辽西地区村域水土保持措施体系布局研究
——以兴城市三道沟村水土保持型新村规划为例
2023-01-03李凤鸣任丽华丁宏宇计保权
李凤鸣,任丽华,李 娜,丁宏宇,计保权,鲁 杰
(1.辽宁省旱地农林研究所,辽宁 朝阳 122000; 2.兴城市水利事务服务中心,辽宁 兴城 125100)
辽宁西部地区,如朝阳、阜新、锦州、葫芦岛等地,大部分农村生活空间独立,生活垃圾随意堆放,生产方面以农牧业为主,作业区分散,田块管理缺少统一的水土保持规划,水土流失严重,影响了农作物产量,不利于改善村域生态环境和提高农产品竞争力。随着社会主义新农村建设的不断深入,多地农村实施了以小流域治理为主的农村水土保持基础设施建设工程,农民的生产条件和生活空间得到了一定程度的改善。随着“人与自然和谐共生”的理念进一步深入人心,如何将新农村建设与村域性的水土流失治理相结合,集中多元投资,从环境、产业、人居等方面着手,进行新农村规划与建设已成为水土保持行业服务社会的新热点。本研究以位于辽宁西部地区的兴城市三道沟村水土保持型新村规划为例,探讨在新农村建设中水土流失防控与村域产业提质增效相融合的新型乡村规划模式的应用效果,在发展乡村产业的同时加强水土流失预防与治理,改善乡村生态环境,助力乡村振兴。
1 村域水土流失区
(1)农地水土流失区。主要指耕地、果园等农业用地,受限于当前的耕作措施和管理手段,春种、秋收、中间管护等均会对地表造成不同程度的扰动,形成松散土层。比如,辽西地区生长季地表受径流冲刷、雨滴击溅、农业耕作等扰动,水蚀严重,而秋收至春播之间(农闲)的风季,地表大面积裸露,加之受整地的影响,风蚀严重[1]。
(2)河道、沟壑水土流失区。村域的河道、沟壑具有很强的扩张性,是坡面流失泥沙的主要通道,其防护程度较低,但受生产活动的扰动破坏却很频繁。辽西地区沟壑分布密集,沟壑密度1.20~4.20 km/km2,是水土流失的主要源地。
(3)失管坡面裸地、低盖度林草地水土流失区。失管坡面裸地是指由于立地条件差,植被发育不良,或者是由于开发建设引起地表破坏,植被生长不良的地段。这些地段土层薄、植被覆盖度低,容易发生水土流失,而且植被极难恢复。
2 村域水土保持措施体系规划
2.1 构建村域多维生态产业
村域多维生态产业是从农村产业体系的生态性、可持续性、经济效益等多角度考虑产业的发展走向,释放其深层价值潜能,支撑其健康良性发展。目前,辽西地区村域生态产业的主要构成包括基于山地有机果品优质栽培技术的果品产销业,基于耕地减蚀、减污高效利用的粮食种植业,以及基于乡村生态产品的旅游业等,在保护生态环境、治理水土流失的前提下,实现种养业、服务加工业、乡村旅游业的相互依存、相互支撑,使村域产业多维、平稳、健康、良性发展。
(1)基于山地有机果品优质栽培技术的果品产销业。主要是在坡面园地和部分失管坡面裸地,注重生态和有机,从栽植、管理、采收等方面严格控制化肥、农药、生长剂等的用量及使用频率,通过林下植草、植被减蚀、减污网格等建设,减少地表径流量及径流内的泥沙、农药含量,达成减蚀和减轻农业污染的目的。主要技术手段包括:①合理布局分流减蚀工程,即根据气候、地形等布设果树台田、梯田等分流减蚀工程。②选择优良果品。根据气候、土壤、管理难度等选择果树品种,考虑夏熟、秋熟果品混搭,为采摘和果品销售留足缓冲时间。在辽西地区选择早熟品种长李15号、长李17号,中熟品种久保桃、盖大李子、香蕉李,晚熟品种晚红李、国峰17号李子、烟富8、烟富10等,根据成熟时间合理安排,实现采摘和外销果品的持续不间断供应。③建立果园控蚀减污林草系统。采用刈割的方式控制生草高度,实现果园控草的目的,同时根据园地草本植物现状,人工引入其他观花草种,提升园地景观品质。④合理施肥和使用环保药剂。以树体营养元素之间所具有的生理平衡为基础,测算园地土壤肥力状况、树体需肥规律及肥料效应,按需供养,减少多余养分的外流消耗。此外,利用农业、生物、物理措施及生物源、矿物源、昆虫生长调节剂等低毒、低残留药剂进行病虫害防治,减轻农业残留对环境的压力。通过优质果品生产和对水土资源环境的保护性利用,在防治水土流失和农业污染的同时提升水土保持工程的产业型地位,将水土保持产业发展纳入村域乃至区域的产业发展中,从生态层面、经济层面提升水土保持关注度。
