黃河粗泥沙集中來源區(qū)沙棘生態(tài)項(xiàng)目減沙效果分析

王俊峰

(黃河上中游管理局，陜西 西安 710021)

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黃河粗泥沙集中來源區(qū)沙棘生態(tài)項(xiàng)目減沙效果分析

王俊峰

(黃河上中游管理局，陜西 西安 710021)

沙棘；減沙效果；粗泥沙集中來源區(qū)

自1985年將沙棘作為黃土高原治理的突破口以來，黃河水利委員會在黃河粗泥沙集中來源區(qū)北部砒砂巖地區(qū)大規(guī)模開展了沙棘資源建設(shè)工程，并取得顯著成效；水利部1998年以來相繼在國家立項(xiàng)實(shí)施了晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程和晉陜蒙砒砂巖區(qū)窟野河流域生態(tài)減沙工程，形成了更大規(guī)模的治理效益。總結(jié)了3個(gè)沙棘治理項(xiàng)目的完成情況，分析了其建設(shè)效益和減沙效果。3個(gè)項(xiàng)目在粗泥沙集中來源區(qū)累計(jì)保存沙棘面積22.679萬hm2，平均每年減沙2 414.6萬t。

黃河粗泥沙集中來源區(qū)總面積1.88萬km2，主要分布在黃河中游右岸皇甫川、清水川、孤山川、窟野河、禿尾河、佳蘆河、無定河、清澗河、延河等9條主要支流流域，涉及陜西和內(nèi)蒙古兩省區(qū)的府谷、神木、榆陽、佳縣、米脂、綏德、子洲、橫山、靖邊、清澗、安塞、子長、達(dá)拉特、伊金霍洛、準(zhǔn)格爾等15個(gè)縣旗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，黃河粗泥沙集中來源區(qū)已完工的重大工程建設(shè)項(xiàng)目有沙棘資源建設(shè)工程(黃河水利委員會，1985—2000年)、晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程(水利部沙棘開發(fā)管理中心，1998—2010年)、晉陜蒙砒砂巖區(qū)窟野河流域生態(tài)減沙工程(水利部沙棘開發(fā)管理中心，2008—2012年)。

1　項(xiàng)目概況及工程完成情況

1.1沙棘資源建設(shè)工程

砒砂巖地區(qū)氣候干旱，自然植被稀疏，裸露砒砂巖區(qū)植被覆蓋度多在5%以下，生態(tài)環(huán)境極端脆弱，是黃土高原劇烈侵蝕中心和粗泥沙主要來源區(qū)，極難治理。從1985年開始，黃河水利委員會沙棘資源建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗砒砂巖裸露區(qū)組織進(jìn)行沙棘種植試驗(yàn)3年，取得了成功，1988年后在東勝區(qū)、伊金霍洛旗、達(dá)拉特旗砒砂巖地區(qū)進(jìn)行了試種推廣試驗(yàn)，證明種植沙棘是治理砒砂巖區(qū)水土流失的有效措施。1990—1992年黃委沙棘資源建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室在內(nèi)蒙古砒砂巖地區(qū)進(jìn)行了不同立地條件沙棘種植效果試驗(yàn)和支毛溝種植推廣試驗(yàn)，獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，證明利用沙棘治理砒砂巖區(qū)水土流失投資少、減沙效果好，是治理這一區(qū)域“地球環(huán)境癌癥”的良方。1993年以后，黃委在內(nèi)蒙古砒砂巖地區(qū)的準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗、達(dá)拉特旗、東勝區(qū)、杭錦旗等5個(gè)旗區(qū)開展了沙棘治理砒砂巖工程，1995年針對水土流失最嚴(yán)重、立地條件最惡劣的溝壑地帶，在準(zhǔn)格爾旗實(shí)施了沙棘治理砒砂巖千條溝工程，大面積沙棘治理砒砂巖取得了突破性進(jìn)展，引起了國內(nèi)外的關(guān)注，水利部召開現(xiàn)場觀摩會進(jìn)行了總結(jié)推廣。截至2000年，內(nèi)蒙古砒砂巖地區(qū)中央累計(jì)下達(dá)專項(xiàng)投資2 000多萬元，沙棘累計(jì)種植面積5.333萬hm2，保存3.333萬hm2。

