日本治山技術(shù)在四川地震災(zāi)區(qū)植被恢復(fù)項目中的實(shí)踐與啟示

呂富成，馬駿強(qiáng)，楊 博

（四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院，四川成都610101）

1 引言

汶川大地震災(zāi)區(qū)地處龍門山系，地形地貌復(fù)雜，山高坡陡谷深，巖體松散破碎。該區(qū)域的岷江、嘉陵江和涪江等主要江河流域，是全球25個生物多樣性保護(hù)地區(qū)之一，是四川省重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和水土保持區(qū)。汶川大地震使該區(qū)域植被損失面積達(dá)600多萬畝，全省森林覆蓋率下降0.5%。汶川大地震不僅造成了特大地震災(zāi)害，同時還誘發(fā)了大量的次生山地災(zāi)害，主要包括崩塌（滾石）、滑坡、堰塞湖和泥石流等［1］。

日本是全世界地震頻繁國家，在地震災(zāi)后生態(tài)重建方面具有豐富的經(jīng)驗和深入的研究，其治山與植被恢復(fù)的綜合技術(shù)和治山與生物多樣性保護(hù)相結(jié)合技術(shù)方面都處于國際領(lǐng)先水平。國家林業(yè)局和科技部有關(guān)部門經(jīng)過多方聯(lián)系，決定與日本國際協(xié)力機(jī)構(gòu)開展實(shí)施地震災(zāi)區(qū)林業(yè)技術(shù)合作。

2009年11月3日，中日雙方代表在北京正式簽署了“四川地震災(zāi)后森林植被恢復(fù)示范項目”協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，在之后5年內(nèi)，項目共投入11億日元開展四川地震災(zāi)后植被恢復(fù)示范，其中日本政府無償援助6億日元（約合人民幣4560萬元），中方配套3800萬元人民幣（約合5億日元），在四川地震重災(zāi)區(qū)的汶川、北川和綿竹三縣選擇項目區(qū)，制定具有代表性的受災(zāi)森林植被恢復(fù)計劃；建立相應(yīng)技術(shù)體系，開展山坡工程治理與生物措施治理相結(jié)合的森林植被恢復(fù)示范；強(qiáng)化受災(zāi)森林植被恢復(fù)工程所需要的技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容與機(jī)制，實(shí)施有效的技術(shù)和人才培訓(xùn)，推廣重建植被恢復(fù)技術(shù)等。

項目成功實(shí)施后，將極大地提升四川省乃至西南山地震災(zāi)后生態(tài)恢復(fù)的理念，促進(jìn)生態(tài)重建技術(shù)創(chuàng)新，為地震災(zāi)區(qū)生態(tài)重建與可持續(xù)恢復(fù)、遏制長江上游地區(qū)山地因地震等引發(fā)的次生災(zāi)害與水土流失危害、維護(hù)流域生態(tài)平衡等方面發(fā)揮重要而積極的作用；項目所取得的技術(shù)成果將為我國未來一些重大工程建設(shè)的森林植被恢復(fù)提供重要技術(shù)借鑒和指導(dǎo)；項目的實(shí)施也將為西南地區(qū)培養(yǎng)大量山地災(zāi)害治理與生態(tài)恢復(fù)領(lǐng)域的技術(shù)人才；同時項目將有效地推動中日兩國林業(yè)同行在災(zāi)后生態(tài)恢復(fù)方面的合作研究與交流，促進(jìn)中日兩國人民的友誼。

2 日本治山事業(yè)歷史

日本是一個多山地的國家，同時降雨豐富，加上臺風(fēng)影響、地震頻發(fā)，山地災(zāi)害時常發(fā)生。在治山方面日本上已經(jīng)有100多年的經(jīng)驗。在江戶時代，日本的森林資源遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在豐富，從1900年開始，日本開始了治山事業(yè)，后來，日本建立了完善的山地災(zāi)害防治對策，包括：森林警備、警戒避難、保安林制度和林地開發(fā)許可制度，治山對策。特別值得一提的是保安林制度，保安林，依據(jù)森林法，以水源涵養(yǎng)、防災(zāi)、生活環(huán)境保全等為目的，對相應(yīng)的森林進(jìn)行指定。保安林制度，是進(jìn)行保安林的指定時，為達(dá)成指定的目的，通過規(guī)定必要的森林施業(yè)上的要求（指定施業(yè)要件）、砍伐限制和轉(zhuǎn)用限制等，力求充分發(fā)揮保安功能的制度。被指定為保安林的面積相當(dāng)于全森林的約48%，為1196萬hm2，保安林制度從法律上為治山事業(yè)的進(jìn)行提供了保障［2］。

