陳加強(qiáng)
(云南省尋甸縣仁德街道辦林業(yè)管理服務(wù)中心,云南 尋甸 655200)
尋甸縣牛欄江流域水土流失綜合治理技術(shù)研究
陳加強(qiáng)
(云南省尋甸縣仁德街道辦林業(yè)管理服務(wù)中心,云南 尋甸 655200)
摘要:分析了尋甸縣水土流失的現(xiàn)狀,從地質(zhì)、地形、地勢(shì)、植被、降雨、毀林開(kāi)荒、資源開(kāi)發(fā)利用,植樹(shù)造林等多方面剖析水土流失造成的原因。指出了治理牛欄江流域水土流失不能急于求成,必須實(shí)施綜合治理,才能從源頭上控制水土流失的產(chǎn)生,使經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步、快速、健康發(fā)展。
關(guān)鍵詞:水土流失;治理;牛欄江;尋甸
中圖分類號(hào):S157.2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):編號(hào):1674-9944(2015)09-0032-04
收稿日期:2015-07-07
作者簡(jiǎn)介:陳加強(qiáng)(1978—),男,云南尋甸人,工程師,主要從事水土保持、森林資源培育、森林生態(tài)、森林調(diào)查工作。
1引言
牛欄江屬長(zhǎng)江水系,是金沙江右岸一級(jí)支流,流經(jīng)尋甸縣東部,主要支流有馬龍河、長(zhǎng)沖河等,發(fā)源于羊街鎮(zhèn),在羊街鎮(zhèn)境內(nèi)呈北南流向,進(jìn)入塘子鎮(zhèn)后,由南向北流注入金沙江,境內(nèi)全長(zhǎng)87 km,徑流面積1133 km2。
2012年12月1日起施行的《牛欄江保護(hù)條例》把牛欄江德澤水庫(kù)壩址以上集水區(qū)域列為牛欄江流域上游保護(hù)區(qū)。把牛欄江上游保護(hù)區(qū)又劃分為水源保護(hù)核心區(qū)、重點(diǎn)污染控制區(qū)和重點(diǎn)水源涵養(yǎng)區(qū),尋甸全境基本都在這個(gè)區(qū)域內(nèi)。特殊的地理位置及地質(zhì)地貌決定了尋甸縣生態(tài)地位的重要性。通過(guò)尋甸牛欄江流域綜合治理,不僅可以增強(qiáng)滇池水動(dòng)力、改善滇池生態(tài)狀況,而且可以大幅度提升牛欄江流域及尋甸縣森林質(zhì)量和生態(tài)功能,對(duì)構(gòu)建長(zhǎng)江上游生態(tài)屏障,保障國(guó)家大江大河安全,確保重點(diǎn)水利工程生態(tài)安全,具有不可替代的重要作用。
2水土流失的原因
產(chǎn)生水土流失的原因很多,造成的危害和程度也不一樣,其中自然原因有:地形、氣候、降雨、土壤性狀、地質(zhì)構(gòu)造等;人為因素有:人口的增加、能源需求、亂砍濫伐、毀林開(kāi)荒、工程建設(shè)等。尋甸屬國(guó)家級(jí)貧困縣之一,土地貧瘠、資源缺乏,在這種狀況下人口的增長(zhǎng)和資源的匱乏、林地和耕地、封山育林和群眾放牧等矛盾沖突日益加劇,大面積的森林被砍伐,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào),植被被破壞,土地裸露,土壤流失嚴(yán)重。水土流失由輕度的面蝕到溝蝕,逐漸發(fā)展成危害極大的泥石流。
尋甸縣地形反差大,各種巖類出露齊全,斷裂密集。牛欄江流域受小江東西支斷裂穿境而過(guò)的影響,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,造成全流域內(nèi)巖體破碎,完整性差,又由于巖性松軟,易風(fēng)化的松散巖類面積大,在干旱、暴雨等自然因素和人為活動(dòng)的影響下,加劇了土地的侵蝕發(fā)展。另外尋甸境內(nèi)山地面積較大,坡度陡,植被被破壞后表土極易流失,形成輕度的面蝕,為水土流失的發(fā)生產(chǎn)生了條件。