經(jīng)核實(shí)，1985—2000年沙棘治理內(nèi)蒙古砒砂巖工程在黃河粗泥沙集中來源區(qū)的內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗種植沙棘3.112萬hm2，保存1.945萬hm2。

1.2晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程

項(xiàng)目實(shí)施范圍選定在晉陜蒙接壤區(qū)，位于黃河多沙粗沙產(chǎn)沙區(qū)，總面積3.2萬km2，水土流失面積3萬km2，包括12個(gè)縣旗，即內(nèi)蒙古自治區(qū)的準(zhǔn)格爾旗、東勝區(qū)、達(dá)拉特旗、伊金霍洛旗、杭錦旗，山西省的偏關(guān)、五寨、河曲、神池，陜西省的府谷、榆林、綏德、神木。工程建設(shè)總規(guī)模2萬km2，工程建設(shè)總投資24.5億元，治理期為13年(1998—2010年)，項(xiàng)目終期目標(biāo)達(dá)到治理小流域1 600條(平均一條20 km2)，年減少入黃泥沙1.7億t。建設(shè)單位為水利部沙棘開發(fā)管理中心。

根據(jù)項(xiàng)目中期檢查成果，截至2007年度，項(xiàng)目總投資47 602萬元，其中國家投資27 000萬元。根據(jù)由水利部批復(fù)的《項(xiàng)目年度計(jì)劃實(shí)施方案》，批復(fù)的歷年累計(jì)任務(wù)為25.667萬hm2，項(xiàng)目實(shí)際完成28.433萬hm2，累計(jì)完成計(jì)劃任務(wù)的111%。

經(jīng)核實(shí)，1998—2007年晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程在黃河粗泥沙集中來源區(qū)的內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗和陜西省府谷縣、神木縣、榆陽區(qū)、綏德縣累計(jì)種植沙棘16.576萬hm2，若按70%保存率計(jì)算，則沙棘保存面積為11.603萬hm2。

1.3晉陜蒙砒砂巖區(qū)窟野河流域生態(tài)減沙工程

項(xiàng)目實(shí)施區(qū)窟野河流域地處黃土高原、鄂爾多斯高原、毛烏素沙地交界地段，是黃河粗泥沙的核心來源區(qū)之一，總面積8 706 km2，水土流失面積8 245 km2，涉及內(nèi)蒙古鄂爾多斯市的東勝區(qū)、伊金霍洛旗、準(zhǔn)格爾旗和陜西省榆林市的府谷縣、神木縣共計(jì)5個(gè)縣旗區(qū)。工程建設(shè)規(guī)模1 450 km2，工程建設(shè)總投資2.04億元(不含群眾投勞和產(chǎn)業(yè)配套)，治理期5年(2008—2012年)，項(xiàng)目終期目標(biāo)新增林草覆蓋率16.7百分點(diǎn)，新增攔沙能力1 500多萬t，并促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)農(nóng)民增收。建設(shè)單位為水利部沙棘開發(fā)管理中心。

截至2012年底，項(xiàng)目總投資32 461萬元，其中國家投資20 418萬元、群眾投勞投資12 043萬元；項(xiàng)目區(qū)治理面積已達(dá)到1 455.51 km2。

經(jīng)核實(shí)，2008—2012年晉陜蒙砒砂巖區(qū)窟野河流域生態(tài)減沙工程在黃河粗泥沙集中來源區(qū)的內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗和陜西省府谷縣、神木縣累計(jì)種植沙棘13.044萬hm2，若按70%保存率計(jì)算，則沙棘保存面積為9.131萬hm2。