3 日本治山技術(shù)介紹

3.1 指導(dǎo)方針

針對日本山地災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)狀，日本政府制定了4條防治山地災(zāi)害對策的指導(dǎo)方針：①森林整備，即“多樣而健全的造林”，對森林進(jìn)行有選擇的間伐，將過老的樹木砍伐，有計劃地對森林進(jìn)行更新?lián)Q代，同時實(shí)施復(fù)層林化、針闊混交化等；②治山對策，即通過布局治山堤壩等設(shè)施將山體固定，采取硬件上的災(zāi)害修復(fù)及預(yù)防措施；③警戒避難，即通過劃定山地災(zāi)害危險地區(qū)，對居民的危險信息進(jìn)行的通報。④保安林制度，林地開發(fā)、許可制度，即通過對森林砍伐、森林開發(fā)行為的限制來保證林地的植被覆蓋率。

以上4種方針，森林整備和治山對策屬于硬件對策，警戒避難和保安林制度、林地開發(fā)許可制度屬于軟件對策。日本的治山事業(yè)正是建立在這4種方針相結(jié)合的綜合治理的基礎(chǔ)之上的。

3.2 山坡工程

這是治山工程最核心的內(nèi)容之一，主要是針對地震、暴雨、臺風(fēng)等災(zāi)害導(dǎo)致的山體局部滑坡后的治理。在日本山體滑坡大多具有數(shù)量大、分布廣、單體面積小等基本特點(diǎn)［2］，山坡工程通過直接處理崩塌的山地，使之恢復(fù)為森林。其細(xì)分為山坡基礎(chǔ)工程和山坡綠化工程。

3.2.1 山坡基礎(chǔ)工程

山坡基礎(chǔ)工程主要目的為了穩(wěn)定固定山坡斜面，其主要種類有：

切坡工程：即將斜坡面上不穩(wěn)定的沙土除去，形成平滑的坡面，主要是為了防止進(jìn)行綠化之后，不穩(wěn)定的沙土再次崩塌，對植被再次造成破壞。

擋土工程：主要通過修建一些系列工程措施對山坡斜面的土石進(jìn)行阻擋和穩(wěn)固，主要目的有穩(wěn)定崩塌土沙、緩和坡度、分散水流（山坡頂部水平時）、分割坡面。主要的種類有漿砌石、鐵絲籠、鋼鐵框、混凝土、混凝土砌石。

渠系工程：主要是通過土袋和鐵絲籠對斜坡進(jìn)行渠系修筑，通過匯集和排出地表水，防止山坡面的表土侵蝕、土壤粘性下降以及間隙水壓增大。

3.2.2 山坡綠化工程

山坡綠化工程的主要目的是恢復(fù)斜坡面的植被，通過植被的覆蓋效果以及根系的扎緊效果，穩(wěn)定固定山坡斜面。其又分為兩部分：綠化基礎(chǔ)工程和植被工程。

綠化基礎(chǔ)工程是植被工程的基礎(chǔ)，其種類有柵欄和階梯工程以及覆蓋工程。柵欄和階梯工程主要是通過圓木、竹柵欄、土袋、砌石等的修建來達(dá)到減輕地表侵蝕力、分散地表水，為植物的生長創(chuàng)造條件的目的。覆蓋工程則是通過在斜坡上覆蓋草席以達(dá)到防止雨水或大風(fēng)將斜坡地表的沙土侵蝕的目的。

植被工程是通過山坡基礎(chǔ)工程和綠化基礎(chǔ)工程的實(shí)施得以在穩(wěn)定的山坡上種樹或播種，促進(jìn)山體綠化。其種類有栽植工程和點(diǎn)撒播工程，其中點(diǎn)撒播工程主要適用于早期綠化，栽植工程則是在已經(jīng)較為穩(wěn)定的山坡上進(jìn)行植樹造林、建設(shè)森林的活動，如圖1所示。

圖1 栽植工程示意（可根據(jù)坡度調(diào)整樹的間隔距離）

3.3 溪間工程

溪間工程是在已發(fā)生或不穩(wěn)定的山體下游，修建治山擋土墻，將溪流沖擊而下的泥土堆積在擋土墻的上游。其功能一方面是將堆積的泥土保護(hù)兩側(cè)上坡，防止滑坡；另一方面防止河川和河岸的侵蝕，以達(dá)到穩(wěn)定河流的目的。主要措施如下：在溪流出口的位置修建擋水壩工程，用材主要為鋼筋混凝土，以確保工程的質(zhì)量和使用的長期性。同時按30～50m水平距離［3］設(shè)置擋水壩，這些擋水壩可以選擇多種材料、類型進(jìn)行設(shè)計，主要有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼架裝石結(jié)構(gòu)、石木混合結(jié)構(gòu)、鐵絲籠結(jié)構(gòu)及漿砌石結(jié)構(gòu)等5種。同時對溪流兩側(cè)的堤岸進(jìn)行人工加固，高度每間隔50～60cm用原木做框格進(jìn)行穩(wěn)定，并向兩側(cè)的坡內(nèi)延伸1.0～2.4m，使加固后的堤岸與坡體有效連接，避免堤岸垮塌［3］。

