植物籬技術(shù)在湖北坡耕地治理中的應(yīng)用和效益分析

馬根錄

植物籬技術(shù)在湖北坡耕地治理中的應(yīng)用和效益分析

馬根錄

（湖北省水土保持監(jiān)測中心，武漢430071）

坡耕地是湖北省水土流失的主要策源地之一，坡耕地治理是小流域綜合治理的重要組成部分?？隙撕蹦壳安捎米顬閺V泛的坡耕地治理措施——坡改梯措施發(fā)揮的巨大作用，同時指出其存在的缺點(diǎn)。植物籬技術(shù)作為一種很有潛力的坡地持續(xù)利用技術(shù)，能把發(fā)揮坡地資源優(yōu)勢與防治坡地退化有機(jī)結(jié)合起來，在湖北坡耕地治理中應(yīng)用前景廣闊。

坡耕地治理；坡改梯；植物籬；湖北省

坡耕地是水土流失的主要策源地，坡耕地的治理與開發(fā)，不僅關(guān)系到水土流失防治和生態(tài)環(huán)境的改善，而且直接影響到山區(qū)農(nóng)民脫貧與致富進(jìn)程。因此，坡耕地治理與開發(fā)歷來就是小流域綜合治理的重要組成部分。坡耕地治理技術(shù)的研究與應(yīng)用也是各級水土保持機(jī)構(gòu)和部門的重要工作內(nèi)容。植物籬技術(shù)作為坡耕地治理的一項重要措施，各級水土保持部門和技術(shù)人員進(jìn)行了長期的研究和推廣應(yīng)用。本文就植物籬技術(shù)在湖北省坡耕地治理中的應(yīng)用和效益作一些初步的分析。

1 湖北坡耕地水土流失現(xiàn)狀

1．1降雨因素

湖北山區(qū)由于降雨集中、山高坡陡、坡面長，成土母質(zhì)（主要為石灰?guī)r和砂頁巖）易風(fēng)化等自然因素和人口密集、人為活動頻繁等社會因素的影響，水土流失類型表現(xiàn)為水力侵蝕，水土流失過程表現(xiàn)為雨滴濺蝕、面蝕、細(xì)溝侵蝕和溝谷侵蝕4個階段。同時，由于降雨時空分布不均，暴雨十分集中，多集中在5-9月，與農(nóng)民耕作沖突，雨耕同季，加劇了水土流失的發(fā)生。

1．2坡耕地面積大

全省海拔400 m以上的山區(qū)面積占全省總面積的56%，50 m至400 m間的丘陵崗地面積占全省總面積的24%，丘陵山區(qū)面積占全省總面積的80%以上。據(jù)湖北省2007年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒顯示，全省耕地面積38 334．4 km2，其中坡耕地面積6 317．8 km2，占耕地總面積的16．48%。在三峽庫區(qū)秭歸縣、丹江口庫區(qū)鄖西縣、桐柏山區(qū)的廣水市等水土流失重點(diǎn)治理區(qū)，這一比例高達(dá)40%～50%（見表1）。大面積的坡耕地，導(dǎo)致山區(qū)水土流失加劇，生態(tài)環(huán)境惡化，土壤肥力下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力低下。水土流失已成為制約新農(nóng)村建設(shè)的首要障礙。大力整治坡耕地，加快水土流失治理步伐已成為新農(nóng)村建設(shè)的迫切要求。

表1 湖北省耕地情況表Table 1 Farmland situation of Hubei Province

以地處三峽庫區(qū)的秭歸縣為例，其自然經(jīng)濟(jì)狀況是湖北省貧困山區(qū)的一個縮影。秭歸縣土地總面積2 427 km2，農(nóng)村人口32．4萬人，共有耕地27 092．2 hm2，其中≤2°平地467．4 hm2，梯地7 954．8 hm2，坡耕地18 670 hm2。水土流失面積1 253．51 km2，占本縣國土總面積的51．64%，流失等級主要為輕中度流失，坡耕地、疏幼林和荒山荒坡為主要水土流失策源地。