(2)基于耕地减蚀、减污高效利用的粮食种植业。主要针对辽西地区坡耕地的土壤及其养分流失问题,开发坡耕地保土、节水、降污染技术,将等高耕作与秸秆粉碎还田、地埂植物减蚀带技术结合使用,全方位治理坡耕地水土流失,防控和减轻耕地面源污染。主要技术手段包括:①等高耕作与秸秆粉碎还田。改原耕作方式为等高耕作,深耕深松,提高土壤入渗能力,耕作深度一般为25~30 cm,同时配合秸秆粉碎还田技术,旋耕2~3遍,使秸秆和土壤混合均匀。②地埂植物减蚀带技术。在坡耕地上,沿等高线布设,修筑地埂植物带,根据降雨量和径流系数确定其间距,以保证单元地块不发生径流冲刷为原则。地埂选种紫穗槐、紫花苜蓿等抗逆性、抗蚀性较强的植物。
(3)基于乡村生态产品的旅游业。①结合现有地物景观一体化构建。根据村域原有景观特点,增加一些创意性的人工景观,与原景观互补;通过增加行道树、绿篱、路灯、垃圾箱等,美化、亮化乡村道路;修建凉亭、休闲娱乐广场、回廊甬道、水中石拱桥等工程小景;通过竖立宣传石碑、石崖镌刻等方式增加乡村文化气息;布设石桌椅,增加休闲娱乐场所。②丰富村域生态农产品种类。利用村域生态产品的产、供、销吸引游客,形成吃喝游乐住一体化的乡村旅游业。
2.2 建设村域生态安全屏障体系
通过荒山裸坡植被的建设与优化、现有林地的保护与合理开发、村域沟道防洪减蚀工程的建设等,构建村域生态安全屏障体系,减少非生产性土地的水土流失,可为村域生态安全屏障体系建设与优化提供重要保障。
(1)荒山裸坡植被建设与优化。合理应用鱼鳞坑、水平槽等抗蚀性整地技术,配合树草种的选择与林型搭配技术,建设复层、异龄、常绿与落叶树木混交的森林植物群落;为提高苗木成活率,采用混合基质容器苗造林技术,结合无毒副作用的生物型、驱避型防啃保护剂,保护幼苗免遭兔形目动物啃食。
(2)现有林地的保护与合理开发。对于村域现有的林地,根据其覆盖率,分别进行封管、封抚。①封管。对于覆盖率较高、树木种类丰富的林地进行封管,在进山道路旁树立坚固的标牌,明确封管范围、面积、年限、方式、措施、责任人等。②封抚。对于覆盖率稍低且林分构型单一的林地(退化的油松纯林、低效杨树防护林等),根据立地条件选择合适的树种丰富林分组成,同时加强对幼树的抚育;可选择油松×山杏混交林、油松×刺槐混交林,加之林下的荆条等小灌木、草本植物等,以形成较好的抗蚀林草系统。
(3)村域沟道防洪减蚀工程建设。应用扩张型沟道多层控蚀技术将工程防护与植物减蚀相结合。①沟头。设置截流控蚀槽措施,采用半环形布局,单槽宽0.5 m、深0.5 m、长1.0 m,槽间挡水埂宽0.3 m,槽带品字形排列,槽带近沟方向筑挡水土埂,埂高0.3 m,槽内栽植紫穗槐,以分散、拦蓄、利用地表径流。②沟道。沿纵向坡降逐级设置谷坊工程分层拦淤,防止下泄水流冲淘沟底。采用干砌石谷坊或石笼谷坊,位置选择在沟道狭窄处,上游平缓宽敞,以有利于拦蓄更多的径流泥沙,同时沟岸沟底要比较坚实,谷坊两翼深入沟坡1.0 m左右。③沟道林草防护带。充分利用工程措施与植物措施在沟壑治理中此消彼长的过程,组成一个上下多防线、措施多功能、效果可持续性强的综合治沟体系。沟岸两侧栽植紫穗槐和油松,蓄积利用降雨径流,在沟道内谷坊群间隙栽植抗性强、枝干韧性好、萌蘖能力强的榆树和紫穗槐,增强沟内边坡和沟底抗蚀能力。
3 应用实例
