新时期黄河流域水土保持与生态保护的战略思考
2020-01-20曹文洪张晓明
曹文洪,张晓明
(1.中国水利水电科学研究院,北京 100038;2.水利部水土保持生态工程技术研究中心,北京 100048)
黄河是中华民族的母亲河,是我国重要的生态屏障和生态廊道。然而黄河也是世界闻名的多沙河流,黄土高原严重的水土流失造成下游河道淤积形成“地上悬河”。黄河流域大部分地区属干旱、半干旱地区,生态系统脆弱,资源环境承载能力低。受人类活动和气候变化影响,流域水资源持续衰减,河流生态系统退化问题突出。2019年9月18日习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上指出:“黄河一直体弱多病,水患频繁,当前黄河流域仍存在一些突出困难和问题”“这些问题,表象在黄河,根子在流域”“要紧紧抓住水沙关系调节这个‘牛鼻子’”“共同抓好大保护,协同推进大治理,让黄河成为造福人民的幸福河”。黄河流域生态保护和高质量发展已成为重大国家战略。黄土高原的水土流失防治是黄河流域生态保护的主要内容和治理的根本措施,也是黄河高质量发展的基本保障[1]。因此,大力加强黄河流域水土保持与生态保护,对保障黄河长治久安和幸福河的实现具有重大意义。
1 黄河流域生态保护的战略地位
黄河全长5 464 km,是世界第五长河、全国第二长河,流域(片)面积79.5万km2,由西向东流经我国三大阶地,贯穿青藏高原、黄土高原、华北平原、环渤海地区,跨越干旱、半干旱、半湿润等多个气候带和温带、暖温带等多个温度带,自东南向西北依次为森林草原、干草原和荒漠草原3种植被类型地带。黄河流域绝大部分位于我国资源性缺水问题突出的中西部,流域多年平均降水量约为450 mm。受流域独特的气候和地理特性影响,黄河径流主要来自上游地区,泥沙主要来自中游黄土高原地区(潼关站1952—2018年多年平均实测径流量和输沙量分别为332.1亿m3和9.43亿t),呈现水少沙多和水沙异源特性,水沙关系不协调的矛盾十分突出,这是黄河成为世界上最为复杂难治河流的症结所在。
黄河流域是我国重要的生态屏障,是连接我国西北、华北、渤海的重要生态廊道,在我国“两屏三带”为主体的生态安全战略格局中占据重要位置,是“青藏高原生态屏障”“黄土高原—川滇生态屏障”“北方防沙带”的重要组成部分,是华北、中东部安全屏障构建的前提条件,是峡谷、荒漠、戈壁等区域系统稳定和生物多样性保护的基础,是高寒冷水、峡谷激流和平原河口洄游保护鱼类重要栖息保护地。黄河流域也是保障国家能源安全、粮食安全的关键区域和重要经济地带,是我国全面打赢脱贫攻坚战的重要区域和多民族和谐高质量发展的要地。
黄河流域水资源仅占全国的2.5%,却承担着全国12%的人口、15%的耕地和13个国家能源化工基地的供水任务。伴随地形高程梯度、气候温度梯度、河流水沙梯度和人类活动强弱等的变化,黄河从河源到河口形成了复杂交织的黄河源区—河套灌区—黄土高原水土流失区—下游滩区—黄河河口区与干流廊道“一廊五区”的生态空间格局。“一廊五区”具有特殊的生态服务功能与重要的生态产品供给能力,对流域水资源安全、水生态安全保护支撑作用突出,是流域生态保护与高质量发展的重要依托。
2 黄土高原水土流失治理的战略作用
黄土高原位于黄河中游地区,在黄河流域“一廊五区”生态空间格局中处于极为重要的地位,其生态环境健康不仅关系到该地区1亿多人口的生存与发展[2],而且是构建华北和中东部地区生态屏障的前提条件。然而,黄土高原是世界上分布最集中且面积最大的黄土堆积区,是世界上水土流失最严重的地区之一,也是黄河洪水和泥沙的主要来源区。黄土高原的自然属性决定了黄河水少沙多的环境本底,不合理的人类活动又加剧了水沙关系失调失衡。因此,水土流失问题是黄河流域首要的环境问题,也是制约区域社会经济高质量发展的瓶颈。习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调“治理黄河,重在保护,要在治理。要坚持山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理,推动黄河流域高质量发展”。因此,在黄土高原水土流失区积极开展水土流失综合治理,是解决水沙关系不协调问题的关键措施,对黄河流域生态保护和高质量发展具有重要的战略作用。
