镇远县白水溪小流域水土流失综合治理研究

2020-11-05傅良同王露伟

绿色科技 2020年18期

傅良同,王露伟

(1. 黔南民族师范学院旅游与资源环境学院，贵州都匀 558000；2.贵州省水土保持科技示范园管理处，贵州贵阳 550000)

1 引言

水土流失是重大生态环境问题之一，开展水土流失治理助推地区经济、生态可持续发展的重要举措[1,2]。针对小流域内水土流失现象较为普遍且流失程度严重等问题，采取恢复与建设植被等生态措施，能够在很大程度上保护小流域水土资源，促进经济发展，提高生态环境质量[3～5]。水土流失现象的发生一般与地区气候、植被、土壤、人类活动等因素密切相关[6,7]。镇远县白水溪小流域由于自然以及人类不合理活动等因素，水土流失严重，很大程度上降低了土地利用率、耕地退化、土地产出下降，影响农民实际农业收入，制约着农村经济发展水平。因此，进行合理产业结构调整，提高产业水平，促进农民群众致富增收是亟需开展的工作，而且，水土保持综合措施的开展不仅能够治理水土流失，同时在带动群众脱贫致富奔小康、发展地方农村经济等方面具有典型性、代表性以及工程示范性。

2 研究区自然与社会经济状况

2.1 自然状况

白水溪小流域位于云贵高原向湘西丘陵过渡的斜坡地带，属长江流域沅江水系。气候属于亚热带季风湿润气候区，年平均气温16.3 ℃，多年平均降水量1078.6 mm，5～9月份为雨季，占全年降水量的80%以上。全年以东北风居多，夏季盛行东南风，主要灾害天气有干旱、秋风绵雨、倒春寒、冰雹、暴雨等。流域总体为低中山地貌类型，地势北高南低，海拔850～1050 m之间。土壤类型主要为黄壤及水稻土，多呈中性和酸性(pH值在 5.5～7.5之间)，土层厚度在 0.5～12 m。小流域植被覆盖率约为45.30%，植被类型属亚热带常绿阔叶林带，原生植被已不复存在，次生植被多为疏林和灌木草丛，自然植被以灌草丛为主，主要灌木有火棘、荀子、滇榛、青冈、水荨麻、杜鹃等；主要草种有百喜草、知风草、狗牙根等；蕨类主要有铁芒箕等。人工植被以农田植被、经果林、用材林为主，主要农田植被有稻谷、烤烟、玉米、向日葵等；主要经果林有桃树、猕猴桃；主要用材林有马尾松、杉树、楸树、刺槐等。

2.2 社会经济状况

白水溪小流域涉及镇远县涌溪乡，小流域内总人口1538人，其中农业人口1515人，农村劳动力682个，人口密度为188人/km2，近些年部分青壮劳动力外出务工现象普遍，约占劳动力人口的25%。流域耕地总面积4792.5亩，人均耕地3.12亩/人，粮食总产量539 t，农业人均产粮356 kg/人，农民年均纯收入5290元。根据统计资料结合实地调查发现：白水溪小流域土地总面积3305.01 hm2，其中耕地753.58 hm2，占总面积22.80%；林地1872.68 hm2，占总面积56.66%；草地17.21 hm2，占总面积17.21%；城镇村及工矿用地31.42 hm2，占总面积的0.95%；水域及水利设施用地27.86 hm2，占总面积的0.84%；交通运输用地50.56 hm2，占总面积的1.53%。土地利用情况详见表1。

表1 白水溪小流域土地利用现状

3 水土流失治理情况和成效

3.1 项目实施背景

由于气候、植被、土壤以及不合理的人类活动等多重因素影响，造成流域内严重的水土流失现状，亟需采取有效的水土保持措施进行治理。白水溪小流域气候温暖湿润且多雨，在有限的土壤资源以及土壤蓄水容量条件下，大降水量及多暴雨情况产生强烈的水力侵蚀等外动力作用，为流域土壤侵蚀和水土流失提供强大的潜在动因；流域内植被覆盖率较低，地表土壤裸露，在外力侵蚀作用下，有限土壤资源进一步流失与退化，造成土壤养分下降，基岩裸露面积增大。此外，流域内地面坡度大，切割深，陡坡耕作土层较薄，细颗粒物质易被淋失，土体中残留半风化碎屑物增多，土壤黏性较低，土壤结构性不好，肥力较差，保水保肥能力弱，在雨水作用下，极易产生水土流失。加之如不合理耕作方式、土地利用结构不合理、落后和不合理的农业生产方式等造成原有地块水土保持功能丧失、人地关系失衡、人地矛盾突出、单位面积产量减少、农林牧用地比例严重失调、水土流失严重。