3.4 滑坡防止工程

滑坡防止工程有兩種：抑制工程（排除地下水位降低等發(fā)生滑坡的因素）以及抑止工程（直接防止滑坡地塊）。抑制工程主要是通過修建排水渠系，將地下水和土壤水進(jìn)行導(dǎo)流，使得山體內(nèi)部受到地下水的侵蝕減少，從而達(dá)到抑制滑坡發(fā)生的可能。抑止工程則是針對有滑坡潛在可能的林地，采取人工清除松動石塊和土方，再用水泥樁、木樁及擋墻等加固的措施。該項工程由于耗資巨大，因此沒有在國內(nèi)獲得推廣和引進(jìn)。

4 日本治山技術(shù)在四川地震災(zāi)區(qū)植被恢復(fù)項目中的實(shí)踐

植被恢復(fù)項目的主要內(nèi)容包括：第一步，在項目區(qū)制定災(zāi)后森林植被恢復(fù)總體計劃；第二步，建立災(zāi)后森林植被恢復(fù)工程技術(shù)體系包括治山工程和綠化工程，其中，日方負(fù)責(zé)治山，中方負(fù)責(zé)植樹；第三步，災(zāi)后森林植被恢復(fù)工程技術(shù)培訓(xùn)，以便進(jìn)行技術(shù)的推廣。

災(zāi)后森林植被恢復(fù)項目主要在汶川、北川、綿竹這三個縣建立示范區(qū)，然后再進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)推廣。示范區(qū)植被恢復(fù)及前后對比見表1和圖2、圖3、圖4。示范區(qū)主要考慮的是實(shí)現(xiàn)災(zāi)害危害性的降低，同時兼顧當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，在治山的同時，鼓勵當(dāng)?shù)剞r(nóng)民參與，有利于在治山的同時，增強(qiáng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主體意識，學(xué)會一些基本的技術(shù)，這才是該項目主要的目的和意義。

表1 災(zāi)后森林植被恢復(fù)項目的示范區(qū)情況

5 日本治山技術(shù)的啟示

（1）日本治山歷史悠久，慢慢地形成了完備的治山體系，同時制定法律進(jìn)行強(qiáng)制實(shí)行。我國在民間也積累了一定的治理經(jīng)驗和技術(shù)，但是沒有形成完備的體系，這樣我們需要學(xué)習(xí)的。

（2）兩國國情差異較大，日本國土面積較小，海洋性較強(qiáng)，降水充沛，治山工程對植被的要求不是很嚴(yán)格；但是中國幅員遼闊，大陸性較強(qiáng)，各地差異較大，降水量差異較大，所以“因地制宜”方針必須貫徹實(shí)行。

（3）治山技術(shù)是反映綜合國力的一個表現(xiàn)，只有社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，有強(qiáng)大的國力支撐，治山技術(shù)才能相應(yīng)地得到發(fā)展和完善。從日本治山的歷史進(jìn)程看，1960年以前的治山是比較初級的治理，主要采取大規(guī)模的人工造林，提高國土綠化水平和增加森林覆被率，通過森林的生態(tài)功能發(fā)揮實(shí)現(xiàn)治山，治理面積大、覆蓋廣、單位面積投資低，是在當(dāng)時經(jīng)濟(jì)相對滯后情況下的合理選擇。1960年以后日本的經(jīng)濟(jì)得到快速恢復(fù)和發(fā)展，治山也全面進(jìn)入了工程化，采取工程措施為主、生物措施結(jié)合的方式有針對性地進(jìn)行專項治理，立足長治久安，其主要特點(diǎn)是針對性強(qiáng)、工程措施多、單位面積投資高等特點(diǎn)，是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展后對國家生存發(fā)展空間更加重視的必然選擇［4］。

（4）治山工程是一個持久的系統(tǒng)性的工程，工程措施的實(shí)施并不意味著治山的結(jié)束，更需要當(dāng)?shù)厝嗣裰鲃臃e極地去維護(hù)，保護(hù)維護(hù)鐵絲籠和擋土墻等工程，還需要引導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民積極參加到植被的恢復(fù)中，適當(dāng)?shù)剡x種一些果樹，一方面可以為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來一定的經(jīng)濟(jì)收入，同時有利于提高農(nóng)民對山體穩(wěn)定維護(hù)的積極性。

［1］崔 鵬，韋方強(qiáng)，何思明，等.5·12汶川地震誘發(fā)的山地災(zāi)害及減災(zāi)措施［J］.山地學(xué)報，2008，26（3）：280～282.

［2］魯勝力.日本的砂防［J］.中國水土保持，2002（5）：8～10.

［3］鄢武先，桂林華，駱建國，等.日本的山地災(zāi)害治理考察報告［J］.四川林業(yè)科技2012，33（2）：35～41.

［4］王 鑫，劉孝盈，齊 實(shí)，等，日本泥石流·滑坡的監(jiān)測和預(yù)報研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（14）：6503～6505.