根據(jù)湖北水土流失成因及特點(diǎn)，坡耕地治理通過增加植被、降低坡度、截短坡長等方法，開展坡改梯、植物籬等治理措施。據(jù)湖北省2007年水土保持公報顯示，截止2007年底，全省已累計治理水土流失面積26 086 km2，其中坡耕地治理面積2 603 km2。以秭歸縣為例，從上世紀(jì)80年代以來，借助國家投入開展水土流失治理，累計治理水土流失面積1 064．34 km2，其中坡耕地治理面積達(dá)183．8 km2，共建設(shè)基本農(nóng)田7 100 hm2，發(fā)展經(jīng)果林11 280 hm2，人均基本農(nóng)田達(dá)到了0．026 hm2，形成了以柑桔、茶葉為主的農(nóng)村支柱產(chǎn)業(yè)，秭歸縣成為有名的“中國臍橙之鄉(xiāng)”。但是，目前秭歸縣仍有水土流失面積1 253．51 km2，其中坡耕地18 670 hm2還沒有得到治理，水土流失治理的任務(wù)還相當(dāng)艱巨，坡耕地治理的難度越來越大，所需治理投入越來越高。

2 湖北坡耕地治理的主要措施——坡改梯分析

坡改梯是湖北省目前采用最為廣泛的坡耕地治理措施，也是建設(shè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田的重要途徑。由于雨量豐沛、降雨集中，且成土母質(zhì)易風(fēng)化或流失，在湖北山區(qū)大都采用石坎坡改梯技術(shù)，達(dá)到保水、保土、保肥的目的［1］。如秭歸縣現(xiàn)有8 422．2 hm2基本農(nóng)田中梯地面積占基本農(nóng)田的比例高達(dá)94．5%。

坡改梯及其水系配套工程最大的優(yōu)點(diǎn)是見效快，不論是從增產(chǎn)效益還是保水保土效益都能在建成當(dāng)年見效，是山區(qū)治理坡耕地，建設(shè)基本農(nóng)田必不可少的措施。但也有其不可避免的缺點(diǎn)：一是工程量大。坡改梯施工主要包括清基、筑坎、保留表土、田面修整、表土還原等工序，不同坡度的坡地改成梯田，塊石砌方量1 200～3 200 m3／hm2，土方量3 000～6 000 m3／hm2。由于施工工序較復(fù)雜，建設(shè)過程中對地表擾動較大，施工過程中如不加強(qiáng)管理，便會造成大量新的水土流失；二是投資巨大。據(jù)秭歸縣水土保持局在工程實施中統(tǒng)計，根據(jù)坡度變化，不包含坡面水系配套投資，石坎坡改梯投資在30 000～97 500元／hm2，丹江口庫區(qū)石坎坡改梯投資在75 000元／hm2左右。工程建設(shè)投資除國家補(bǔ)助外，需大量的農(nóng)民自籌，資金籌措難度大；三是建設(shè)工期較長。一般至少占用農(nóng)田正常耕作1～2季，減少農(nóng)民當(dāng)季收入；四是暴雨等自然災(zāi)害對坡改梯工程的損壞比較嚴(yán)重。如房縣2005年8月14日一次大暴雨就損毀坡改梯工程250 hm2左右；鄖西縣2007年7月28日一次特大暴雨，范圍涉及3鄉(xiāng)鎮(zhèn)5條小流域，共損毀坡改梯工程80 hm2。

3 植物籬技術(shù)的應(yīng)用和效益分析

3．1植物籬技術(shù)在湖北坡耕地的研究和應(yīng)用進(jìn)展

植物籬是一種傳統(tǒng)的水土保持措施，為無間斷式或接近連續(xù)的狹窄帶狀植物群，由木本植物或一些莖干堅挺、直立的草本植物組成。植物籬具有一定的密集度，在地面或接近地面處是密閉的，具有分散地表徑流、降低流速、增加入滲和攔截泥沙等多種功能［2］。對于水土流失嚴(yán)重的山丘區(qū)來講，植物籬不僅可以控制水土流失，而且可以增加產(chǎn)品產(chǎn)量、圍欄養(yǎng)畜、美化環(huán)境，一舉多得，生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益均十分明顯。

植物籬技術(shù)的應(yīng)用在國際國內(nèi)都較早，主要用于農(nóng)田邊界劃分或圍欄牲畜。近年來，植物籬的應(yīng)用更受到世界各國廣泛關(guān)注和重視，尤其是在發(fā)展中國家，把植物籬作為一種實施土地利用發(fā)展規(guī)劃的工具，與人民生產(chǎn)和生活緊密結(jié)合起來，充分發(fā)揮植物籬的生態(tài)功能和優(yōu)勢［3］。在湖北、湖南、廣東、福建、四川等省都對植物籬進(jìn)行了多年的研究與應(yīng)用。