通过实地调查和地块图斑现场勾绘分析，小流域水土流失主要集中在坡耕地、荒山荒坡、疏幼林地、灌木林地等地类中，侵蚀方式主要以水力侵蚀为主。结合《土壤侵蚀分类标准》判别统计，小流域现有水土流失面积2231.78 hm2，占该小流域土地总面积的67.53%，土壤平均侵蚀模数为2095t/km2·年，年均土壤侵蚀量为6.92万t。按流失程度划分为：轻度流失面积410.49 hm2，占流失面积的18.39%；中度流失面积1532.73 hm2，占流失面积的68.68%；强烈流失面积288.56 hm2，占流失面积的13.93%(表2)。

表2 白水溪小流域水土流失现状

3.2 措施布置原则

3.2.1 因地制宜，综合治理原则

因地制宜采取相应的水土保持措施，构建有效的水土流失综合防治体系是水土流失治理工作开展的重要原则[4]。在经果林建设方面，以符合当地产业规划为主；在坡面水系建设方面，要与小流域地貌有机结合，充分利用已有灌溉设施和水源设施，合理规划，科学布置；在田间生产便道建设方面，要充分利用原有的生产便道，减少工程建设占地。

3.2.2 突出重点，统筹兼顾原则

小流域以经果林建设为重点，配套必要的坡面水系等措施。同时在措施布局上，要与土地开发、农业综合开发、烟水配套等相关措施有机协调，统筹兼顾，综合治理以达成预期效果，并充分考虑农村人口结构变化和城镇化进程，科学规划，合理布局，根据实际需求进行工程建设，避免重复建设，以发挥工程最大效益。

3.2.3 集中连片，规模示范原则

充分利用先进的科学技术，合理高效布局相关工程，形成规模，集中力量建设示范亮点，积极探索山区水土流失综合治理的技术路线和建设管理模式。促进水土保持重点建设工程的开展，充分发挥示范带头作用。

3.2.4 基础建设，综合配套的原则

在建设内容上，要以加强农业基础设施建设为目标，加强与小型农田水利建设和农艺、农机措施的结合，做好坡面水系、蓄水池等小型水利水保工程的综合配套，充分发挥工程系统的综合效益。

3.3 治理措施

3.3.1 工程治理措施

依据白水溪小流域实际情况主要选择田间道路、蓄水池两种形式作为主要水土保持工程措施。结合当地农民一般采用小型机械耕作或人行耕作等耕作习惯及需求，田间道路工程主要为布设机耕道及生产便道，共设计机耕道8条，总长2430 m，其中1号机耕道240 m，2号机耕道350 m，3号机耕道880 m，4号机耕道500 m，5号机耕道220 m，6号机耕道280 m，7号机耕道240 m，8号机耕道240 m，田间道路工程建设能够更有效改变传统耕作方式，便于农业生产。蓄水池设计按20年一遇24 h最大暴雨标准设计。修建50 m3地埋式矩形砼盖板蓄水池。尺寸为：长6.3 m，宽4 m，水深2 m。侧墙厚30 cm ，底板厚15 cm，池顶设置横梁一道，梁的截面为0.2 m×0.3 m；盖板为10 cm厚，并设0.8 m×0.8 m检修孔，爬梯采用ф16圆形钢。蓄水池侧墙和池底之间设置沉降缝，缝间用止水材料(沥青、玻璃、丝布或油布毡)填塞。蓄水池地基为石灰岩，属硬质岩，强风化，基础应开挖至强度较高的泥岩或岩石层，水池建好后水池外侧进行回填。岩石边坡按1∶0.2开挖，土质边坡按1∶0.5的坡度开挖。取水采用底部埋管取水，水管采用φ32PE管配套φ32闸阀，布置在距池底0.3 m处，池顶设溢水管，溢水管以及排污管均采用φ100PE管。

3.3.2 发展经果林

结合发展当地产业特色经济的规划要求，以发展农村经济，调整农村产业结构，提高农民收入为原则。在交通方便、集中、连片的地块建成具有一定规模的经果林。根据白水溪小流域土壤条件，主要选择白芍(中药材)和黄金李作为地区主要经果林品种。项目共布置经果林384.65 hm2，其中栽种白芍275.33 hm2，栽种黄金李109.32 hm2。经果林栽种选用1年生且无病虫害的杯苗进行种植。白芍种植株行距为1m×1.2m，密度约为6667株/hm2。采用块状整地，规格为：0.4 m×0.4 m。黄金李种植株行距为4 m×2 m，密度约为1250株/hm2。采用块状整地，规格为：0.6 m×0.6 m。经果林种植前进行整地，做到合理间作，留足树盘，覆盖黑地膜，间作物不能影响树体生长。保证科学合理施肥和及时防治病虫害。病虫害防治遵循“预防为主，综合治理”的原则，以人工、物理、生物防治为主。