新中国成立以来,党和政府高度重视黄土高原水土流失治理工作。经过70多年的综合治理,各类水土保持措施面积逐年增加。黄河流域各省区水土保持面积等数据统计结果表明,近20年增加水保措施面积21.3万km2,造林种草、梯田和封禁各占60%、25%和15%。主要成效如下:
(1)植被恢复成效显著,生态环境明显好转。通过大面积封育保护、造林种草、退耕还林还草等植被建设与恢复措施,黄土高原林草植被面积大幅增加,主色调渐次由黄变绿。其中,黄河中游的黄土丘陵沟壑区植被覆盖率增加最为明显,其植被指数年均增长速率是黄土高原平均水平的1.5倍;水土流失最严重的中游头道拐—龙门区间林草植被覆盖率已由20世纪70年代末的23%增加到2016年的55%,区域生态治理成效显著。
(2)水土流失面积减少,土壤侵蚀强度降低。通过实施国家水土保持重点工程等重大生态保护修复工程,截至2018年黄土高原累计初步治理水土流失面积23万km2。根据2018年动态监测成果,2018年西北黄土高原区水土流失面积21.37万km2,较2011年全国第一次水利普查结果减少2.15万km2,减幅约9%。土壤侵蚀强度亦明显减轻,呈现出高强度侵蚀向低强度侵蚀变化的特征。强烈以上水蚀面积较1990年减少60%。尤其中游黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀模数普遍减少50%以上,水土流失严重状况得到了明显好转。
(3)区域蓄水保土能力不断提高,减沙拦沙效果日趋明显。以小流域为单元的水土流失综合治理是黄土高原治理的成功经验。通过合理配置林草、淤地坝、梯田等水土保持措施,区域蓄水保土能力不断提高。人民治黄70年,黄河流域总保土量为194亿t,累计增产粮食15 662万t,增产果品15 570万t,产生的水土保持经济效益总计11 789亿元[3]。相应地,黄河控制性水文站潼关站的年均输沙量由1919—1959年的15.92亿t减少至2000—2018年的2.44亿t,有效减少了黄河下游河道淤积,为黄河安澜做出了重要贡献。
3 黄河流域水土保持面临的挑战
黄土高原大部分地区处于干旱半干旱气候区,土质疏松、湿陷性强,土壤抗蚀性差,暴雨强度大,植被结构相对单一,加之强烈的人类活动影响等,成为我国生态脆弱区分布面积最大、脆弱生态类型最多、生态脆弱性表现最明显的地区之一。尽管黄土高原水土流失防治取得了瞩目成就,但仍未从根本上改变区域生态脆弱的属性,且局部治理不平衡、治理标准低等问题依然存在。
(1)黄土高原水土流失严重和生态环境脆弱特性没有改变,水土流失防治依然任重道远。经多年治理,黄土高原区域生态环境逐步改善,但其生态脆弱性和重大灾害风险性的本底并没有根本改变。黄土高原仍有一半以上的水土流失面积尚未得到有效治理,且相当一部分属于难治理区。随着大规模退耕还林还草和坡面治理措施的有效实施,坡面侵蚀得到有效控制,但沟道侵蚀占比凸显,侵蚀沟治理存在短板,黄土高原66.7万条侵蚀沟急需得到针对性治理。部分区域水土流失治理标准低,措施配置不当,系统防护效能不高,极端降雨事件下低效林地、坡耕地、老式梯田、病险淤地坝等抵御灾害能力严重不足,水土保持措施建后管护机制亟待完善。
(2)黄土高原不同侵蚀类型区治理空间不均衡,水土流失治理格局亟待调整。黄土高原不同侵蚀类型区生态保护和水土流失治理的目标及其措施缺乏分区分类指导,使得不同侵蚀类型区治理目标、不同水土保持措施适宜建设规模等不明确,导致局部地区植被建设水分承载力已达上限,部分区域因劳动力转移造成优质梯田被弃耕,还有部分区域因地形破碎出现坡地梯田化潜力不足、人粮矛盾突出等,现有水土流失治理格局亟待调整。此外,针对区域不同治理度下坡面、沟道措施效益分离,系统性防护效能及其耦合效应认识不足等问题,不同类型区的措施适宜配置模式有待系统构建[4]。
(3)传统水土流失治理模式与金山银山的要求存在差距,亟待与高质量发展深度融合。多年来,黄土高原以小流域为单元的综合治理成效显著,减少了入黄泥沙,但同时也存在考虑当地群众脱贫致富还不够,山区放牧、退耕还林反弹现象时有发生,水土保持成果巩固任务重的问题。这说明以减缓水土流失和增加粮食供给能力为主要目标的传统水土流失治理模式存在目标单一化、与社会经济发展融合度不足等短板,水土流失治理对农民收入增加贡献比例不高,使农民获得感不强,水土流失治理与黄河流域高质量发展要求还存在距离,亟待探索既要绿水青山又要金山银山高质量发展的实现路径。
