黃土高原生態(tài)工程的生態(tài)成效*

劉國(guó)彬 上官周平 姚文藝 楊勤科 趙敏娟 黨小虎 郭明航 王國(guó)梁 王 兵

1 中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所 楊陵 712100

2 西北農(nóng)林科技大學(xué) 楊陵 712100

3 黃河水利科學(xué)研究院 鄭州 450003

4 西北大學(xué) 西安 710127

5 西安科技大學(xué) 西安 710054

黃土高原生態(tài)工程的生態(tài)成效*

劉國(guó)彬1,2上官周平1,2姚文藝3楊勤科4趙敏娟2黨小虎5郭明航1,2王國(guó)梁1,2王 兵1,2

1 中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所 楊陵 712100

2 西北農(nóng)林科技大學(xué) 楊陵 712100

3 黃河水利科學(xué)研究院 鄭州 450003

4 西北大學(xué) 西安 710127

5 西安科技大學(xué) 西安 710054

黃土高原是世界上水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)，也是我國(guó)水土保持和生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)。20 世紀(jì) 80 年代以后，國(guó)家在該地區(qū)先后開(kāi)展了小流域治理工程、水土保持重點(diǎn)工程、退耕還林（草）工程、淤地壩建設(shè)和坡耕地整治等一系列生態(tài)工程，對(duì)土壤侵蝕控制、生態(tài)建設(shè)等均起到了良好作用。為全面評(píng)價(jià)該地區(qū)生態(tài)工程的生態(tài)成效，以野外站不同尺度監(jiān)測(cè)及生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵過(guò)程長(zhǎng)期研究為基礎(chǔ)，利用多種模型和統(tǒng)計(jì)分析方法，在地塊—小流域—行政區(qū)和典型生態(tài)工程—典型樣區(qū)—侵蝕和地貌區(qū)等不同尺度上，對(duì)土地利用和植被覆蓋變化、土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化、河流徑流和輸沙量動(dòng)態(tài)變化以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了綜合分析與評(píng)估。結(jié)果表明，黃土高原地區(qū)水土流失范圍明顯縮小、水土流失程度顯著減輕，區(qū)域生態(tài)狀況向良性發(fā)展、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。但局部地段（如陡坡耕地）水土流失仍然嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境仍然比較脆弱，治理形勢(shì)依然嚴(yán)峻。據(jù)此，從該地區(qū)生態(tài)建設(shè)的內(nèi)容、學(xué)科建設(shè)重點(diǎn)、監(jiān)督和政策機(jī)制、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面提出了該地區(qū)生態(tài)工程后期建設(shè)的方向和對(duì)策。

黃土高原，水土保持，生態(tài)建設(shè)，生態(tài)效益，退耕還林（草）

1 前言

黃土高原地區(qū)位于我國(guó)中北部，其范圍包括青海、甘肅、寧夏、山西、內(nèi)蒙古、陜西和河南 7 個(gè)?。▍^(qū)）的全部或部分地區(qū)，總面積約 64 萬(wàn) km2，占全國(guó)陸地總面積的6.67%。黃土高原是世界上水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)，是我國(guó)生態(tài)問(wèn)題集中體現(xiàn)的地區(qū)，也是我國(guó)水土保持和生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)。

黃土高原地區(qū)水土流失影響著黃河的生態(tài)安全，長(zhǎng)期制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。民國(guó)時(shí)期，李儀祉、張含英等人先后主持的黃委會(huì)就十分重視黃河上中游的水土保持，學(xué)者們也開(kāi)展了水土保持研究。建國(guó)以后，國(guó)家對(duì)水土保持工作愈發(fā)重視，將其納入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的軌道。20 世紀(jì) 80 年代后，全國(guó)的水土保持工作開(kāi)始了新的發(fā)展歷程，先后開(kāi)展了小流域治理、七大江河水土保持重點(diǎn)工程、全國(guó)“八大片”治理（黃土高原有無(wú)定河、皇甫川、三川河等）、“三北”防護(hù)林建設(shè)等[1]。后來(lái)開(kāi)展的退耕還林（草）工程、淤地壩建設(shè)和坡耕地整治等一系列大型生態(tài)工程，對(duì)土壤侵蝕控制、生態(tài)建設(shè)等均起到了良好作用。與此同時(shí)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平提高，人們對(duì)環(huán)境的干擾也在逐漸減輕。這些都導(dǎo)致了地區(qū)生態(tài)和環(huán)境的明顯變化[2-4]，如植被覆蓋度增加、黃河輸沙量減少、居民生活得到明顯改善。