2　項(xiàng)目建設(shè)效益

2.1沙棘資源建設(shè)工程

2.1.1總結(jié)推廣了沙棘治理砒砂巖技術(shù)

砒砂巖區(qū)自然條件惡劣，治理難度極大，新中國成立以來，為了治理這一地區(qū)的水土流失，地方政府投入了大量的人力、物力和財(cái)力，采用過多種樹種、牧草進(jìn)行試驗(yàn)，但效果都不理想。沙棘治理砒砂巖試驗(yàn)的成功具有劃時(shí)代的意義，由此總結(jié)的治理砒砂巖技術(shù)體系和大面積推廣的治理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為全面根治黃土高原水土流失最難治理區(qū)域提供了治理理論和治理方法。

2.1.2減少了入黃泥沙

試驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)說明：在條件適宜的情況下，種植2年后沙棘樹高可達(dá)1.5 m；一般條件下，種植3～4年后沙棘樹高達(dá)1.8～2.5 m，基本郁閉成林。由于地面植被增加，地下根系發(fā)達(dá)，兼之枯枝落葉緩沖，因此降低了雨水對地面的沖擊強(qiáng)度，提高了土壤的入滲能力，減輕了土壤的溝蝕程度，溝道種植沙棘5年淤積泥沙厚度可達(dá)1 m以上，平均每公頃沙棘成林每年攔泥117.45 t，整個(gè)砒砂巖區(qū)沙棘保存面積3.333萬hm2，平均每年減沙391.5萬t，其中地處黃河粗泥沙集中來源區(qū)的內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗沙棘保存面積1.945萬hm2，平均每年減沙228.4萬t。據(jù)1997—1998年實(shí)地調(diào)查，部分郁閉度70%以上的溝道在大暴雨情況下，溝口基本沒有泥沙輸出。

2.1.3改善了生態(tài)環(huán)境

種植沙棘以后，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境發(fā)生了明顯變化，原來寸草不生的砒砂巖上長出了茂密的沙棘灌叢，并且植物種類和多度顯著增加。隨著沙棘林木的生長，木本、草本植物錯(cuò)落相伴、共同發(fā)展的局面開始形成，天然植被全面恢復(fù)，生態(tài)環(huán)境得到改善。

2.2晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程

2.2.1減沙效果明顯

該項(xiàng)目治理規(guī)模累計(jì)達(dá)到2 843 km2，占治理前水土流失面積18 770 km2的15%。初步測算，該項(xiàng)目1998—2007年種植的沙棘林平均每年減沙2 846萬t，若其中粗沙量以80%計(jì)，則平均每年減少粗泥沙2 277萬t。

2.2.2生態(tài)環(huán)境有較大改善

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境發(fā)生了明顯變化，狐貍、野兔、山雞、蛇類等野生動物開始出沒。由于沙棘根系發(fā)達(dá)，且具有固氮作用，因而土壤肥力隨之增強(qiáng)。監(jiān)測研究表明，與背景土樣相比較，項(xiàng)目實(shí)施以來(沙棘生長期5年)土壤全氮增加0.09 g/kg，增長幅度為74.17%；土壤有機(jī)質(zhì)由種植前的0.82 g/kg增加到2.21 g/kg，增長了169.51%。

2.2.3減災(zāi)效益顯著

沙棘生態(tài)工程抑制砒砂巖地區(qū)的粗沙下泄，從長遠(yuǎn)看可以起到延長下游萬家寨等水庫使用年限的作用，且可節(jié)省防洪、清淤及下游河道整治費(fèi)用，其減災(zāi)的間接效益難以計(jì)算。2002年，鄂爾多斯市最北端的達(dá)拉特旗遭遇百年不遇的大洪水，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)24 h降雨量高達(dá)128 mm，卻沒有形成災(zāi)害；與之相對應(yīng)的是，同一時(shí)間24 h降雨量僅為60 mm的非項(xiàng)目區(qū)卻嚴(yán)重成災(zāi)，洪水幾乎摧毀了新中國成立以來所建設(shè)的全部水利工程設(shè)施。在流動和半流動沙漠區(qū)，種植沙棘產(chǎn)生的防風(fēng)固沙作用，減少了風(fēng)沙成災(zāi)的幾率。截至2006年，沙棘工程建設(shè)使地處毛烏素沙漠南緣的陜西省榆林市榆陽區(qū)幾百公頃流動沙丘得到固定和半固定。