(4)黄河水少沙多和水沙关系不协调特性没有改变,河道防洪压力突出。经过多年的治理,在入黄泥沙大幅度减少的同时,黄河实测径流量也呈较大幅度减少态势(潼关站的年均径流量由1919—1959年的426.1亿m3减少至2000—2018年的239.1亿m3),水少沙多和水沙关系不协调特性依然存在。加之黄河下游“二级悬河”会导致滩地横比降大于主河槽的纵比降,一旦发生较大洪水,发生横河、斜河特别是滚河的可能性增大,严重威胁堤防安全,同时中小洪水易于漫滩,而滩区生产堤防御洪水能力低,易形成小水大灾,严重制约滩区社会经济发展。
4 新时期黄河流域水土保持与生态保护的战略举措
在新的历史时期,党的十九大提出到2035年生态环境根本好转、美丽中国目标基本实现,对水土保持和生态保护提出新的更高的要求。新时期水土保持发展内涵要有新拓展[5],要积极推进山水林田湖草沙系统治理,以提高水土保持率为目标[6],为黄河流域生态保护与高质量发展做出贡献。
(1)全面加强生态保护,提升河源区和河口三角洲的水源涵养能力与生态质量。强化上游水源涵养区保护,提高水源涵养能力,充分发挥大自然的自我修复能力,加大对人为影响生态环境因素的治理力度,推进开展退牧还草、退耕还林还草、封山育林、湿地保护、黑土滩型退化草地综合治理、草原鼠害防治、生态移民等措施。以三江源、祁连山、甘南、若尔盖、子午岭-六盘山、秦岭等水源涵养区为重点,实施若尔盖、甘南等一批水源涵养和建设工程,提高水源涵养能力。研究黄河口流路布局与确保黄河下游防洪安全和保障三角洲湿地生态系统的良性维持方案,推进黄河口三角洲湿地大保护,提升生物多样性。充分发挥黄河入海水量的生态效益,在黄河三角洲实施陆域生态系统保护与修复,促进生态系统的正向演替;实施以入侵物种治理和原生物种恢复为主要内容的潮间带生态恢复,保护和改善以鸟类为主的滩涂生物栖息地质量,保护生物多样性。
(2)统筹山水林田湖草沙系统治理,推进黄土高原水土流失区绿色发展和乡村振兴。山水林田湖草沙系统治理就是统筹治山、治水、治林、治田、治湖、治草、治沙,多措并举,形成合力,既要坚持确保黄河安澜的国家目标,又要考虑当地群众的脱贫致富,坚持培育生态保护的空间格局、产业结构、生产方式和生活方式,切实推进黄土高原水土流失治理和乡村振兴提升,实现绿水青山就是金山银山的目标。积极探索在人口密度相对较低、降雨条件适宜、人为活动干扰少的区域,实施分类指导的生态自我修复[7]。林草植被建设,要坚持宜草则草、宜灌则灌、宜乔则乔、宜封则封。以400 mm年降水量为界,400 mm以上区域提升林分郁闭度、近自然经营以提升系统质量,400 mm以下区域自然修复、辅以人工干预以提升系统稳定。以需定产,围绕村镇居民点,在降水量大于400 mm和坡度5°~15°缓坡耕地发展旱作梯田及改造提升现状梯田。粗泥沙是黄河下游河道淤积最主要的来源,为实现黄河“四个确保”、保证“河床不抬高”,需突出重点、集中治理,将多沙粗沙区、特别是粗泥沙集中来源区及内蒙古十大孔兑等作为治理重点,科学布局淤地坝,精准建设。在重要水源地和乡村周边,推动实施农村生态清洁小流域建设与人工植被提升工程。创新生态治理与乡村振兴融合发展模式,鼓励采用村民自建、以奖代补等多种形式,系统推进重点工程建设,并完善资金投入、生态补偿和项目运行等治理体制机制。
(3)推进黄河下游滩区治理升级,实现滩区可持续发展。黄河下游滩区人水共居,生态环境空间交错,人水争地矛盾突出。下游滩区是黄河滞洪沉沙的场所,是190万群众赖以生存的家园,也是重要的自然保护区和种质资源保护区。在保障黄河下游河道防洪安全的前提下,完善和提高现有的生产堤和河道整治工程,形成新的黄河下游防洪堤标准,对滩区进行分类治理,使相当部分滩区成为永久安全区,解决滩区发展与治河的矛盾。主河槽是下游河道基本的输水输沙通道,今后要在相当长时间内维持一个平滩流量4 000 m3/s以上的主河槽,并通过河道整治工程等稳定河势,保障河道基本的泄洪输沙能力和大堤安全。通过滩区引洪放淤及机械放淤,淤堵串沟堤河,平整和增加可用土地,进行黄河下游滩区生态廊道建设,加快“二级悬河”治理步伐,改变“二级悬河”河段槽高、滩低、堤根洼的不利局面。