甘肃渭河源区山水林田湖草生态环境问题与生态修复研究

赵婷婷，肖超，张方哲，宁亚涛，毛洪亮

（1.美丽华夏生态环境科技有限公司，北京 100176；2.北京中地泓科环境科技有限公司，北京 100011）

0 引言

渭河源区地处黄土高原、青藏高原和西秦岭交汇地带，包括秦岭山地森林生态区、黄土高原农业生态区、祁连山-海东-甘南森林、高寒草原生态区3个一级生态功能区，在甘肃省生态安全格局中，承担着涵养水源、水土保持的重要责任。渭河源区自然生态要素齐备，生态功能完整，实施甘肃定西渭河源区山水林田湖草生态保护修复工程，对于黄土高原地区水土保持、提升生态环境功能、打造甘肃中部生态屏障具有不可替代的作用（黄贤金和杨达源，2016；于法稳和方兰，2020；王夏晖等，2018）。

笔者以甘肃省渭河源区山水林田湖草生态保护修复工程试点为例，分析渭河源区生态环境问题，阐述修复思路及工程部署，以期为渭河源区山水林田湖草生态环境保护修复工程的实施奠定基础。

1 研究区域概况

渭河发源于定西市渭源县鸟鼠山（马瑞俊和王宗元，1984），地处黄土高原、青藏高原和西秦岭交汇地带，是黄河流域的第一大支流。以分水岭为界，渭河源区涉及定西市所辖陇西县、通渭县、漳县全部，渭源县、岷县大部分和临洮县、安定区小部分，乡级行政区划涉及定西市65 个乡镇，地理坐标为东经103°12′～105°38′，北纬34°12′～35°30′，流域总面积9968.79 km2。渭河源区位置见图1。渭河源区地貌形态有黄土高原丘陵区、西秦岭山地和河谷川、台地区三大部分，地势起伏较大，山脉纵横，形态各异。

2 渭河源区流域特点及生态环境问题

2.1 矿山生态环境问题

根据《定西市矿山地质环境恢复和综合治理规划（2018—2022）》，北部黄土丘陵地区矿山地质环境问题主要分布在通渭县碧玉乡-马营乡一带、陇西县巩昌镇、渭源县清源镇、北寨镇，主要矿山类型为建筑用砂石材料矿山，矿山地质环境问题较为分散，露天开采活动破坏了当地的生态环境，河道采砂对河滩环境破坏明显，露天采场、固体废弃物、尾矿堆放损毁土地以荒地和草地为主。

图1 渭河源区位置图

南部秦岭中低山地区矿山地质环境问题主要分布在漳县新寺镇、武阳镇、岷县东部马坞——锁龙乡一带，多为金属矿山。矿山开采引发的滑坡、泥石流地质灾害十分突出，露天采场、固体废物堆放及废液排放损毁林地、草地资源（王娟等，2014）。

2.2 地质灾害问题

渭河源区地质灾害的分布情况呈现出明显的南北差异性。根据《定西市地质灾害防治规划》，黄土高原地质灾害分布区位于北部黄土高原地区，以滑坡、泥石流、崩塌为主。该区降雨量多在400～600 mm。渭河中下游及其支流等地是黄土滑坡、崩塌及地裂缝等地质灾害集中发育的地区（郭一兵等，2019）。

西秦岭山地地质灾害分布区位于南部岷县和漳县西秦岭山地区，以泥石流、滑坡为主，崩塌也有分布，地质灾害主要分布在漳河干流及其主要支沟等地。

2.3 水土流失问题

区域内水土流失面积9055.01 km2，其中中强度以上侵蚀面积占水土流失面积的54.6%，侵蚀方式以水力侵蚀为主（黄维东等，2017；王辉等，2009）。年均径流模数81346 m3/km2，土壤侵蚀模数5252.7 t/km2，严重地方达12000 t/km2以上；年均流失泥沙8786 万t，占全省年入黄泥沙总量5.04亿t 的17.4%，占渭河流域年均输沙总量的10%，占黄河年均输沙量的5.5%；年均剥蚀土壤3.9 mm，流失氮、磷、钾养分190 多万t（陈鹏娟，2009）。