為全面掌握黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況的動(dòng)態(tài)變化，2014 年開(kāi)始，中科院組織開(kāi)展了黃土高原生態(tài)工程生態(tài)成效綜合評(píng)估工作。本項(xiàng)評(píng)估工作以黃土高原地區(qū)相關(guān)野外站的不同尺度監(jiān)測(cè)及生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵過(guò)程長(zhǎng)期研究為基礎(chǔ)，以遙感解譯成果數(shù)據(jù)（表1）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)年鑒、水文氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，以一組指標(biāo)測(cè)度體系（包括治理措施、土地利用、植被覆蓋、土壤水分、土壤侵蝕、徑流泥沙、糧食和收入等）為對(duì)象，利用多種模型（如土壤侵蝕模型 RUSLE/CSLE、植物生長(zhǎng)模型DSSAT、土壤水分模型模擬和植被承載力模型 SWCCV、土壤有機(jī)碳模型 RothC 等）和統(tǒng)計(jì)分析方法（包括 DPSIR 概念框架、TOPSIS 熵權(quán)法、向量自回歸模型和結(jié)構(gòu)方程等），在地塊/農(nóng)戶、小流域/典型生態(tài)工程/典型樣區(qū)、行政區(qū)/侵蝕和地貌區(qū)等多種尺度上，對(duì)土地利用和植被覆蓋變化、水土保持與生態(tài)建設(shè)進(jìn)展、治理過(guò)程中河川徑流、土壤侵蝕強(qiáng)度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)變化等進(jìn)行綜合分析與評(píng)估，形成黃土高原生態(tài)工程成效評(píng)估報(bào)告以及工程后期建設(shè)方向與可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理建議。

2 水土保持與生態(tài)治理的成效

2.1 生態(tài)治理措施面積核查與動(dòng)態(tài)變化

通過(guò)對(duì)黃河上中游地區(qū) 186 個(gè)縣級(jí)行政單元 2000—2012 年歷年統(tǒng)計(jì)的水土保持措施數(shù)據(jù)整理和核查，得到該區(qū)逐年的水土保持措施總面積（>表2），目前潼關(guān)以上地區(qū)保存各類水土保持措施面積約 1 474 萬(wàn) hm2，其中梯田面積為 349 萬(wàn) hm2、人工林面積為 747 萬(wàn) hm2、人工草地面積為 258 萬(wàn) hm2、壩地 18 萬(wàn) hm2、封禁治理面積為 102 萬(wàn) hm2。

2000 年以來(lái)，黃河上中游地區(qū)梯田面積逐年增加，尤其是 2000—2006 年增加較快，2007 年以后逐年增幅趨于穩(wěn)定；林地面積自 2000 年以來(lái)逐年增加，至 2010 年增至最大值 748.79 萬(wàn) hm2，之后林地面積趨于相對(duì)穩(wěn)定；2000 年以來(lái)，草地面積逐年增加，其中 2000—2007 年增長(zhǎng)緩慢，之后快速增長(zhǎng)至 2011 年，隨后增幅放緩；壩地面積呈先增大后減小的趨勢(shì)，于 2007 年增至最大值 21.44 萬(wàn) hm2，后壩地面積逐年減小至 2011 年，后趨于相對(duì)穩(wěn)定；封禁治理面積自 2000 年起增長(zhǎng)較快，于 2005 年達(dá)到最大值 104.07 萬(wàn) hm2，后趨于相對(duì)穩(wěn)定。

表1 土地利用數(shù)據(jù)基本情況

表2 黃河上中游地區(qū)水土保持措施面積（2000—2012年） 單位：hm2

2.2 土地利用動(dòng)態(tài)變化

對(duì) 20 世紀(jì) 70—80 年代、90 年代、2000 年和 2010 年4 個(gè)時(shí)段土地利用結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行分析表明，近 40 年來(lái)黃土高原土地利用變化特征如圖 1、圖 2 所示。

（1）耕地先增加后減少。由 20 世紀(jì) 70—80 年代的17.96 萬(wàn) km2增加到 90 年代的 19.67 萬(wàn) km2、2000 年達(dá) 20.64 萬(wàn) km2，到 2010 年減少至 19.98 萬(wàn) km2，占全區(qū)面積的比例分別為 28.7%、31.47%、33.00% 和 31.83%。

（2）林地持續(xù)增加。由20 世紀(jì) 70—80 年代的 7.38 萬(wàn) km2增加到 90 年代的 7.72 萬(wàn) km2、2000 年增至 9.25 萬(wàn) km2，2010 年增至 12.35 萬(wàn) km2，占全區(qū)面積的比例分別為 11.80%、12.36%、14.80% 和 19.68%。

（3）草地呈減少趨勢(shì)。由 20 世紀(jì) 70—80 年代的31.15 萬(wàn) km2減少至 90 年代的 30.22 萬(wàn) km2、2000 年減至 25.99 萬(wàn) km2，2010 年減至 24.61 萬(wàn) km2，占全區(qū)面積的比例分別為 49.70%、48.34%、41.56% 和 39.21%。