2.2.4經(jīng)濟(jì)效益可觀

沙棘是優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)樹種，其果實(shí)、葉片乃至枝條均有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可為種植者帶來較豐厚的經(jīng)濟(jì)收入。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)民除種植、管護(hù)收入外還有采葉摘果收入，一大批農(nóng)戶靠種植沙棘和采葉收果實(shí)現(xiàn)了脫貧致富，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村致富、農(nóng)民增收奠定了基礎(chǔ)。

2.2.5社會效益顯著

項(xiàng)目實(shí)施后整修、新建了大量的生產(chǎn)道路，增強(qiáng)了農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施；通過合同關(guān)系種植沙棘，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民增收創(chuàng)造了新的途徑，一般村子戶均年收入在300～1 200元，最高村戶均年收入達(dá)到2 100元，促進(jìn)了項(xiàng)目區(qū)農(nóng)村的社會進(jìn)步。

2.3晉陜蒙砒砂巖區(qū)窟野河流域生態(tài)減沙工程

2.3.1減沙效益十分明顯

根據(jù)項(xiàng)目監(jiān)測結(jié)果，項(xiàng)目區(qū)小流域種植沙棘以后，溝底形成沙棘植物攔沙壩，溝坡形成沙棘植物防蝕網(wǎng)，溝頭溝沿形成沙棘植物防護(hù)籬，河岸形成沙棘植物防護(hù)壩，沙地形成沙棘防風(fēng)固沙林，綜合防護(hù)體系提高了砒砂巖地區(qū)的防洪抗旱能力，小流域沙棘林減沙率高達(dá)86%。經(jīng)觀測計(jì)算，本項(xiàng)目每年減少入黃泥沙1 598.9萬t，其中80%是粒徑大于0.05 mm的粗泥沙。

2.3.2生態(tài)效益非常顯著

窟野河流域生態(tài)環(huán)境得到顯著改善，流域新增林草覆蓋率16.7百分點(diǎn)，大面積溝壑區(qū)和風(fēng)沙區(qū)由寸草不生的惡劣地貌變成生物多樣性豐富的沙棘林地，調(diào)節(jié)了項(xiàng)目區(qū)小氣候，有效防治了土壤沙化。

2.3.3經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^

項(xiàng)目區(qū)已經(jīng)有一大批農(nóng)戶靠種植沙棘采收果葉實(shí)現(xiàn)了脫貧致富。沙棘種植4年后開始掛果，據(jù)調(diào)查，冬季農(nóng)閑時(shí)節(jié)，農(nóng)民采摘沙棘果實(shí)每人每天收入100多元。據(jù)計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)沙棘生態(tài)林平均每年生產(chǎn)帶枝沙棘果750 kg/hm2,帶枝沙棘果收購價(jià)格1.4元/kg,項(xiàng)目區(qū)沙棘林僅采果一項(xiàng)，農(nóng)民每年增收12 678萬元，人均增收450元。

2.3.4社會效益十分突出

沙棘主要種植區(qū)都是沒有植被、難以利用的土地，土地評價(jià)等級為難以利用地，沙棘種植后改良了土壤、增加了植被，形成了利用價(jià)值高的沙棘林，土地利用率顯著提高。沙棘資源開發(fā)利用在當(dāng)?shù)匦纬闪丝沙掷m(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，加快了當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂槐夹】档牟椒ィ龠M(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了農(nóng)民整體素質(zhì)，帶動了農(nóng)村文化教育、醫(yī)療衛(wèi)生等事業(yè)的發(fā)展。