2.4 农用地生态环境问题

受渭河源区特殊的地理位置影响，北部黄土高原地区灾害频发、干旱缺水，农业生产受到很大限制，同时受社会、经济、资金投入技术等方面的影响，加上田块破碎窄小、分布零散，农用地普遍存在着粗放经营，土地利用产出率较低，全市农作区生产力平均水平仍处于较低水平。渭河源区耕地520239 ha，其中旱地492614.31 ha，占耕地总面积的94.69%，常住人口277.22 万人，人均耕地面积高达2920m2/人，但是境内60%以上的土地是山和沟壑，十年九旱，耕地的产出率不高、整体质量较低。

2.5 重要生态系统和生物多样性问题

渭河源区内的生态系统类型多样，近年来随着人类活动的不断延伸，部分动植物的栖息地逐渐受到威胁，生态系统的完整性逐渐遭到破坏，生态系统抵抗外来物种入侵能力也在逐渐减弱。由于环境污染、过渡捕捞及人类工程活动影响，导致渭河源区生态环境恶化，自我恢复能力差，濒危的动植物物种面临灭绝的威胁。

随着实施退耕还林工程等国家重点项目，渭河源区林地、湿地、草地面积逐年增加，森林覆盖率达到12.6%，自然湿地保护率达到50.3%，各县区建成区绿化覆盖率达到17.68%。但生态系统保护利用目前依然面临着一些突出问题，亟待加强林草生态系统保护，扩大绿色生态空间，提高林草覆盖率，加强湿地保护和湿地修复，保护渭河源区生物资源多样性（蒋冲等，2012）。

3 生态修复总体思路与技术路线

本文针对渭河源区生态环境突出问题，以生态环境问题为导向，根据渭河源不同区域的地理特征和生态的突出问题及其成因，以有效改善渭河流域生态环境，夯实甘肃中部重点旱作农业区农业发展基础，消除地质灾害，恢复矿山环境，推进革命老区脱贫致富为目标，采用“生态环境与社会经济现状调查-生态环境问题识别-生态修复目标制定-生态保护与生态修复工程分区-部署生态修复工程”的技术路线，逐步安排渭河源区生态环境山水林田湖草项目，最终实现全流域整体治理（王波和王夏晖，2017；陈艳华和赖庆标，2017；吴钢等，2019）。

渭河源区山水林田湖草生态保护修复方案设计的技术路线如下。

（1）以“山水林田湖草生命共同体”为指导思想，对自然资源、人口经济、地形地貌、河流水系、土地利用、污染源进行实地调查。

（2）通过渭河源区生态环境现状评价、水土流失综合治理、土地利用现状分析、农业农村现状分析、矿山生态环境及地质灾害综合治理、水源涵养及水生态保护修复、生物多样性保护、农用地综合整治等7 方面分析，梳理各生态要素之间的内在联系，明确了区域存在矿山生态环境破坏严重、地质灾害治理任务繁重、水土流失问题严峻、农用地生态系统脆弱、生物多样性受到威胁等生态环境问题（邹长新等，2018；王波等，2018；吴兵等，2019；李春华等，2019）。

（3）对渭河源区进行分区，将渭河源区分为黄土丘陵农业生态功能区、秦岭山地森林生态功能区、高寒草甸草原生态功能区。

（4）科学合理地确定了矿山生态修复工程、地质灾害治理工程、土地综合整治工程、水土流失综合治理工程、重要生态系统和生物多样性保护与修复工程6 项一级工程部署。

4 生态保护修复分区方案

4.1 生态保护修复分区

由于小流域是山水林田湖草生态修复的最小单元，本文利用渭河源区的DEM 数据，提取了12 个小流域，兼顾区镇级行政单元的完整性，构建了黄土丘陵农业生态区、秦岭山地森林生态区、高寒草甸草原生态区共3 个功能区（罗明等，2019），分区见图2。