尋甸天然植被由生長(zhǎng)巨大的喬木、常綠灌木、草本植物和地衣植物等組成,形成良好的生態(tài)平衡系統(tǒng),對(duì)水土保持、涵養(yǎng)水源等有著非常重要的作用。但由于人為影響,森林遭到大面積的砍伐,地表植被遭到嚴(yán)重的破壞,大量的土壤裸露在外,經(jīng)過(guò)風(fēng)吹日曬、雨水的沖刷等原因,加劇了水土流失的發(fā)生,這是尋甸水土流失的主要原因之一。
尋甸縣降雨多集中在6~9月,部分地方在雨季日降雨量可達(dá)100~200 mm。在復(fù)雜的地貌影響下,大部分地方易形成單點(diǎn)暴雨。在金源鄉(xiāng),歷史上60 min降雨量極值達(dá)48.5 mm,在松散巖體和植被稀少的土壤上,降雨量達(dá)20 mm的便可產(chǎn)生徑流,在地表徑流的沖刷下,不但造成大量的面蝕和溝蝕,還會(huì)產(chǎn)生大面積的滑坡和泥石流。
尋甸縣坡耕地面積921 069.8畝,其中坡度大于25°以上的耕地面積175 637.2畝,坡度在16~25°之間的耕地面積177 523.1畝,坡度在6~15°之間的耕地面積328 193.7畝。在牛欄江兩岸絕大部分耕地是陡坡地,這些陡坡地大多分布在經(jīng)濟(jì)和文化不發(fā)達(dá)的地區(qū),這里毀林開(kāi)荒、陡坡耕種、輪歇等落后的生產(chǎn)方式比較普遍,廣種薄收,糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn),不僅不能給農(nóng)民增加收入、擺脫貧困,而且還造成生態(tài)環(huán)境的惡化,水土流失嚴(yán)重。農(nóng)民失去賴以生存的土地,使本來(lái)就困難的生活更加的貧困,造成惡性循環(huán)。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中,人們對(duì)資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三方面的認(rèn)識(shí)不足,在資源開(kāi)發(fā)利用上協(xié)調(diào)處理不當(dāng),只顧眼前利益和局部利益,不惜以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)來(lái)達(dá)到目的,致使森林植被遭到破壞,從而造成更多的水土流失。特別是在尋甸縣這樣一個(gè)經(jīng)濟(jì)比較落后的地方,各種矛盾非常突出,不合理利用資源的情況更是嚴(yán)重。
尋甸縣是一個(gè)實(shí)行民族區(qū)域自治的地方,相應(yīng)的法律法規(guī)在貫徹、執(zhí)行的過(guò)程中有一定的變通權(quán),沒(méi)有完全發(fā)揮其法律效用。這樣使得管理的難度增加,缺乏有較措施來(lái)規(guī)范那些破壞生態(tài)的行為。近年來(lái),為有效地遏制水土流失,各級(jí)政府將水土保持作為一項(xiàng)基礎(chǔ)工程來(lái)抓,大量營(yíng)造以水土保持為主的植被。雖然植樹(shù)造林是恢復(fù)植被的主要手段,但在營(yíng)林生產(chǎn)過(guò)程中,一是對(duì)整地方式與水土保持的關(guān)系不夠重視;二是由于投入的可開(kāi)發(fā)利用的樹(shù)種沒(méi)有得到很好的利用,林種結(jié)構(gòu)不合理,大面積營(yíng)造純林,特別是針葉林,難以實(shí)現(xiàn)天然林的防護(hù)效果;三是造林工程驗(yàn)收后,管理相對(duì)弱化,造林成果鞏固不好,沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的效用。
3水土流失造成的危害