（4）居民地增加，未利用地減少。黃土高原前期耕地增加的原因是“以糧為綱”的政策，后期減少的主要原因是退耕還林（草）工程中對(duì)陡坡耕地的退耕；林地和居民地的增加，除了退耕還林（草）工程外，還與持續(xù)多年的水土保持生態(tài)建設(shè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展后人們對(duì)自然的干擾減少有關(guān)（圖1、圖2）。

圖1 黃土高原土地利用結(jié)構(gòu)變化

圖2 黃土高原土地利用圖（1980—2010年）

黃土高原中部是水土流失治理重點(diǎn)區(qū)，也是土地利用變化最顯著的地區(qū)。該區(qū)域典型樣區(qū)（面積約 400 km2）統(tǒng)計(jì)表明（圖 3），耕地先略為增加，然后減少，如吳起樣區(qū)耕地由 36.70% 增至 41.44%，然后減少到 14.43%；林地增加，如吳起樣區(qū)林地由1.33% 增至21.05%；草地的變化有增加（如綏德）、穩(wěn)定（如吳起）和減少（如延安、離石）3 種情形。草地的增加或穩(wěn)定（吳起和綏德），與本地區(qū)耕地急劇減少有關(guān)；草地的減少（延安和離石），與當(dāng)?shù)馗刈兓认鄬?duì)較小、林地明顯增加有關(guān)。

2.3 植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化

自 20 世紀(jì) 80 年代初開(kāi)始，30 多年來(lái)植被覆蓋逐年明顯增加，黃土高原植被覆蓋度變化在時(shí)間和空間上有所差異，這與該地區(qū)氣候變化和人為活動(dòng)有著密切聯(lián)系。從空間格局特征看，中部丘陵區(qū)（丘 I，丘 II）和土石山區(qū)明顯增加，NDVI（植被覆蓋度指數(shù)）均值由 0.21 增加到 0.48，凈增加 128.6%（圖 4）。從時(shí)間看，1982—2013 年，NDVI 均值由 0.30 上升到 0.45，凈增加 50.0%，夏天變化尤為明顯，由 0.36 增至 0.59，增幅63.9%（圖 4）。從時(shí)間看，NDVI 增加主要發(fā)生在春、夏兩季，占全年總增量 60% 以上（圖 5）。

自2000 年以來(lái)，黃土高原植被變化的區(qū)域特征為：（1）按省區(qū)看，陜西增幅最大，為 0.47%；青海增幅最小，為 0.16%；山西、寧夏、甘肅、內(nèi)蒙古分別增長(zhǎng) 0.38%、0.33%、0.31%、0.23%。（2）從黃河各支流看，延河流域增幅最大，為 1.14%；無(wú)定河次之，為0.59%；渭河干流增幅最小，僅為 0.43%。（3）從黃土高原侵蝕類型區(qū)看，水力侵蝕區(qū)植被覆蓋增長(zhǎng)速率較快，風(fēng)力侵蝕區(qū)則較緩。所有這些變化首先與 1999 年以來(lái)退耕還林（草）政策的實(shí)施有關(guān)，其次也與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展后的自然恢復(fù)和人工干擾減少有關(guān)。

2.4 土壤水文生態(tài)動(dòng)態(tài)變化

黃土高原植被恢復(fù)引起土壤干燥化現(xiàn)象受到普遍關(guān)注，目前黃土高原土壤干層分布廣泛，表現(xiàn)出明顯的空間變異和獨(dú)特的分布格局（圖 6）。土壤干層的平均厚度為 160 cm，在剖面上起始形成深度平均為 270 cm。區(qū)域尺度上土壤干層厚度的變異程度屬于強(qiáng)變異（CV = 110%），土地利用對(duì)土壤干層具有極顯著的影響。地統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明黃土高原地區(qū)土壤干層厚度具有強(qiáng)烈的空間依賴性，而干層起始形成深度呈中等空間依賴性。干層厚度和起始形成深度的空間變程分別為 34 km 和 125 km，空間異質(zhì)比分別為 79% 和 50%。

圖3 黃土高原典型樣區(qū)土地利用變化

圖4 黃土高原植被覆蓋度（NDVI）變化時(shí)空?qǐng)D譜(1982—2013年)

圖5 黃土高原植被覆蓋度（NDVI）各年度逐月變化

圖6 黃土高原地區(qū)土壤干層厚度（DSLT）與深度（DSLFD）分布[5]

在黃土高原西部（即寧夏鹽池—陜西定邊—寧夏固原—甘肅靜寧—甘谷一線以西）和中部地區(qū)特別是陜西和山西交界的沿黃河地區(qū)，土壤干層厚度較厚；而在黃土高原沿黃灌區(qū)（如寧夏、內(nèi)蒙灌區(qū)）、內(nèi)陸灌區(qū)、汾河灌區(qū)、南部關(guān)中平原等地較薄[5]。黃土高原地區(qū)的林地普遍存在下伏土壤干層（125 個(gè)樣地中有 102 個(gè)樣地存在土壤干層），干層發(fā)育較草地和農(nóng)地嚴(yán)重（干層起始形成深度為 140 cm，干層厚度為 304 cm，干層內(nèi)土壤含水量為7.9%）。