3.3.3 封禁治理措施

通过对小流域现状调整，针对人为干扰较大及水土流失较为严重的灌木林地块和有林地，采取封禁治理措施，调查流域内植被状况、主要树种、社会经济状况以及群众对木材、林副产品、薪材、放牧要求、习惯等，对郁闭度小于0.2的灌木林地、疏幼林地实行封禁治理。所选流域共区划封山育林面积1185.32 hm2。采用全封办法进行管护，封禁类型为乔灌型，封禁年限5年，实现生态自我修复。在管护方面，成立相关管护小组，制定管护制度，并修建管护碑等相关管护设施。

3.3.4 保土耕作措施

根据小流域坡耕地的产出现状，在坡耕地上采取耕犁整地，培肥改土，栽培管理和间套轮作等一整套耕作措施，以达到蓄水保土，减轻水土流失，增加农作物产量的目的。项目共布置保土耕作面积达453.8 hm2，以地块承包到户为基础，规划出集中连片，规模较大的保土耕作区，并根据不同的地形、土质等条件，采取不同的保水保土耕作法。保土耕作选用沟垄种植和合理密植，主要实施的保水保土耕作法包括：改变微地形，例如：等高耕作、沟垅种植、穴状种植、抗旱丰产沟、休闲地水平犁沟；增加地面植被覆盖，如：草田轮作、间作、套种、带状间作、合理密植等；改良土壤结构，增加土壤自身抗蚀能力，如：抽槽聚肥，减耕免耕等。

3.4 治理成效

3.4.1 蓄水保土效益

通过修建蓄水池、田间道路工程、发展经果林、改变耕种方式、实行封禁育林等综合水土保持措施，有效改变地表微地形、增加土壤入渗、增加地表植被，减轻面蚀。小型水利水保工程有效制止沟头前进、下切和扩宽，减轻沟蚀，可直接拦截泥沙；蓄水池能够缓减水资源时空分配不合理等问题；耕作措施、植物措施能够增加地表植被覆盖度，对减轻土壤侵蚀与流失有显著效果。经综合水土保持治理措施实施后，白水溪小流域土壤侵蚀模数降低至890 t/km2·年，年蓄水效益为21.23万m3，年减沙效益为3.01万t。

3.4.2 经济效益

改进保土耕作方法、因地制宜发展经果林、封禁发育林业能够最有效增加人们经济收入。结合当地现行价格计算粮食、果品、木材、枝柴增加的收入并进行统计，治理区每年增加实物量为：粮食增产197.52 t，木材蓄积量1816.29 m3，每年直接经济效益714.83万元，农民人均收入增加1168元。

3.4.3 生态效益

水土流失综合治理措施在很大程度上发挥重要生态价值，能够有效控制流域内水土侵蚀状况、改善生态环境、提高水源涵养能力[8]。经治理后，白水溪小流域水土流失治理程度达87.17%，林草措施面积达到治理措施面积的49.08%，各项措施保存率≥90%。治理期末流域内林草植被覆盖率达64.33%，人均基本农田1.44亩。林草措施涵养水源，有效减少地表径流，天然降水通过林草根系下渗，形成地下水，出渗形成河道基流，增加下游河道常年水流量，减少洪水总量，产生一定的水圈效益。

3.4.4 社会效益

小流域水土流失治理工作的开展也对治理区社会人文方面起到促进作用。发展经果林有利于促进治理区农业产业结构调整和经济发展。合理增设管护工作岗位能够增加农村剩余劳动力就业机会、提高农民收入与生活水平。此外，对提高农民生产技能和管理水平，改善人民生活环境，促进社会进步也有重要意义。

4 主要经验与建议

4.1 主要治理经验

白水溪小流域水土流失实际治理工作为其他地区水土流失治理提供了现实可行的工作经验。水土流失治理过程加强治理措施宣传工作，增加群众对相关水土保持措施的认知与了解途径，群众积极、乐于参与措施开展与保护工作，治理工程早见效益，群众早受益；通过经果林措施进行土地流转，加快当地土地结构调整进程，并在工程管护中推行村集体经济、大户承包、公司+农户等经营模式，确保工程建成后能够获得良好管护经营和巨大效益；治理区生态环境显著改善，抗御自然灾害的能力明显增强；工程建设带来了新的村风、村貌，在工程实施过程中，广大干部群众的商品经济意识和生态环境意识明显增强，农村卫生、文化和教育事业快速发展，涌现一批文明新村、小康村。