选择位于辽宁西部地区的兴城市三道沟村作为典型进行分析。三道沟村属北温带半湿润半干旱季风大陆性气候区,多年平均降水量630 mm,植被覆盖度在30%左右,属北方土石山区,以水力侵蚀为主,主要为面蚀和沟蚀,水土流失主要发生在坡耕地、老果园、坡面裸地等区域,土壤侵蚀模数1 652 t/(km2·a),沟壑密度为2.55 km/km2。三道沟水土保持型新村规划始于2016年,陆续进行了产业规划和生态治理规划:产业方面主要通过新品种引进与优质栽培技术的应用,并辅以适当的减蚀工程,推动新型保土耕作模式的推广应用,同时提升农产品产值与竞争力,实现对农地的合理保护与可持续利用;生态方面主要进行水土流失防控,以现有的林地、荒山、荒坡为主,通过绿化与补植的方式建设村域生态安全屏障,提升村域生态系统抵御水土流失与其他灾害的能力。
3.1 村域多维生态产业
(1)果品产销业。三道沟村已建成以山地有机果品优质栽培技术为支撑的果园14 hm2。选择国峰17号李子、烟富8、烟富10等具有优良性状的果树品种,形成规模化种植与经营。果园管理上注重园地空间的综合利用及裸地防蚀措施布设,采用自然生草与人工种草结合的方式构建园地减蚀植被,不仅有效控制了水土流失,改善了果园的生态环境,而且提升了果品品质。
(2)粮食种植业。建设耕地减蚀、减污高效利用技术的示范田总面积约41 hm2。从内、外因入手,多渠道改善土壤质量、提升土壤肥力,保持粮食稳定增产,减少作物、土壤、径流中的农药残留。据调查,通过多个小区对比试验,坡耕地采取减蚀、减污高效利用技术后,小区内土壤侵蚀量及有机质、氮、磷、钾损失量均明显减少,保土、保肥效果明显。
(3)乡村生态旅游业。充分利用河道穿村而过的优势,突出水系在景观构造中的串联作用,运用水工生态美学原理,以水保工程结合水体特点构建景观廊道。通过水土保持工程的衔接使岸坡与水面景观浑然一体,加上优质果蔬、绿色粮米等乡村产品,吃喝游乐购的乡村生态文旅业已悄然成型。
3.2 村域生态安全屏障
对于荒山裸坡,采用抗蚀保墒造林,即鱼鳞坑与栽植坑两种整地方式,树种选择刺槐、杨树、柠条、紫穗槐、侧柏、油松等乡土树种,草种选择紫花苜蓿,构建乔灌草分层、异龄林型,共营造林草面积约423 hm2,对于现有林地采取封禁治理及林型优化等措施,根据现有林分构型适当补充落叶乔木,选择抗逆性较强的刺槐作为林型优化的树种,株行距2 m×2 m,周边竖立标牌、标志碑,修建围栏等警示维护工程,并且每年派专人巡查管护。对于扩张型沟道采用工程防护与植物减蚀相结合的治沟技术,通过沟头防护工程、拦蓄坝、导流墙、谷坊等工程措施与植物措施紧密结合,护持沟岸、沟底,减少进入主沟道的泥沙量,在比降较大的沟道谷坊泄水处增设跌水等防冲措施,防止沟底冲蚀,共治理沟道约2 km。
截至2020年,实行水土保持型新村构建模式后,三道沟村实现水土流失治理面积约478 hm2,其中耕地减蚀、减污高效利用技术实施面积约41 hm2,实施山地有机果品优质栽培技术约14 hm2,建设与优化村域生态安全屏障约423 hm2,修建沟道防护工程1项(包括6座拦蓄坝、1 300 m导流墙、4处排洪沟和过水涵洞、20座谷坊),配套作业及维护道路约10 km。调研结果显示,2018—2020年三道沟村新增蓄水27.63万m3、保土2.84万t,新增经济效益730万元,项目的实施既治理了村域内的水土流失,又助力了当地新农村建设,提高了农民的收入,提升了民众对水土保持工作的认知度,取得了明显的社会、生态、经济效益。
4 结 语
在我国开展以村域为基本单元的水土流失治理,有利于治理权责划分、治理资金的分配、措施的后期维护,以及水土保持产业的利益分配与管理职责的确定,同时投资方向更加明确,作用更加直接,受益群体即为管护责任主体。水土保持型新村构建可通过水土流失治理实现区域生态环境的改善,同时凭借新村建设的契机,吸引多方面的投资,既可以丰富村域经济的维度,又可以提升村庄的综合经济实力和整体形象。在辽宁西部地区农村实施水土保持型新村规划布局有利于村域品牌的打造和竞争力的提高,也有利于村域水土资源的有序开发和水土流失防控。
(致谢:感谢兴城市水利事务服务中心的领导、同志们在实地调研、项目区选址等方面给予的帮助,感谢辽宁省旱地农林研究所的领导和同事们在文章撰写方面给予的帮助。)