丘3区水土流失治理模式研究

漆小倩，赵鹏博，李文华

(1.吐鲁番市世界银行贷款项目执行办公室，新疆 吐鲁番 838000；2.吐鲁番市水利科学研究所，新疆 吐鲁番 838000；3.吐鲁番市坎儿井研究所，新疆 吐鲁番 838000；4.黄河水土保持西峰治理监督局，甘肃 庆阳 745000)

1 研究背景

黄土高原位于我国西北部，北临戈壁滩和蒙古高原，曾是一个地势平坦的高原，是地球上黄土分布最广的地区。由于第四纪晚期大规模的水土流失和几千年来人类活动的强烈影响，现在70%以上的面积是以沟丘为主的地区。据统计侵蚀沟道共计666719条，地形切割强烈，导致植被稀疏，水土流失严重、生态环境极其脆弱[1]。黄土具有疏松、多孔、均匀的特点，易于耕作，并且由于肥沃的农田而成为早期和长期的耕作中心[2-5]。黄土高原作为世界上最著名的地区之一，长期以来一直遭受着严重的水土流失[6]。随着人类活动的增加，土壤侵蚀变得严重，许多研究表明，黄土高原的土壤侵蚀主要是由不合理的土地利用和低植被覆盖度引起的[7-8]。伴随着我国经济社会的高速发展，各级部门一直致力于黄土高原水土流失的治理，改善黄土高原的生态环境。因此，找到一种更可持续的方式将是至关重要的。本文在开展了黄土高原典型区域水土流失治理调查研究基础上，根据当地水土流失规律，吸收最新的科研成果，系统地总结了近20年来，西峰站、绥德站、天水站和有关科研单位在当地水土流失综合治理中的经验，选取了最合理的水土保持措施，采取较高的投入，实现了水土保持措施的高标准、高效益、低维护、多功能、多目标，对黄河水土保持生态工程开展以来的成效进行评价，是对水土流失综合治理模式系统总结和高质量发展顶层设计、长期稳定高效益的水土保持措施应用，是进一步落实党中央、国务院“规划纲要”和水利部“指导意见”的迫切需要。

2 研究区概况

甘肃省位于我国西北部，地跨黄河、长江、内陆河三大流域，地形狭长，地理条件复杂[9]。天水市藉河示范区位于黄土丘陵甘肃沟壑的第三副区[10]。1998年黄河水利委员会批复立项实施的黄河水土保持生态工程藉河示范区项目，是黄河流域实施区域性水土保持综合治理的首批示范工程，在黄河流域乃至全国树立了水土保持生态示范样板。地处渭河中上游，南依秦岭，北以藉河分水岭为界，东至麦积区马跑泉，西与陇南礼县毗邻，如图1所示。总体规划确定的范围包括藉河示范区和麦积区渭河流域的一部分，总面积1553.14km2，其中藉河示范1288.24km2，麦积区渭河片264.90km2，东西长81.5km，南北平均宽19.1km，海拔1013.76～2716.69m，平均海拔1615.45m[10]。藉河示范区土壤类型比较复杂，海拔由高至低依次分布的土类是褐色土、黑垆土、黄绵土、红土、淀土[10]。

图1 籍河示范区位置图

3 水土流失高质量综合治理模式

3.1 区域“骨架式”综合治理模式

主要包括采用了以大流域为骨架，以县域为支骨架，以小流域为单元的“骨架式”建设模式，将示范区作为一个完整的生态经济系统，把自然资源的治理保护与开发利用结合起来，把治理水土流失与振兴流域经济结合起来，充分利用自然资源，加强流域内物质、能量的多层次循环利用，改善生态环境，推动生产发展，为区域可持续发展发挥示范作用。

3.2 水源地生态保护模式

主要包括开展封育管护，封山禁牧、设置围栏网和封禁标示牌等；强化能源替代，修建沼气池，采取“猪-沼-果”等生态农业模式；发展舍饲养畜，减少牲畜对水源地林草植被的破坏；控制农村面源污染，重点治理农村垃圾污水，实现垃圾分类，鼓励当地农民进行无公害农业种植；实施异地搬迁，将水源区居民搬迁到新农村居住区。

