典型干旱地区水土流失特征及防治对策——以巴里坤县为例

张刚

（新疆水利水电科学研究院，新疆乌鲁木齐 830049）

随着我国经济社会持续快速发展，资源约束趋于紧张，环境污染加剧、生态环境脆弱、生态系统失衡等问题日益突出[1]。党的十九大就生态文明建设的发展理念、目标任务和战略举措作出了全面安排部署，明确提出要加大生态系统保护力度，推进水土流失综合治理[2]。

水土保持生态修复是我国生态文明建设和发展绿色文明的重要途径。为防止水土流失、恢复受损的生态系统、保护水资源、构建绿色经济体系、践行绿色生产方式，亟待制定一个国家层面上的水土保持综合规划，提出未来全面建成小康社会的若干发展策略[3-4]。

我国水土流失十分严重，经过治理，全国水土流失面积由20世纪80年代中后期的367.03万km2[5]减少到目前的271.08万km2，减幅达1/4。土壤侵蚀强度明显下降，呈现出水土流失面积减少和强度降低的趋势。目前，我国水土保持治理任务仍然很艰巨，生态系统依旧较为脆弱，水土流失量大面广、局部地区严重的现状尚未发生根本性改变，提升治理水平和推动治理进程是当前的重要任务。新疆地处欧亚大陆腹地，远离海洋，干旱少雨，风多风大，是全国水土流失面积最大的省区。根据2019年新疆维吾尔自治区水土保持公报数据，新疆水土流失总面积83.98万km2（不含冻融侵蚀），占全国水土流失面积的30.98%，占全疆国土面积的51.21%，其中水力侵蚀面积8.31万km2、风力侵蚀面积75.67万km2。水土流失是全区重大的生态环境问题，导致水土资源破坏、生态环境恶化、自然灾害加剧，威胁生态安全、防洪安全、饮水安全[6]，是区域经济社会可持续发展较突出的制约性因素。在此背景下，巴里坤县水利局启动了《巴里坤县水土保持规划（2020—2030年）》编制工作。水土流失对我国的水土资源和土地生产力造成了严重的破坏和损失，对区域性的水土流失特征分析及提出科学的防治措施具有重要意义。

1 区域概况及水土流失现状

1.1 区域概况

巴里坤哈萨克自治县是新疆维吾尔自治区东北部的一个边境县，位于天山山脉东段与东准噶尔断块山系之间的草原上，地理坐标为东经 93°00'～93°03'、北纬 43°35'～43°36'。 地势东南高、西北低，地貌类型主要有山地、盆地和戈壁荒漠等。巴里坤山东西绵延逾160 km，平均海拔3 300 m，最高峰4 308.3 m。山势总体走势由东向西逐渐降低，至七角井盆地以北时陷落中断。其海拔3 600 m以上的地带终年积雪、山势陡峭，坡度在60°以上，有许多是悬崖绝壁；海拔3 500 m以下地带坡度减缓，一般坡度在10°～40°之间。本地区降雨稀少、蒸发强烈，气候冬寒夏凉，光照充足，温差大，无霜期短，最大冻土深达3 m。山上的植被以海拔2 800 m为界，以上为高山草甸和亚高山草甸，以下是天山云杉和西伯利亚落叶松林带。受地理纬度和地形封闭程度的影响，生物气候、地表径流、植被和土壤等自然条件都呈明显的水平和垂直地带性差异，表现出土地类型及其属性、土地组合等丰富多样，土地资源丰富，土壤质量较差且水资源十分紧缺。该县的植被主要为林木、草场和资源植物：林木资源数量偏少，覆盖率低，分布不均匀；草场面积较大，草质优良，但缺水草场面积大；资源植物主要有药材、工业原料与保土固沙植物。

