浅议荒坡地治理与发展高效生态农业

张素娟 马 好 杜立武 张海生 郭爱红

（1.华北理工大学 河北唐山 063200；2.迁西县水务局 河北唐山 064300；3.迁西县农业农村局 河北唐山 064300）

针对唐山市迁西县山地丘陵区荒坡地的水土流失特点，在荒坡地中上部根据经济林、水保林的不同林分配置选择相适应的整地模式，在荒坡地中下部修建水平梯田及配套截排水措施进行坡耕地治理，在坡底沟道中设置谷坊坝、护地堤等阻沙泄洪措施，并配备水窖、蓄水池、塘坝等蓄水工程进行综合治理，建立具有水土保持空间立体配置的多林分、果农结合高效生态经济功能的山区流域综合治理模式[1-3]，并进行推广应用。

1 多点控制试验示范过程

1.1 龙辛庄小流域荒坡地水土保持综合治理项目

龙辛庄小流域荒坡地位于迁西县太平寨镇，涉及龙辛庄、大岭寨、北刘古庄、好悖椤峪、水峪5 个村，属滦河流域，总面积达到27.5 km2，其中水土流失面积15.13 km2。项目区土壤为褐土类的褐土性土、淋溶褐土，山地土壤以薄层砂壤质褐土性土、中层多砾质砂壤质淋溶褐土为主，适宜发展核桃、板栗、苹果、梨、樱桃等经济林树种，在深入分析土壤成分的基础上确定治理方案：缓坡地段的坡耕地、荒地和疏林地，在确保流域粮食需求的前提下实行退耕还林还草，结合经济林水利配套工程，合理布设120 座水窖并配套截排水措施，提高抵御自然灾害的能力；对沟道，根据侵蚀情况合理布设90 道谷坊坝、250 m 护地坝，防止沟底下切，抬高河床，制止沟岸扩张，沟槽地带栽植杨树、紫穗槐等。在荒坡地坡顶坡腰处栽植280 hm2紫穗槐、刺槐、侧柏、火炬、杨树为主要树种的水土保持林以固坡减灾，坡底处栽植300 hm2板栗、核桃为主要树种的经济林以增加农业产出。

1.2 城子岭小流域荒坡地水土保持综合治理项目

城子岭小流域荒坡地位于迁西县太平寨镇，涉及城子岭、东赵庄、东牌楼沟、王家峪等8 个村，属滦河流域，总面积达26.5 km2，其中水土流失面积15.9 km2。项目区土壤为褐土类的褐土性土、淋溶褐土，山地土壤以薄层砂壤质褐土性土、中层多砾质砂壤质淋溶褐土为主，适宜发展核桃、板栗、苹果、梨、樱桃等经济林树种。布设164 座水窖并配套截排水措施，提高抵御自然灾害的能力；对沟道，根据侵蚀情况合理布设70 道谷坊坝、300 m 护地坝，防止沟底下切，抬高河床，制止沟岸扩张，沟槽地带栽植杨树、紫穗槐等；在荒坡地坡顶坡腰处栽植103 hm2紫穗槐、刺槐、侧柏、火炬、杨树为主要树种的水土保持林以固坡减灾，坡底处栽植352 hm2板栗、核桃为主要树种的经济林以增加农业产出。

1.3 林家峪小流域荒坡地水土保持综合治理项目

林家峪小流域荒坡地位于迁西县新集镇，涉及林家峪、南台、潘仗子3 个村，属还乡河流域，小流域土地面积 11.54 km2，其中荒坡地 276.53 hm2，占土地面积的23.96%。工程建设的总体布置为：在流域的荒山荒坡，坡度较缓的坡脚、坡腰处栽植核桃、板栗为主的经济林，部分经济林采取反坡梯田整地，并散状分布修建水窖为农业生产提供用水；在坡度较陡的坡顶、坡腰处栽植刺槐、紫穗槐为主的水保灌木林与火炬、侧柏为主的水保乔木林，并对灌木林采用小鱼鳞坑整地，对乔木林采用大鱼鳞坑整地。对河道岸坡修筑护地堤稳定河道，减少河道淤积，形成水土保持立体防护体系。

林家峪小流域荒坡地共完成造林251 hm2，其中以侧柏、火炬为主的水保乔木林110 hm2，以核桃、板栗为主的经济林80 hm2，以紫穗槐、刺槐、为主的水保灌木林61 hm2，修建集雨水窖40 个，垒护坝400 m。

1.4 长山沟小流域荒坡地水土保持综合治理项目

位于迁西县新集镇，涉及长山沟、言前峪2 个村，属还乡河流域，地处燕山南麓和太行山东麓，地貌类型为低山丘陵山区，总面积达6.7 km2，其中水土流失面积5 km2。该流域受地理条件影响，山石风化较为严重，植被覆盖率偏低，地势较陡，坡面冲刷较为严重，径流携带大量泥沙进入长山沟水库。