水土流失造成大量的氮、磷、鉀肥的流失,使土壤形成干、酸、瘦、薄,肥力下降,土層變薄,嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。全縣僅金源、甸沙、六哨、先鋒、功山5個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))每年因水土流失的有機(jī)質(zhì)達(dá)0.6萬(wàn) t,其中流失氮0.07萬(wàn) t,流失磷0.09萬(wàn) t,有效鉀流失0.1萬(wàn) t,水土流失使有效的土地面積減少,農(nóng)業(yè)利用價(jià)值降低,增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入,這都是水土流失造成的危害。
由于水土流失,導(dǎo)致尋甸河床升高、改道、水庫(kù)淤積,影響河道的輸水和水庫(kù)的蓄水能力,縮短各種水利工程的使用壽命,無(wú)形中增加了不必要的重復(fù)投資。
由于水土流失,致使土地、水源涵養(yǎng)能力下降,洪澇災(zāi)害的頻繁,使部分地方失去了生存條件,加劇了貧困的進(jìn)程。僅金源鄉(xiāng)、甸沙鄉(xiāng)平均每年暴發(fā)大小泥石流就達(dá)20多次,沖毀良田上千畝,損失糧食300萬(wàn) kg,淹埋溝渠80多條,每年經(jīng)濟(jì)損失100多萬(wàn)元。由于生態(tài)的惡化,抵御自然災(zāi)害的能力下降,災(zāi)害的發(fā)生頻率較大,嚴(yán)重影響了群眾的生產(chǎn)、生活。
4小流域綜合治理技術(shù)
小流域是泥石流主要發(fā)源地,小流域的治理是治理泥石流的基礎(chǔ)。由于雨水的急劇沖刷形成片蝕,由片蝕匯集形成比較小的溝蝕,然后再形成較大的侵蝕溝,最后形成小型的泥石流。針對(duì)尋甸水土流失實(shí)際,對(duì)牛欄江流域的治理宜采取以下8項(xiàng)技術(shù)措施。
一般情況下,小流域治理的范圍是兩山夾一溝,若流域面積大可分為多個(gè)山頭夾一溝,最后匯合成一條主侵蝕溝。在規(guī)劃設(shè)計(jì)中要打破地域界,以流域?yàn)榭傮w治理單元,按照統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)一布局的原則對(duì)流域進(jìn)行全面的踏查,了解水土流失產(chǎn)生的主要原因,對(duì)流域區(qū)內(nèi)的各種地類進(jìn)行區(qū)劃,編制作業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施方案,以小班為單位進(jìn)行作業(yè)施工。
通過(guò)區(qū)域定為荒山的地段,要嚴(yán)格遵守造林規(guī)程,選擇一些防護(hù)效果好,根系發(fā)達(dá),冠幅較大的樹(shù)種作為主要造林樹(shù)種,輔以一些生命力旺盛的灌木樹(shù)種和一些適生范圍廣泛的草本植物進(jìn)行種植,做到喬灌草結(jié)合。尋甸縣適宜種植的喬木樹(shù)種主要有云南松、華山松、旱冬瓜、滇青岡、麻櫟、滇楊。灌木主要有矮楊梅、棠梨、火把果、云南含笑等。在荒山及陡坡地造林樹(shù)種選擇中,必須嚴(yán)格遵循適地適樹(shù)的原則,根據(jù)不同的立地條件、土壤、海拔、氣候特征進(jìn)行綜合分析,選擇適宜于本地生長(zhǎng),防護(hù)效果好的喬木、灌木及草帶。