3　沙棘投資項(xiàng)目減沙作用研究

3.12007年前后重點(diǎn)支流泥沙變化情況分析

黃河粗泥沙集中來源區(qū)已完工的3個(gè)沙棘重大工程建設(shè)項(xiàng)目全部在窟野河、皇甫川流域，分析窟野河、皇甫川流域水沙變化情況，可以了解沙棘投資項(xiàng)目的減沙作用。

根據(jù)窟野河、皇甫川把口站實(shí)測來沙量(表1)分析，各時(shí)段實(shí)測來沙量與1954—1969年系列比較，1954—2007年系列來沙量減少28.7%，1954—2013年系列來沙量減少35.6%；與1954—2007年系列比較，1954—2013年系列來沙量減少9.6%；與1954—2007年系列比較，2008—2013年系列來沙量減少95.8%。

表1　窟野河、皇甫川把口站實(shí)測來沙量　萬t/a

以上分析說明，2008年以來，窟野河流域、皇甫川流域來沙量顯著減少，而且兩條流域變化規(guī)律顯示出完全一致的特點(diǎn)。

3.2沙棘投資治理項(xiàng)目減沙作用分析

窟野河和皇甫川來沙減少狀況受到降雨和下墊面兩個(gè)主要因素影響。

3.2.1降水因素的影響

降水因素主要是暴雨，包括雨強(qiáng)、雨量等。攔沙工程項(xiàng)目區(qū)典型雨量站實(shí)測40年以上降雨數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)域出現(xiàn)的大暴雨主要發(fā)生在1995年以前，此后沒有發(fā)生過同等及其以上強(qiáng)度的大暴雨，可以說由于降雨強(qiáng)度減少，直接減少了窟野河和皇甫川的來沙量。

3.2.2下墊面因素的影響

窟野河和皇甫川流域下墊面變化情況受多方面因素的影響，已完工的3個(gè)沙棘投資治理項(xiàng)目就是其中的一個(gè)方面。1985—2000年內(nèi)蒙古砒砂巖地區(qū)沙棘資源建設(shè)工程在攔沙工程項(xiàng)目區(qū)的內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗種植沙棘保存面積1.945萬hm2，平均每年減沙228.4萬t。1998—2007年晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程在攔沙工程項(xiàng)目區(qū)的內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗和陜西省府谷縣、神木縣、榆陽區(qū)、綏德縣種植沙棘保存面積11.603萬hm2，平均每年減沙1 021.1萬t。2008—2012年晉陜蒙砒砂巖區(qū)窟野河流域生態(tài)減沙工程在攔沙工程項(xiàng)目區(qū)的內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗和陜西省府谷縣、神木縣種植沙棘保存面積9.131萬hm2，平均每年減沙1 165.1萬t。

3.3沙棘投資項(xiàng)目的影響和作用

1985年以來實(shí)施的內(nèi)蒙古砒砂巖地區(qū)沙棘資源建設(shè)工程、晉陜蒙砒砂巖區(qū)沙棘生態(tài)工程、晉陜蒙砒砂巖區(qū)窟野河流域生態(tài)減沙工程在治理砒砂巖區(qū)水土流失、減少入黃泥沙、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)民增收等方面都取得了可喜的成績，在攔沙工程項(xiàng)目區(qū)有關(guān)縣旗累計(jì)保存沙棘面積22.679萬hm2，大部分屬于窟野河和皇甫川流域，年均減沙2 414.6萬t，對窟野河和皇甫川流域來沙量的逐年減少發(fā)揮了重大作用。

(責(zé)任編輯徐素霞)

S157.433;S793.5

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1000-0941(2016)09-0086-03

王俊峰(1965—)，男，陜西扶風(fēng)縣人，高級工程師，主要從事水土保持與項(xiàng)目管理工作。

2016-07-21