湖北省秭歸縣從上世紀(jì)90年代開始與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、中科院地理研究所、香港中文大學(xué)等高校及科研院所合作，在探尋紫色巖地區(qū)水土流失規(guī)律的基礎(chǔ)上，對植物籬的生物學(xué)特性和水土保持效益作了大量的研究和推廣應(yīng)用。掌握了紫穗槐、新銀合歡等十多種適合南方種植的植物籬品種的生物學(xué)特性，探索出了“植物籬＋經(jīng)濟(jì)林”水土流失綜合治理模式，并在全縣坡耕地治理與改良中推廣植物籬面積近1 400 hm2。界埡、夫子頭兩條小流域也因其獨(dú)具特色的“植物籬＋經(jīng)濟(jì)林”治理模式和明顯的治理成效被國家財政部和水利部命名為“十百千”示范小流域。在長江上中游水土保持重點(diǎn)防治（簡稱“長治”工程）七期工程中，植物籬作為一項專門措施列入“長治”七期工程的國家補(bǔ)助范圍，為植物籬的大面積推廣應(yīng)用在政策和資金上提供了可靠保證。2007年丹江口庫區(qū)及上游水土保持重點(diǎn)防治工程正式啟動，在項目的設(shè)計和實施中大量地采用了“植物籬＋坡耕地”、“植物籬＋經(jīng)濟(jì)林”治理水土流失的模式，規(guī)劃種植植物籬17 333 km。

3．2植物籬技術(shù)應(yīng)用效益分析

植物籬技術(shù)應(yīng)用于坡耕地治理，具有投資小、施工簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，能相當(dāng)有效地減少坡面侵蝕量、徑流量和坡面氮、磷養(yǎng)分損失量［4］。根據(jù)三峽庫區(qū)秭歸縣在試驗推廣中得知：植物籬的投資一般包括種苗費(fèi)和平茬修剪用工。種苗費(fèi)一般為一次性投入2 000～2 700元／hm2，修剪年需投工60個／hm2左右，平均按7～10 a植物籬形成水平梯田推算，每公頃總投資為0．8～1．2萬元，而每公頃水平石坎梯田投資需要3～10萬元。同時，植物籬本身的產(chǎn)出效益也是石坎坡改梯無法相比的。試驗表明：每株植物籬每年可向坡地提供0．5～1．5 kg的鮮枝葉綠肥；按移栽18 000株／hm2植物計算，植物籬每年可向坡地提供8 000～30 000 kg的鮮枝葉綠肥，若鮮枝葉按0．10元／kg計算，每年產(chǎn)出價值可達(dá)800元／hm2以上。所提供的枝葉綠肥改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力的功效也是相當(dāng)巨大的。固氮植物籬能使土壤全氮含量增加65%～103%［5～7］。

植物籬技術(shù)擋土成坎速度較快。秭歸縣通過對紫穗、新銀合歡植物籬的觀測，紫穗槐植物籬2 a可降坡3．5°，籬坎堆積高度平均為43．9 cm，最高可達(dá)51．5 cm。新銀合歡植物籬栽種后1 a可降低坡度1．7°，形成坎高10．0 cm，第二年即可形成30 cm的坎高，坡度降低3．0°。其攔蓄徑流、增加地表植被、減少水土流失的效果明顯［8］。植物籬技術(shù)綜合地解決了山區(qū)坡耕地水土保持和土壤培肥的問題和用地、養(yǎng)地的矛盾，是實現(xiàn)坡耕地可持續(xù)利用的一條重要途徑。