1.2 水土流失的主要类型及占比

根据自治区2018年水土流失动态监测数据，巴里坤县轻度以上水力侵蚀和风力侵蚀水土流失总面积为26 183.75 km2，占全县土地总面积的71.19%；中度以上侵蚀面积达11 979.1 km2，占全县土壤侵蚀总面积的45.75%；轻度侵蚀面积达14 205 km2，占全县土壤侵蚀总面积的54.25%。由地形地貌和植被覆盖率等影响因素，侵蚀类型主要有水力侵蚀、风力侵蚀。其中：水力侵蚀面积为3 282.89 km2，占土壤侵蚀面积的12.54%；风力侵蚀面积为22 900.86 km2，占土壤侵蚀面积的87.46%。动态变化数据显示，2018年水土流失面积比2011年减少1 550.18 km2。在海拔3 000 m以上的中高山区以冻融和风力交错侵蚀为主。

1.3 水土流失危害

巴里坤县水土流失危害主要体现在水蚀、风蚀与冻融侵蚀危害。水蚀危害发生在季节性、阵发性降水或在暴雨条件及冰雪融水情况下，因地表植被稀疏而易于形成地表径流，并带走土壤中大量养分。同时，地表径流冲刷、汇集引发洪水、泥石流[7]，造成严重水土流失灾害。洪水与泥石流危害沿线的农牧业生产、公路、铁路、城镇及各类水利工程等，给人民生命财产带来巨大的损失。风蚀危害使土壤沙化造成养分流失、地力下降，严重影响农业生产和经济发展。尤其是春初秋末，田地处于未耕种的状态，地表裸露，大风起时带走大量的尘土，给人民群众的生产和生活带来诸多影响。冻融侵蚀的危害主要发生在该县东部、南部海拔3 000 m以上的中高山区，寒冻和热融作用的交替进行使地表土体和松散物质发生蠕动、滑塌和泥石流，植被破坏，裸露冻土解冻加快。其不仅降低了土壤原有的抗蚀能力，而且解冻处地下冰融化所形成的裂隙以及解冻地表的沉陷又促进了融雪径流的汇集，导致沟蚀的发展。径流常给山区河流提供大量泥沙，造成河水泥沙含量增加、河道下游泥沙淤泥严重等水土流失现象。河水泥沙含量增加给沿线的水库、发电站与微灌设施农业区带来致命的负面效应。

2 水土流失的主要成因

水土流失成因主要由自然因素、人为因素两部分组成，受自然因素影响的水土流失形式以水力侵蚀、风力侵蚀及极少的冻融侵蚀为主。侵蚀的形式以面蚀、沟蚀为主，与地形地貌、气候条件、土壤植被等因素有关，三者既可以独立发挥作用又可以相互发生作用，双重作用会加快水土的流失。地形地貌与侵蚀的关系主要表现在2个方面：一是地貌类型的区域分布影响着侵蚀强弱的宏观差异；二是地貌形态因素在侵蚀发展过程中起重要作用。

2.1 自然因素

巴里坤县地形复杂、地貌类型多样：高山（海拔3 000 m以上）地带沟壑较多、地表坡降大，寒冻和热融作用交替进行以及冰川的刻蚀作用使得山体表面破碎、沟谷下切较深，因而高山地带是冻融侵蚀与重力侵蚀双重作用发生区；中山（海拔1 600～3 000 m）地带降水较多、冲沟发育，在暴雨及融雪洪水期，径流冲蚀地表，形成以降水为主要营力的水力侵蚀区；在低山和冲洪积倾斜平原（海拔1 600 m以下）地带，由于地表植被覆盖率低、涵养水源的能力差、地表覆盖物松散，在山上沟壑形成的洪水和降水双重作用下形成水土流失。由于地理位置特殊等原因，区域内常年多大风，年大风日数平均可达149 d。大风具有起始突然、风力强大的特点，为风力侵蚀提供了动力。受干旱荒漠气候影响，土壤主要为荒漠成土，土地沙化、质细结构松散；植被以超旱生灌木、半灌木和禾本科草类为主，覆盖率低，很难抵御洪水和大风的侵蚀，在大风及降雨季节极易产生沙尘暴、冲刷等水土流失问题。

