是灌草植被的生态功能。合理利用自然资源,适度开展生态旅游,减少人为活动和人为干扰,实现自然保水。
第二道防线为生态治理防线,即在人口相对密集的坡脚等地区进行水土流失综合治理,实施保护性耕作和坡耕地改造工程,建设基本农田,加强小型水利基础设施建设,改善生产条件。乡村生活污水和生活垃圾通过小型污水处理系统和建设简易垃圾储运站、定期清运的办法解决。
第三道防线为生态保护防线,以河道两侧及湖库周边为重点,通过建设库滨带水源保护工程和采取封河育草、沟道水系、湿地保护等措施,有效发挥灌木和水生植物的水质净化功能,拦蓄泥沙入河、净化河道水体。同时,在生活区通过建设亲水平台等措施,提升沿河居民生活幸福指数。
3.2.2 水风蚀交错区水土流失综合治理
在坡面治理上,该区山坡上部以荒山、荒坡为主,面积大、土质差,坡面治理采取封禁和补植等方式,尽快恢复自然植被;山坡下部开挖截流沟、竹节壕等,拦蓄径流;截流沟下栽植柠条,形成灌木带,保护下游农地和草地。
在沟道治理上,主要是修筑谷坊,防止侵蚀沟发育;如侵蚀沟较大且有发展趋势,应及时修建沟头防护工程,避免发生溯源侵蚀。沟道底部区域较大,可修建水平梯田,提高农业生产条件。
在耕作保护上,为防止风蚀,建设农田防护林网,主林带与风向垂直布设。区域内小河道建设护村护地坝,保证村庄、农田和道路等设施安全;及时疏通河道,严禁河道内耕种和采砂,确保行洪安全。
3.2.3 坡林地水土流失综合治理
对坡度较陡的坡林地,视现有经济林密度不同采取不同的治理方式。对经济树种树龄较大、分布较少的坡林地,建议采取土地置换的方式,将原有坡林地进行封禁治理,恢复当地植被。对种植密度较高、仍产生较高经济效益的坡林地,采取修筑树盘的方式减轻水土流失。树盘可采用现场石质材料,也可采用水泥预制树盘,大小视树龄而定,一般半径不超过1 m,埂高0.5 m。沟道内修建硬化排水沟,有效疏导径流。
对坡度较缓的坡林地,按照等高线修筑水平阶或水平条田,有条件的地方田面可适当放宽,按梯田规模修建,条件差的地方应保证田面宽度在1 m以上,并适当修筑田埂。在沟道内,修建干砌石谷坊拦蓄泥沙。
4 结语
燕山山地丘陵水源涵养生态维护区位于京津冀协同发展区域的北部,地理位置十分重要,同时也存在生态脆弱、水土流失潜在危险大等问题。做好该区水土保持工作,具有十分重要的现实意义。根据区域水土流失和水土保持现状,本文分析了区域水土流失防治需求,并在总结已有治理经验的基础上,提出了区域水土流失防治途径和治理体系,为在该地区开展水土保持规划、设计、治理、监督、监测等工作提供思路和参考。