3.3 生态修复治理模式

主要包括以水为中心，以径流调控理论为指导，围绕水开展流域治理；以乔、灌、草搭配，人工营造与封山育草结合，利用自然修复能力，加快植被恢复的步伐；改进运作机制，实行由专业队承包施工，采取由业务部门、乡镇政府共同负责机制，确保苗木成活。

3.4 城郊型水土保持生态旅游观光治理模式

主要包括结合当地的历史文化、名胜古迹、自然旅游景观发展为旅游型小流域，栽植各类名优常绿树及各类阔叶珍稀树种；结合绿化、美化、休闲为一体建成珍稀植物园，建成森林体验教育中心；结合深度开发，集约生产，促进产业，和谐发展的理念，利用地处城市近郊区位优势，大力发展奶牛、肉牛产业。

3.5 清洁型小流域治理模式

以桥子东沟小流域为依托，在黄土高原小流域水土保持与水土资源高效利用技术示范项目中实施了清洁小流域治理。主要治理措施包括：山顶林草植被生态修复区主要采取封禁治理措施，减少人为活动和干扰破坏；山腰村庄果园生态治理区采取梯田整修、埂坎植物防护、造林种草、利用雨洪资源综合集蓄水源，发展水肥一体化节水灌溉经济林果、农林垃圾处置、生活污水处理等措施；沟道工程措施主要以沟头防护工程、谷坊工程和淤地坝工程为主。

3.6 田园综合体建设模式

主要为秦州区平南镇苏湾村民俗庄园田园综合体，规划占地面积33.3hm2，主要建设“一馆、一坊、二园、六区”，即民俗博物馆、传统百工坊、农耕文化园、生态采摘园、古街古建区、人工湖景区、温室酒店区、休闲垂钓区、生态观光区、云海观光区等；同时，将建设“四院”，即古典式农院、生态养老院、中医养生院、民俗书画院等。

4 丘3区水土流失高质量综合治理技术措施

4.1 坡面高质量综合治理技术措施

4.1.1人工林营造技术

人工林主要有梁峁防护林、沟道防冲林、河谷阶地用材林和四旁绿化造林，其中梁峁防护林造林树种为刺槐、油松、沙棘，采用混交林方式造林。根据立地条件，坚持适地适树的原则，阳坡主要以刺槐、沙棘为主，阴坡以油松、侧柏等树种为主；乔木林选用的主要树种有刺柏、油松、刺槐等；灌木林一般布设在地形比较陡峻，破碎的地段，主要有沙棘、柠条。在林种配置上，有乔灌混交林、灌木林、乔木林；在造林整地上采用水平沟、水平阶、带状整地、网格整地等形式。在栽植技术上应用覆膜套袋、保湿剂、生根粉等技术提高造林成活率。在栽植方法上采用根部带土球，边挖、边运、边定植和截杆、蘸浆、深栽、浇水、铺膜等一系列抗旱造林技术(见表1—2)。

表1 梁峁顶防风固沙造林典型设计

表2 典型的树种造林规格

4.1.2经济林营造技术

经济林果的园址一般选择在避风向阳、立地条件较好的区域。适宜的经济林果类型包括：苹果(以富士系列为主)、梨(早酥梨为主)、杏(红娘子杏、仁用杏价值高)、葡萄、核桃(新疆薄皮核桃，品质高)、花椒(以大红袍为主)。采用丰产沟或穴状整地方式，关键技术包括：选用一级壮苗；整地时生熟分置换土；施足底肥，每株施有机肥50kg，磷肥0.2kg，氮肥0.1kg，与回镇表土充分拌匀、踏实；运用抗旱造林技术，定苗时泥浆粘根，栽后浇水；整形修剪和病虫害防治。