2.2 人为因素

随着社会经济的发展，巴里坤县城区范围逐步扩大，人类开发利用自然资源的程度进一步加深，特别是近年来随着城镇化进程的加快，人类活动成为引发城镇水土流失灾害的主导因子[6]。人为因素的影响主要表现为各种工程建设、无序开矿采矿、乱挖土筑路、乱占滥伐、随意放牧和超载放牧等。工程建设活动使地表再次裸露、扰动，风力、水力、机械搬运等造成新的水土流失。土工建设需要大量的砂砾石等建筑材料，部分建材开发商违反规范和要求，无序开发的采石场、采砂场、取土场使得地表植被大量破坏，地表裸露未及时治理。城市周边的弃土场、建材开采后的洼地大多未采取任何水土保持措施，加剧了水土流失；同时建筑垃圾乱堆放、污水排放不达标，加剧了水土流失和土壤侵蚀，降低了环境质量。在农业灌区，重开垦轻保护，重利用轻培肥；部分地区耕作制度不合理，耕翻过多，土壤结构遭到破坏，春、秋两季农地缺少必要的覆盖；污水灌溉造成土壤和地下水污染、土壤肥力下降、沙化加重、生产力下降。在牧区，草场也存在不同程度的退化，其主要原因包括超载过牧；草场重利用、轻管理、投入少；草原虫鼠害；草原旅游区管理松散；乱采滥挖药材；各类厂矿占用草场；倾倒垃圾以及各种机动车辆碾压破坏草场等。

3 水土保持现状

3.1 采取的治理措施

随着国家建设向中西部地区的转移，巴里坤县政府十分重视对生态环境的保护和改善，新建和改造了一大批以农田水利建设为中心的灌溉和排水工程，在平原地区建设了农田防护林网，提高防护林的覆盖度，增强防御自然灾害能力；大力开展林、草生物建设，提高环境承载能力，有效地减轻了平原地区的土壤风蚀与水蚀；在山谷出口修建谷坊、塘坝等工程设施，减轻了水蚀和泥沙下泻。在重要的水源涵养地采取保护措施，减小人为扰动和过度放牧。通过一系列治理措施的实施，该县人民在农田水利工程建设、治沙治碱、植树造林和草原建设等方面取得了一定成绩，为生态环境建设开发奠定了良好的基础。

3.2 存在的不足

该县脆弱的生态环境现状并未发生实质性的改变，森林覆盖率依然偏低；河道治理、水土保持小流域治理及防洪工程基础薄弱，仍有大部分河流、小流域、山洪沟亟须治理；湿地保护、水源地保护力度不足；矿产资源开发力度不断加大，开发后的矿区生态治理不及时且投资不足，导致环境质量下降，对绿洲安全的威胁日趋加重。部分生产建设项目仍存在“重编制、轻监测”现象。执法体系不够完善，预防监督工作不到位，水土保持监测的人员不固定，未设置长期观察监测站点，监测内容较少，达不到动态监测与公告项目的要求。长期以来受人员、技术、资金等各方面因素制约，水土保持监测始终是一个非常薄弱的环节：一方面，技术力量薄弱、手段落后、监测体系不完备[8]；另一方面，缺乏统一的数据共享平台，限制了监测数据的有效利用，不能及时准确地反映水土流失的动态变化，使人为的水土流失加剧。

4 防治对策

水土流失强度较大的区域或仅依靠生态修复措施难以奏效的区域，应针对其水土流失特点及规律，因地制宜，因害设防，科学配置各项水土流失综合治理措施，注重生态景观协调性的原则[9-10]。实行防护林生态林防沙治沙生态恢复建设项目、水土保护小流域综合治理及河道山洪沟治理项目、矿山环境保护与治理等工程，逐步建成完整的水土流失防治体系。根据不同类型的水土防护和生态需求，结合周边环境特点和适生植被，科学统筹规划与设计[11]，以生态优先为水土保持设计理念。重点治理影响农林业生产和人类居住环境的水土流失区域，以及直接影响人类居住及生产安全的防风治沙区域。