在整個(gè)流域范圍內(nèi),可能存在有林地、疏林地、灌木林地、宜林荒山、放牧地、耕地。在林中結(jié)構(gòu)調(diào)整中,要充分考慮各種因素,對(duì)流域內(nèi)的土地利用進(jìn)行充分合理的規(guī)劃布局,對(duì)防護(hù)林、用材林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林所占比例進(jìn)行最大范圍的優(yōu)化調(diào)整,使林種結(jié)構(gòu)逐步趨于合理,緩解各種爭(zhēng)執(zhí)的產(chǎn)生。一般情況下,生態(tài)林、用材林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林的比例為6∶2∶1∶1,不同的區(qū)域可適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)整。為了達(dá)到水土流失治理的目的,一般生態(tài)林的比例不應(yīng)低于70%。
4.4.1造林整地
在小流域治理造林中,造成林地塊一般是生態(tài)環(huán)境較惡化的地方,在整地中一般采用穴狀整地而不要采用全面整地和大面積破壞現(xiàn)有植被的整地方式,在陰坡一般是沿等高線進(jìn)行不規(guī)則的整地,樹(shù)塘應(yīng)呈“品”字型配置,或按品字形帶狀設(shè)置水平溝,帶寬、帶間距及水平溝的規(guī)格按當(dāng)?shù)?0年一遇的最大徑流量確定。一般情況下每帶寬10~15 m,水平溝長(zhǎng)2 m、寬0.8 m、深0.6 m。一般根據(jù)不同的樹(shù)種確定不同的造林密度、塘的大小、深淺、在每行造成林地段中留一行灌木草帶,在灌草帶造林密度應(yīng)加大,灌草結(jié)構(gòu)可由兩行草和一行灌木組成,帶寬為40 cm,草叢間距為20 cm,灌木間距為100 cm。陽(yáng)坡一般采用魚(yú)鱗坑整地方式,規(guī)格、帶寬、帶間距仍按攔截10年一遇的標(biāo)準(zhǔn)確定,魚(yú)鱗坑長(zhǎng)徑0.8 m、短徑0.6 m、深0.5 m,如圖1所示。
圖1 水土保持治理模式
4.4.2造林栽植
在造林栽植中,分別根據(jù)不同的樹(shù)種確定塘的深度。喬木樹(shù)種的栽植一般以根系舒展為宜,不宜過(guò)深也不宜過(guò)淺。過(guò)深導(dǎo)致塘內(nèi)集水爛根,過(guò)淺由于雨水沖刷而使根露出土壤表面死亡。造林時(shí)回填土要填滿、壓實(shí)、不能用塊狀土或死土復(fù)塘,要充分利用周圍的熟土和肥力較好的表土作回填土。并將苗向上提起一點(diǎn),保證主根伸展(這是相對(duì)于裸根苗來(lái)說(shuō),容器苗壓實(shí)即可不必提根)。陡坡地造林和干旱較嚴(yán)重的地方,將整地時(shí)挖出的塊狀土、草根或周圍的細(xì)石在塘的下方圍成一個(gè)半圓的堰以利于保持水土。灌木造林中,根據(jù)灌木生長(zhǎng)的根系確定塘的大小和栽植的深度。種植草帶一般以條狀點(diǎn)播為宜,塘過(guò)深影響草的蔭發(fā),過(guò)淺則被雨水沖跑。復(fù)土?xí)r,要求土壤必須整細(xì),以保證草的正常生長(zhǎng)(圖2、圖3)。
圖2 穴狀整地
圖3 魚(yú)鱗坑整地
4.4.3造林的管理
造林后,管理是關(guān)鍵,對(duì)造林地塊要安排專門(mén)的護(hù)林員,實(shí)行嚴(yán)格的封禁管理。禁止牛、羊等牲畜危害,對(duì)造林要及時(shí)進(jìn)行檢查、補(bǔ)植,特別是陡坡種植的草帶要認(rèn)真觀察,出現(xiàn)死亡要及時(shí)補(bǔ)種,造林要求成活率不低于85%,種草成活率不能低于60%。
在流域區(qū)內(nèi),對(duì)嚴(yán)重水土流失的農(nóng)地,可根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條件而定,一方面可以爭(zhēng)取退耕還林,另外還可進(jìn)行林糧間作,即在農(nóng)地中種植一定的經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種,如板栗、核桃、花椒及其它經(jīng)濟(jì)林果,種植的方式可采用規(guī)格化種植,在造林密度選擇上,可根據(jù)樹(shù)種的冠幅而定,株距可適當(dāng)縮小,行距可適當(dāng)加大,一方面不影響農(nóng)民的正常耕作,另一方面可林糧間作增加群眾的經(jīng)濟(jì)收入。同時(shí)對(duì)水土流失也可得到有效的控制。