长山沟小流域荒坡地造林235.2 hm2，其中栽植以核桃、板栗、枣树为主的经济林149.5 hm2，以侧柏、杨树为主的水保乔木林44.6 hm2，以紫穗槐、鼠李为主的水保灌木林41.1 hm2；修建集雨水窖40 个，蓄水池1 座；沟道内修建谷坊坝5 道，作业路2 km。

长山沟小流域荒坡地水土保持综合治理项目的治理面积达22 km2，林草覆盖率达到80 %以上，增加蓄水量295.924 万立方米，减少水土流失7.798 万吨，平均侵蚀模数下降了1 182 t/km2·a，粮食产量平均由240 公斤/亩增加到310 公斤/亩，具体结果见表1。

表1 典型小流域荒坡地试验示范结果（单位：公斤/亩）

2 小流域荒坡地水土保持技术措施

蓄水池布设在有足够的表径流来源的沟旁上，即汇水面积不小于1 000 m2，地形有利，岩性良好、工程量小且避开行洪沟道。蓄水池设计为方形，底板采用铺防渗膜，池壁采用砖砌、水泥砂浆抹面。设计蓄水池深为4 m，蓄水池上口宽为7 m，池底宽5 m，蓄水池设计容量为85 m3。沉沙池位于来水方向，距蓄水池池口5 m 处，池体呈矩形，规格为长2 m，宽1.5 m，深1.5 m，侧墙采用机砖砌筑，砂浆抹面，砌筑厚0.24 m，有效蓄水容量4.5 m3。在沉沙池从地表向下以1：1 坡度埋设直径100 mm 白塑料管7 m 与蓄水池相接。

塘坝依据大堡城子流域特性与水利库容设计计算，在荒坡中上部地势平坦地段修建小容量的土石塘坝。具体施工要求如下。

（1）土石坝心墙顶部厚度不小于0.8 m，底部厚度不小于2.0 m；斜墙顶部厚度不小于0.5 m，底部不小于2.0 m。心墙和斜墙防渗土料渗透系数不大于1×10-5cm/s。防渗体与坝基、岸坡或其他建筑物形成封闭的防渗系统，其顶部一般高出正常蓄水位0.3 m 以上。

（2）反滤层的渗透性要大于被保护层，这样才能通畅地排出渗透水流。迎水坡护坡，护坡形式采用浆砌石，背水坡采用碎石护坡。

（3）岸坡处理时，坝断面范围内岸应尽量平顺，与防渗体接触的岩石岸坡不宜陡于1：0.5，土质岸坡不宜陡于1:1.5。

鱼鳞坑适用于地块破碎、坡陡、土层薄的荒坡地，是植树造林的整地工程。采用5年一遇6 h 最大暴雨量进行设计。根据《唐山市水文手册》计算，流域5年一遇6 h 最大暴雨量为125 mm，径流系数为0.322 。

鱼鳞坑主要用于栽植水土保持林种，其中小鱼鳞坑栽植灌木林，大鱼鳞坑栽植乔木林，其断面均采用半圆形，长径0.8～1 m，短径0.5～0.6 m，坑深0.5～0.6 m[4]。根据坡面产流量，每公顷修建的小鱼鳞坑数为3 333 穴，大鱼鳞坑数为1 110 穴，树苗栽植在坑内距下沿0.2 m 的位置，鱼鳞坑设计如图1所示。

谷坊坝谷坊是治理小流域沟道的重要工程措施之一，是在小溪和支毛沟中修筑的低坝，一般坝高不超过5 m[5]。目前，主要为干砌石谷坊坝。主要作用是固定沟床，抬高侵蚀基准面，防止沟底下切，拦蓄泥沙。淤积的地块可用做发展农业生产。修建干砌块石谷坊时，根据地形确定谷坊位置和规模后，首先要清基。然后在谷坊基线中央挖一条宽、深各50 cm 的集合槽，从沟低一直挖到两边沟岸处。修筑时，根据设计尺寸从下向上分层垒砌，逐层向内收坡，块石应首尾相接，错缝砌筑，大石压顶；要求石料厚度不小于30 cm，接缝宽度不大于2.5 cm；同时应做到“平、稳、紧、满”。如果是土质沟底，谷坊下游要做护底，护底长度一般为谷坊高度的2～3 倍，厚50～70 cm 以上。当谷坊砌到溢水口底部的高度时，要按溢水口的设计断面留出溢水口。干砌石谷坊设计如图2所示。

3 结语

山地丘陵区的荒坡地，土壤一般干旱、瘠薄，林木生长较慢，甚至不易成活。为提高造林成活率，促进幼林生长，应根据土壤地形条件，合理布置与设计各项小型水土保持措施，在山顶土层薄、立地条件差的地方，栽植以松树、侧柏为主的先锋树种；在山腰根据土壤种类不同，种植板栗、核桃等经济林果；山脚地势平坦，建设高标准农田，同时坡面和沟道兼治、工程和生物措施结合，形成小流域荒坡治理的立体综合防治网络。