4.1.3经济作物保护梯田埂坎利用技术

经济作物保护梯田埂坎利用技术主要包括：整地要求、品种选择、栽培方式、栽培时间等。①整地要求：田坎高2.0～4.0m，坎坡水平宽1.0～2.0m，边坡土壤要疏松；应及时修筑边埂，埂高0.3m，顶宽0.3m，大弯就势，小弯取直；坎坡土体要散匀，外坡面顺直整齐，坡度一致，无明显凹凸；②品种选择：主要品种有花苜蓿、红豆草、黄花菜等，紫花苜蓿、红豆草种植在田坎，黄花菜种植在地埂内侧；③栽培方式：紫花苜蓿、红豆草选择春播、秋播或雨季播，播种方法以条播为主，可用撒播或点播，播后及时镇压。播种量为：苜蓿15～22.5kg/hm2，红豆草60～75kg/hm2，黄花菜为地下茎栽植，呈品字排列，1米2穴，生穴3株，50～95kg/hm2；④栽培时间：播种栽培时间最好为5—6月份；灌木栽培在春、秋季均可，选用雨季时在降雨之前1～2天效果更好[11]。

4.1.4陡坡植物防护技术

陡坡植物防护技术包括：措施布设原则、植物组合方式等。①措施布设原则：在流域坡面及沟谷区域的裸露陡坎、埂坎和边坡，利用攀援植物和乔、灌、草结合方法完善植物防护利用建设；在侵蚀沟谷坡对现有植被进行自然恢复保护，在适宜部位实施人工植物护坡增加植被覆盖率，减轻坡面沟谷侵蚀；②植物组合方式：乔木选择山桃，灌木选择玫瑰、木槿、金钟、连翘，攀援植物选择葛藤、小叶扶芳藤、迎春，草本选择狗牙根草、野牛草。乔灌草组合方式采用山桃+玫瑰木槿+葛藤/小叶扶芳藤+狗牙根草和山桃+金钟连翘+小叶扶芳藤/迎春+野牛草2种方式；③配置方式：当田坎高1.5m以上且坡度较陡时，乔灌木种植在田坎坡面中下部；当田坎高1.0m左右坡度较陡或1.5m以上坡度较缓时，乔灌木种植在田坎坡面中上部；植物篱可种植在田埂上；攀援植物种植在田坎下面；植物帘种植在田坎上部，绿化乔木、果树种植在距田面外沿或田面靠坎跟1m处。同时利用现有微润灌设备对边坡植物防护区域进行灌溉。在经历4次典型暴雨后，开展了埂坎的缺损、滑塌、崩塌等埂坎变化、损坏情况观测，结果表明在四次典型暴雨后，由于植物的有效保护作用，陡坎均没有发生严重的崩塌等损毁情况。

4.1.5雨水集蓄工程技术

雨水集蓄利用工程系统一般由集雨系统、净化系统、存储系统、输水系统、生活用水系统(解决人畜饮水及生活用水)等部分组成，其主要目的是集雨水，通过为蓄水池、水窖、旱井、涝池和塘坝等几种形式存储。生活用水系统由提水设施、输水管道、水处理设施等组成。辅助设施主要包括输水系统和净化系统，输水系统是将集流面收集到的雨水引入水窖或其它蓄水池，主要由输水沟(渠)或输水管道组成；净化系统包括沉沙池和拦污栅等。

4.1.6雨水集蓄滴灌技术

雨水集蓄滴灌系统由首部枢纽、输水干管、支管、毛管及滴头组成，首部枢纽由加压泵、节阀、沉淀池、过滤器、化肥与农药注入装置组成，输水管采用聚乙烯(PE)管。选用内镶式滴灌带，滴头间距0.4m，滴头流量2.75L/h。温室灌水器选择专用滴水带，滴头间距为0.4m，滴头流量2.6L/h。工程设计以水窖和地块为单元，进行布置和设计。主要作物为果树、小麦、蔬菜等，通常采用固定式滴灌、半固定式滴灌、小管灌3种节水灌溉形式。

4.1.7雨水集蓄管灌技术

雨水集蓄管灌采用自流方式、虹吸方式或潜水泵将水窖中集蓄的雨水抽水，通过Φ32或Φ25聚乙烯(PE)管逐株灌溉果树或其它树木，适宜于果园灌溉。灌溉前在果树周围挖坑并修筑围埂，灌水后及时覆土减少蒸发。果树灌水定额为225m3/hm2，一次灌水延续时间2.5h，年灌水次数6次，灌溉定额1350m3/hm2。