水土流失較嚴(yán)重的小流域內(nèi)毛細(xì)沖溝一般分布較廣,而且程度不一。為了有效的控制毛細(xì)沖溝對(duì)侵蝕溝泥沙的輸入,治理侵蝕溝,首先必須對(duì)毛細(xì)沖溝進(jìn)行治理。在治理毛細(xì)沖溝時(shí),本著從上到下,從簡(jiǎn)從便的方式進(jìn)行。對(duì)小沖溝利用生物小壩或就地取材堆砌小石壩,對(duì)泥沙進(jìn)行層層攔截,使泥沙層層瓦解,最后使輸入主侵蝕溝的泥沙減少到最小值。堆砌小攔砂壩的距離根據(jù)坡度的緩急和泥沙流量而定,越密其效果越好,一般情況2~5 m一道。小攔砂壩的高度以溝的深度一樣,一般以能有效控制泥沙為宜。
在沖溝較深的地方,除用石頭支砌小攔砂壩以外,還可用滇楊、火把果等萌生能力較強(qiáng)的樹(shù)樁作為樹(shù)籬,然后種植一些灌木,編成籬笆狀,以對(duì)輸入的泥沙進(jìn)行攔截。多數(shù)樹(shù)籬樁在雨水條件較好的情況下,通過(guò)泥沙的堆集,堆埋,可以成活長(zhǎng)成大樹(shù),從而使攔沙效果明顯增強(qiáng),生物攔砂壩可根據(jù)地形及現(xiàn)地材料而定,一般5~10 m設(shè)一道,攔沙效果較好。
侵蝕溝是小流域匯水和泥沙流經(jīng)的主要地段在侵蝕溝治理中,主要以工程治理為主,然后輔以一定的生物治理。侵蝕溝的治理,首先在選定治理的范圍內(nèi),進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)考查,根據(jù)面蝕、溝蝕現(xiàn)狀確定綜合治理方案,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)必須解決好以下問(wèn)題:
4.7.1根據(jù)水量、泥沙量的大小和面蝕治理情況再進(jìn)行綜合考慮
一般在水流平緩的兩條主侵蝕溝的交匯下方設(shè)立攔砂壩。在攔砂壩外業(yè)調(diào)查中,要對(duì)其溝深、寬度先進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量、記錄,然后根據(jù)泥沙量的大小確定該砂壩的高度、厚度。在計(jì)算中要求盡量精確。壩體較小起不到攔沙的效果,或被泥沙沖垮,壩體過(guò)大造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。一般情況下,一道攔砂壩5~7年可填滿為宜。
4.7.2在侵蝕溝兩側(cè)合理栽植適生樹(shù)種
在侵蝕溝的兩側(cè)可設(shè)計(jì)一些如滇楊、圣誕、水冬瓜、柳樹(shù)等耐濕性樹(shù)種,進(jìn)行非規(guī)格化栽植,能種一棵種一棵,能種兩棵種兩棵。壩塘中也可種植一些比較大的滇楊樹(shù)樁,但不能種植比較小的苗木,以免泥沙堆集時(shí)被淹埋,造成不必要的浪費(fèi)。
4.7.3合理編制預(yù)算
內(nèi)業(yè)編制小流域綜合治理示意圖,測(cè)算攔砂壩的材料費(fèi)、工時(shí)費(fèi),編制施工作業(yè)設(shè)計(jì),制作施工圖紙,預(yù)算投資金額。
4.7.4根據(jù)侵蝕發(fā)育程度及危害程度科學(xué)設(shè)計(jì)攔砂壩
在設(shè)計(jì)中,攔砂壩的規(guī)格要求視侵蝕溝發(fā)育程度和對(duì)溝外農(nóng)田、村莊的危害程度,于局部支溝交匯處或侵蝕溝的溝口修筑大型石料干砌成漿砌攔砂壩。壩體外側(cè)為階梯形狀,上部呈凹狀,上部表面用高標(biāo)號(hào)砂漿封頂,使攔砂壩不積水,又可阻擋泥沙,壩體的高度一般以上一道壩的壩腳平行,也可稍微高一些,對(duì)上道壩起保護(hù)作用。為減少水對(duì)壩腳的沖刷,造成壩體倒塌,在施工中必須對(duì)壩體進(jìn)行清基,使壩體基礎(chǔ)深入土壤中1m左右,確保壩體堅(jiān)固耐用。