植物籬技術(shù)還可與坡改梯、經(jīng)果林等措施結(jié)合應(yīng)用，增強(qiáng)蓄水保土效果。植物籬技術(shù)與坡改梯結(jié)合應(yīng)用，既可彌補(bǔ)坡改梯工程的不足，也擴(kuò)大了坡改梯特別是土坎坡改梯的應(yīng)用范圍。一是與石坎坡改梯結(jié)合應(yīng)用，通過控制植物籬間距［9］，可以采用間坡石坎坡改梯的形式，既起到了保水保土的作用，也減少了單位面積的投資和投工；二是與土坎坡改梯結(jié)合應(yīng)用，可極大提高土坎坡改梯的穩(wěn)定性。湖北省由于降雨、地質(zhì)和土壤等條件限制，土坎坡改梯穩(wěn)定性差，采用植物籬護(hù)坎措施，可增加土坎的穩(wěn)定性。2005年，秭歸縣在周坪河流域采用這一技術(shù)建設(shè)土坎坡改梯20 hm2，當(dāng)年秋季完成土坎坡改梯并及時在田坎栽種植物籬，在第二年汛期來臨前及時對植物籬加強(qiáng)培育管護(hù)，使植物籬迅速起到了護(hù)坎作用，到目前該流域土坎坡改梯工程保存完好。

3．3植物籬技術(shù)推廣應(yīng)用前景分析和意義

植物籬是一種很有潛力的坡地持續(xù)利用技術(shù)，它把發(fā)揮坡地資源優(yōu)勢與防治坡地退化有機(jī)結(jié)合起來，充分利用坡地因其坡度、坡向和坡位而具有的空間優(yōu)勢和環(huán)境類型優(yōu)勢來發(fā)展立體種植和多種經(jīng)營，是實現(xiàn)坡耕地可持續(xù)利用的重要途徑，在湖北坡耕地治理中應(yīng)用前景廣闊。但是，植物籬技術(shù)作為一項水土保持技術(shù)，在我國研究應(yīng)用時間還不是很長，還有諸如植物籬生物學(xué)特性及其適應(yīng)性問題、綜合治理模式等值得今后進(jìn)一步研究，此外，通過丹江口庫區(qū)水土保持項目實施情況調(diào)研，由于植物籬措施在一定程度上還沒有完全被人們所接受，所以在大面積推廣應(yīng)用上面還有待進(jìn)一步研究。

［1］王禮先．水土保持學(xué)［M］．北京：中國林業(yè)出版社，1995：156-157．

［2］許峰，蔡強(qiáng)國，吳淑安，等．等高植物籬控制紫色土坡耕地侵蝕的特點(diǎn)［J］．土壤學(xué)報，2002，39（1）：71-80．

［3］鄧智偉，伍世良．三峽庫區(qū)等高植物籬之成本效益分析［J］．資源科學(xué)，2004，（增刊）：35-36．

［4］許峰，蔡強(qiáng)國，吳淑安，等．三峽庫區(qū)坡地生態(tài)工程控制土壤養(yǎng)分流失研究——以等高植物籬為例［J］．地理研究，2000，19（3）：303-310．

［5］郭忠錄，鐘誠，蔡崇法，等．等高植物籬／大豆間作根系相互作用對生長和氮素吸收利用的影響［J］．植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2008，14（1）：59-64．

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［7］張炎周，唐亞，陳克明，等．等高固氮植物籬中套種桑樹的桑葉產(chǎn)量及生物產(chǎn)量［J］．應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報，2001，7（4）：303-307．

［8］趙愛軍，許克翠，彭業(yè)軒．紫色土坡耕地栽種植物籬笆防治水土流失的試驗初報［J］．中國水土保持，2004，（11）：23-25．

［9］許峰，張光遠(yuǎn)，吳淑安，等．坡地等高植物籬帶間距對表土養(yǎng)分流失影響［J］．土壤侵蝕與水土保持學(xué)報，1999，5（2）：23-29．

（編輯：趙衛(wèi)兵）

Application and Benefit Analysis of Hedgerows Technology in Sloping Farmland Improvement of Hubei Province

MA Gen-lu（Center of Soil and Water Conservation Monitoring，Wuhan 430071，China）

Sloping farmland is one of the major sources of soil erosion in Hubei Province，and also a important portion of minor watershed improvement．A slope modified to a terraced field，which is the most widely used sloping farmland measure in Hubei Province，has great advantages，and the shortcomings are also pointed out．The hedgerows technology，a potential technology for sustainable use of sloping farmland，organically combines resource dominance with degradation prevention of sloping farmland，and has bright application prospects in sloping farmland improvement of Hubei Province．

sloping farmland improvement；a slope modified to a terraced field；hedgerows technology；Hubei Province

S157

A

1001-5485（2009）03-0009-04

2008-10-24

馬根錄（1974-），男，陜西渭南人，高級工程師，主要從事水土保持工程管理工作，（電話）027-87221707（電子郵箱）xiaoma xg＠163．com。