4.1 水土保持基本方针

坚持“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的水土保持工作基本方针，按照水土保持“从事后治理向事前保护转变、从以治理为主向治理与自然修复相结合转变”的要求，全面预防由自然因素和人为因素引发的水土流失，促进水土资源“在保护中开发，在开发中保护”，加强封育保护、自然修复等措施，保护地表植被，扩大林草覆盖，将潜在水土流失危害消除在萌芽状态，加强监管、严格执法，从源头上有效控制水土流失。确保重点区域水土保持“功能不降低、性质不改变”“谁破坏、谁治理”等要求，有效遏制生态系统退化的趋势。

4.2 防护林、生态林、防沙治沙生态恢复建设项目

针对该县绿洲外围生态区位置重要、风沙危害严重、具备治理条件的区域，依靠中央财政补助项目资金，通过防护林、生态林和防沙治沙项目的实施，保护绿洲外围荒漠林草植被，以“绿荒山，增绿地”为生态修复目标，有效改善区域内生态状况。进一步开展沙化草原治理，加大修复力度，增强现有植被监管，提升自然修复能力，科学合理使用天然草原，人为增加草原的面积，减少地表的裸露，防止现有的草原退化，同时防止土壤的沙化和水蚀危害。实施轮牧、休牧、舍饲圈养、禁牧制度，科学测算荒漠林草场载畜量，实施天然草原草畜平衡制度，依托天然草原退牧还草、退耕还草等项目开展沙化草原治理工作。利用沙区光、热、土地资源优势，在水资源允许的条件下，依托防沙治沙和退耕还林还草工程，发展适合沙区的种植（经济林）、养殖业，通过培育沙产业巩固防沙治沙和退耕还林还草成果。提倡实行科学的耕作制度，防止农田土壤沙化和肥力下降。同时，通过种植沙生梭梭、沙拐枣、红柳、骆驼刺、高山植被等极端耐盐碱、耐寒、耐干旱、抗风沙、易成林的林草种，有效防止风沙对撂荒土地的侵蚀。持续做好退耕还林还草工程的管理工作，依据《退耕还林条例》加强管理，落实好国家完善退耕还林还草补助政策，确保退耕农户的生计和巩固退耕还林成果。

4.3 小流域治理建设项目

小流域水土流失的主要因素是水蚀，即在季节性、阵发性降水或在暴雨发生后，由于地表植被稀疏易于形成地表径流，并冲刷、汇集引发洪水，造成严重水土流失灾害。暴雨还可产生溅蚀、面蚀，雨水冲刷岸坡，形成沟壑。水蚀给项目区农牧业生产和基础设施带来较大的破坏。以小流域水土保持综合治理为主，坡沟兼治综合工程，以达到“治沟河”的治理目的。通过增加工程措施（护岸工程、谷坊、拦沙坝、小型蓄水等）、林草措施（种植人工林、经济林）、生态修复（围栏封育、补撒草籽）等工程的实施，减少地表裸露，增加植被覆盖率，防止坡沟的水蚀危害，减轻小流域内植被退化和水土流失现象，避免河流淤堵、坡沟发展加剧及土地荒漠化和土壤肥力下降，同时提高土地生产率，促进当地农牧业社会经济发展，使当地水土资源、环境与经济发展走上良性循环。

4.4 矿山地质环境治理

矿山资源的开发对环境造成极大破坏，矿山环境问题对生态、工农业生产和社会经济发展造成较大影响。对矿山损毁土地进行金属污染调查，发现金属污染及时治理，防止危害周边的地下水、河湖农田等，土壤治理后进行复垦、复林，破坏的植被进行恢复。对矿山“三废”进行综合治理、综合利用或无害化处理，对露天坑可利用建筑弃土回填后再绿化。对废石场进行综合利用或永久性坡面稳定化处理，防治护坡，及时对矿山开发修筑的道路进行复林复草等，以达到“平矿坑”修复的目的。矿山开发后的修复治理关键在于采用合适的修复技术，多做调查，因地制宜，就地取材，根据当地的生态系统多样性进行植被修复，促进自然修复功能的发挥。针对现存的矿业和待矿产开发项目，严格执行水保方面的规章制度，相关单位不定时巡查，促进相关建设企业的重视，避免无序开发。