有林地、疏林地、灌木林地是小流域內(nèi)的主要組成部分,要使流域內(nèi)水土流失得到有效控制,必須對(duì)流域范圍內(nèi)的林地實(shí)行全面封禁禁止砍伐、禁止放牧、鋤草、積肥等破壞森林植被的人為活動(dòng)。對(duì)部分林窗現(xiàn)象實(shí)行封育補(bǔ)造,造管結(jié)合。對(duì)純林進(jìn)行林分改造,間種一些落葉樹(shù)種和灌木樹(shù)種,增加森林的防護(hù)效益。
5小流域綜合治理的結(jié)果分析
流域綜合治理,是應(yīng)用生物措施和工程措施相結(jié)合的辦法,對(duì)生態(tài)比較脆弱的地區(qū)實(shí)施的生態(tài)工程治理,它是以小流域?yàn)橹卫韱卧?通過(guò)認(rèn)真的調(diào)查分析,在流域內(nèi)采用多種形式的治理方式,宜農(nóng)則農(nóng),宜林則林、宜草則草,宜灌則灌、宜壩則壩,造林時(shí)采用沿等高線營(yíng)造草灌喬林帶是小流域綜合治理的治理模式,在營(yíng)造林帶后,在林間種植一灌草帶的科學(xué)合理的布置方式,有利于保留和恢復(fù)原有植被,增加生物多樣性,利于形成穩(wěn)定的生物群落類型,對(duì)于阻攔雨水對(duì)泥沙的沖刷起到很好的保護(hù)作用。小沖溝的治理,是利用生物和簡(jiǎn)單易行的工程措施,對(duì)小沖溝的泥沙進(jìn)行層層攔截,控制泥沙直接沖入侵蝕溝形成泥石流。溝蝕的治理是利用工程措施,將流入侵蝕溝的泥沙進(jìn)行屯集,然后再種植一些耐濕性好的樹(shù)種以固定泥沙,保護(hù)壩體。小流域綜合治理是一項(xiàng)比較省工、省錢(qián)而且效果比較好的工程措施,通過(guò)對(duì)小流域?qū)嵤┚C合治理,能比較有效控制區(qū)域內(nèi)的水土流失,保護(hù)農(nóng)田、河流、水庫(kù),改善小區(qū)內(nèi)氣候,提高農(nóng)民的糧食產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收入,使區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境逐步趨于平衡。
6小流域綜合治理的成果
通過(guò)這些年的綜合治理,尋甸縣在治理水土流失方面取得了很大的成績(jī)。共完成治理面積約1 256.38 km2,其中營(yíng)造水土保持林600.2 km2、退耕還林500.84 km2,種植經(jīng)濟(jì)林120.12 km2,種草35.22 km2,修建攔砂壩10座,每年減少侵蝕量39 874 t?,F(xiàn)在被淹埋的田地正在逐步恢復(fù)利用,泥石流的已基本得到控制,地表植被正逐步恢復(fù),生態(tài)環(huán)境明顯改善。但是由于各種原因,有些治理成果被破壞,在加大治理的同時(shí),還要加強(qiáng)相關(guān)政策法規(guī)的宣傳和有關(guān)配套工程的落實(shí)及嚴(yán)格管理。必須要把小流域治理作為長(zhǎng)抓不懈的工作來(lái)做,在鞏固治理成果的同時(shí),還要繼續(xù)加大防治力度,將小流域治理與高新技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合,把預(yù)防、保護(hù)、治理與開(kāi)發(fā)利用結(jié)合起來(lái),使該縣的生態(tài)環(huán)境治理、保護(hù)得到更快更好的發(fā)展。
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