4.1.8土壤水肥一体化节水灌溉技术

天水站采用土壤水肥一体化节水灌溉技术试验，节水节肥和增产方面的效果明显。主要做法组成为首部过滤器、施肥机和控制柜等专用设备系统1套，供水控制室1座。输水管网铺设为12个小地块进行，设计流量3.51m3/h，灌水器采用微润管，折径25mm，内径16mm，壁厚0.9mm，设计工作压力0.025MPa，流量为4L/d/m，湿润直径为0.6m。铺设方式为：25亩直铺、5亩斜插式铺设。

4.1.9农林有机废弃物及污水资源化利用技术

天水站开展的农林有机废弃物及污水资源化利用技术，一种方式是直接覆盖果园树盘、树行或全园直接还田。另一种方式是将收集的树枝、树叶、秸秆、杂草等植物废弃物采用树枝粉碎机粉碎后，与畜禽粪污一起沤制有机肥后做为有机饲料还田，建立有机废弃物资源化利用系统示范工程；生活污水资源化利用技术购置户用小型生活污水处理设备KJ-5型净化槽。

4.2 沟道工程治理技术措施

4.2.1谷坊建设技术

谷坊建设技术主要包括：谷坊的高度和间距确定。高度根据选定的类型及建筑材料来决定，主要以能承受水压力、泥沙压力而不被破坏为原则；间距根据谷坊高度及雨季泥沙表面的临界不冲坡度为合理。

4.2.2沙棘引种栽培繁育技术

沙棘引种栽培繁育技术包括栽培和繁育两方面，栽培包括苗木定植和繁育技术。苗木定植，按1.5m×2m的株行距定植，采用深0.4m、口径0.2m的树穴，苗木栽植前每穴施复合肥100g。浇水定植，对沙棘园进行地膜覆盖；繁育技术主要采用扦插繁育技术。

扦插繁育技术主要有：①扦插采条：采条时每株沙棘保留最高的一根枝条，在其余枝条中挑选一年生半木质化的枝条进行采剪，一般安排在每日10时之前或者16时之后，采剪完的枝条需立马放入水桶中进行浸泡。②插条处理：采剪完毕后收集采条将其剪成10～12cm的小段，保留顶端3～4片叶子，下面的全部去掉，将50根绑扎为一捆，注明品种，下端对齐，然后浸泡到配比1/5000的高锰酸钾溶液中1h进行消毒，再浸泡到浓度为300mg/L吲哚乙酸溶液中1h，促进生根。③沙床处理：沙床采用河沙进行铺设，厚度不小于15cm，沙床底部土地提前进行翻耕，保证良好的透水性，沙床提前喷洒1/5000浓度的高锰酸钾进行消毒，插播前进行洒水作业，洒水量需保证将整个沙床浸透。④扦插作业：扦插时2人一组，利用事先准备好的打孔器在沙床上每10cm一行进行均匀打孔，孔洞深度5cm左右，扦插时先在插条底部斜剪一刀，将其修剪成契状，在将插条垂直插入孔洞底部，并用手对插孔周边沙子进行按压，保证插条下部与沙子紧密结合。⑤棚内管理：温棚进行温湿度控制，扦插完毕后，利用现有温棚及其配套设施，对棚内温度、湿度进行控制。温度保证在30℃左右，插条叶片表面时刻保持湿润。⑥炼苗养护：炼苗是在保护地育苗的情况下，采取放风、降温、适当控水等措施对幼苗强行锻炼的过程，炼苗区主要用于繁育大棚中扦插苗木出圃后大田炼苗，旨在提高幼苗对不良环境的抵抗能力，增强幼苗抗逆性，缩短缓苗时间，定植后能够迅速适应大田环境条件[11]。

5 结论

通过系统梳理，提出的6种综合治理模式作为高质量发展的综合治理模式得到日益重视并逐步得到示范推广，水土流失高质量综合治理技术措施在丘3区进行了技术示范，更符合目前的社会经济和科技发展水平，具有适用对象、范围和侧重点，现形成了一套比较完善的技术体系，为推动黄河流域水土保持和生态建设的高质量发展提供了坚定的保障。