4.5 重点区域（流域）和重要行业水土保持综合治理工程

重点区域（流域）和重要行业水土保持综合治理工程主要针对涉及境内矿产资源开发、油气资源开发、其他重点开发建设项目区域开展，主要包含境内工业园区、矿业区、城乡产业建设区、生态湿地保护区、水源保护区、林草业资源保护区等。湿地、水源、林草业区域以自然修复工作为主、人为生态修复为辅，严格划定保护区域，禁止人为干扰，以达到“保湿地、促生态”的发展目标。其他重点区域推进开展区域性水土保持规划，做好统筹安排，同时要严格落实开发建设项目水土保持方案编制、水土保持监测及验收工作，严格确保开发建设项目水土流失工作落实到位，以达到“早规划、严落实”的建设目的。各大区域或建设项目加强水保专业人才的配备，提前规划和事前预防，边建设边治理边保护，重大工程建设应编写紧急预案。工业区裸露的地表及时绿化，开发建设区的弃土及时绿化或覆盖，防止水土流失和扬尘，对建筑垃圾严格按照环保要求处置，防止乱扔乱弃而污染环境。积极探索水土保持和生态景观建设统一规划，既能保持水土，又能促进生态景观建设、美化环境。针对现存的油气田和废弃的油气开发井项目，要及时治理和定期开展巡查。开展生产建设项目水土保持专项整治行动是切实落实水土保持监管“强手段、补短板”的重要举措，是督促生产建设单位依法依规履行水土流失防治的重要抓手，严格控制人为活动造成的水土流失，有力促进了生态文明建设，保障了经济社会可持续发展。重要行业的水土流失综合治理主要采取生态修复方法，通过土地整治、土地复垦、种植林草等措施促进区域生态恢复，为区域经济的可持续发展提供保障。

4.6 监测站网建设及规划

在巴里坤县水土保持监测工作现状的基础上，加强对监测工作进行全面、系统的规划，并充分利用已有水文站点、山洪灾害监测点、水质监测点等资源，建立一个覆盖全县的水土保持数据采集系统、信息处理系统和信息传输系统以及配套的水土保持数据库。受资金和人员限制，建议引入无人机遥感技术[12]和卫星遥感监测数据和数字化影像[13]，即采用地面监测、低空无人机监测和天空卫星遥感监测的综合模式，发挥其作业效率高、野外监测人员工作量少、经费节省等优点[14]，为建立和完善水土流失动态监测网络提供有力的保障，以达到“强监测”管理为目的。对存在的问题建设单位，要依法落实水土流失防治的主体责任，迅速制定整改方案并限期整改，依法编制水土保持方案，切实做好人为活动造成的水土流失防治工作。对拒不整改的生产建设单位，将其纳入水土保持信用监管“重点关注名单”“黑名单”，实施信用惩戒，采取更加严厉的责任追究措施。

5 结语

在继续实施防护林、生态林、防沙治沙生态恢复建设项目，水土保持小流域综合治理及河道治理建设项目，湿地、水源地保护建设项目，矿山环境保护与治理项目等治理措施的基础上，进一步完善全县水土流失监测网络和监督管理体系。注重综合治理，尊重自然、保护优先、提高管理、强化治理，推进水土流失防治体系和防治能力现代化建设，促进重点防治地区生态趋向好转，使水土流失面积减少、强度下降，有效控制人为水土流失，有效改善林草植被覆盖状况，力争在短时间内取得水土保持生态文明建设的初步成效，为全县各部门、各区县部门和社会共同参与水土流失防治提供科学指导和有力支撑。