4.2 黄土丘陵农业生态区修复方案

黄土丘陵农业生态区共包含黄土丘陵东部强烈侵蚀农业生态功能区、和政、渭源土石丘陵农林及水源涵养生态功能区、西部黄土丘陵草原农田及水土保持3 个生态功能区，其位置自渭河以北至安定区北境，包括通渭县、安定区全部及陇西县、渭源县北部和临洮县东北部，涉及5 个县区，区域面积6639.33 km2。区内黄土覆盖深厚，梁峁纵横，沟壑密布，地形破碎，水土流失严重，地形支离破碎，沟壑密度为1.28～2.63 km，海拔高度1800～2500 m。区内气候干旱，农业生产条件恶劣，旱、雹、霜、冻等自然灾害频繁，水资源匮乏，而且部分是苦咸水。土壤侵蚀以水蚀为主，滑坡普遍，切沟不断发育，相当一部分地区红土裸露。年均径流模数2 万～8 万m3/km2，年均侵蚀模数5000～8000t/（km2·a）。

该区主要生态问题是建筑用砂石材料矿山分布较多，耕地资源较为丰富，而林草植被贫乏，部分黄土高原山区出现了林地植被退化。该区域渭河干流、大咸河、牛谷河流域山水林田湖草生态环境问题严重，造成原因是该区域矿产资源开采强度较大，且林地植被比例较低（田美荣等，2019；郎需利和曹波，2018）。该区域主要任务为水土保持和保证黄土丘陵地区农产品安全。主要布设水土流失综合治理工程、土地综合整治工程，局部的矿山修复工程、地质灾害治理工程、水体综合整治工程和水污染防治工程。

4.3 秦岭山地森林生态区修复方案

秦岭山地森林生态区，南起岷县大拉梁、岷峨山，北至漳县以南，共2 个县。该区海拔在2000～3941 m，区域地貌多为土石山地，山麓间有薄层黄土分布，梁岭纵横，峰峦林立，悬崖峭壁连续排列，山岭峻峭，多呈锯齿状，山峰尖耸，山体坡度多为40°～50°，山谷多为V 字型，相对高差大，突出于黄土高原之上；气候高寒阴湿，水量相对较为充足，人口密度小，有大量的天然林草，植被覆盖度相对较高；水土流失类型主要有水力侵蚀和重力侵蚀，水力侵蚀主要是面蚀和沟蚀，重力侵蚀多与沟蚀相伴或交替进行，在土石山区陡坡地段，多以面蚀伴泥石流发生，在沟壑区多以崩塌形式出现。

该区受极端降水影响下易出现地质灾害，林草资源较为丰富而耕地较少。该区域岷县马坞-锁龙一带山水林田湖草生态环境问题严重，矿产资源开采强度较大。该区域主要任务是涵养水源、保护重要生态系统和生物多样性。主要布设水源涵养工程、重要生态系统保护工程、局部的流域水环境保护治理工程。

4.4 高寒草甸草原生态区修复方案

高寒草甸草原生态区位于漳县西部地区，总面积358.66 km2，占规划区面积的12%。该区域地面切割较小，河谷宽浅，山坡较缓，植被良好，平均海拔2500～3000 m，气候阴湿寒冷，土层薄，暴雨多，水土流失轻微，侵蚀模数在2000 t/km2以下，但径流模数较大，多年平均为14.87 万～19.2 万m3/km2。

该区部分山地植被出现退化现象，局部存在地质灾害威胁，林草资源丰富而耕地资源匮乏。主要布设退牧还草和退化草场补播改良工程。

图2 生态保护修复分区图

5 结论

渭河源区地处北方防沙带、黄土高原-川滇生态屏障和青藏高原生态屏障的结合区域，是这三大生态安全屏障区的纽带。渭河源区的山水林田湖草生态保护修复方案以三大安全屏障为理论基础，提取了12 个小流域为基础单元，兼顾乡镇级行政单元的完整性，构建了黄土丘陵农业生态区、秦岭山地森林生态区、高寒草甸草原生态区共3 个功能区。

以3 个区域的主要环境问题为基础，提出生态保护修复方案，针对各区生态环境问题，布设矿山生态修复工程、地质灾害治理工程、土地综合整治工程、水土流失综合治理工程、重要生态系统和生物多样性保护与修复工程六大类工程，实现山水林田湖草等生态要素的有机结合，为渭河源区山水林田湖草生态环境保护修复工程的实施奠定基础。