確定了黃土高原中部沿降水梯度帶的最適植被蓋度指標(biāo)（即：葉面積指數(shù)LAI）。根據(jù)黃土高原降水量從東南向西北遞減，土壤質(zhì)地由細(xì)變粗，植被類型由喬木林、喬灌混交林向灌木林和灌木草原過(guò)渡的分布特點(diǎn)，利用土壤—植被—大氣水量轉(zhuǎn)化模型，確定各降水梯度帶適宜的植被葉面積指數(shù)[6]：人工喬木林適生區(qū)（降水量大于 550 mm）最適宜葉面積指數(shù)范圍是2.5＜LAI＜3.5；人工灌木適生區(qū)（降水量 250—350 mm）最適宜葉面積指數(shù)范圍是 0.8＜LAI＜1.5；人工喬冠過(guò)渡區(qū)域（降水量 350—500 mm）最適宜葉面積指數(shù)范圍是1.5＜LAI＜2.5；降水量小于 250 mm時(shí)最適宜葉面積指數(shù)范圍是 LAI＜0.8。

2.5 土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化

黃土高原土壤侵蝕以水蝕為主，2000—2010 年 11年的平均土壤侵蝕強(qiáng)度為 15.2 t/（hm2. a）。中度以下侵蝕強(qiáng)度（＜ 25 t/（hm2. a））占到整個(gè)黃土高原的80.5%，主要分布在河谷平原區(qū)、山西東部黃土丘陵區(qū)、土石山區(qū)及地勢(shì)比較平坦的風(fēng)蝕地區(qū)（圖 7）。土壤侵蝕強(qiáng)度比較大的區(qū)域呈東北—西南向分布于黃土高原中部的黃土丘陵溝壑區(qū)和黃土高塬溝壑區(qū)。

2000—2010 年黃土高原土壤侵蝕強(qiáng)度整體上呈顯著下降的趨勢(shì)，并具有明顯的區(qū)域性差異（圖 8）。土壤侵蝕強(qiáng)度變化最大的區(qū)域分布在黃土丘陵溝壑區(qū)和黃土高塬溝壑區(qū)，該地區(qū) 2000 和 2010 年平均侵蝕強(qiáng)度約 32.0 t/（hm2. a），其中坡耕地侵蝕強(qiáng)度為 38.7 t/（hm2. a），局部地段土壤侵蝕依然較強(qiáng)[7]。遇到強(qiáng)降水年，土壤侵蝕強(qiáng)度依然較大。如延河流域 2013 年降水量 767.21 mm（是多年平均降水量的140% 多），土壤侵蝕模數(shù)和輸沙模數(shù)分別為 50.45 t/（hm2. a）和 41.23 t/（hm2. a）[7]，發(fā)生強(qiáng)烈土壤侵蝕的危險(xiǎn)依然存在。2000—2010年中度以上侵蝕區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度以 1—3 t/（ hm2. a）速度在減少，其主要分布在黃土高原重點(diǎn)水土流失區(qū)，包括黃土丘陵溝壑區(qū)和高塬溝壑區(qū)的陜西榆林、延安地區(qū)和山西呂梁、臨汾地區(qū)等沿呂梁山脈一帶和黃土高塬溝壑區(qū)的甘肅慶陽(yáng)、定西、白銀和寧夏固原、平?jīng)龅攘P(pán)山一帶。侵蝕強(qiáng)度以大于 1 t/（ hm2. a）速度增加的區(qū)域零星分布在山西太原、陽(yáng)泉，內(nèi)蒙古鄂爾多斯東部沿黃土高原邊界一帶和青海海南地區(qū)[8]。

圖7 黃土高原2000—2010年平均土壤侵蝕強(qiáng)度的空間分布[8]

圖8 黃土高原2000—2010年年均土壤侵蝕強(qiáng)度的變化[8]

2.6 河流徑流和輸沙量動(dòng)態(tài)變化

自 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，黃河流域潼關(guān)以上干支流水沙量持續(xù)減少，2000 年以后減少更多，尤其是 2008 年以來(lái)急劇下降。1919—1959 年潼關(guān)水文站實(shí)測(cè)年均徑流量 426.1 億 m3、年均輸沙量 15.92 億 t。20 世紀(jì) 60 年代以后，黃河水沙總體呈減少態(tài)勢(shì)，尤以 80 年代中期以后減少顯著。20 世紀(jì) 70 年代、80 年代、90 年代水土保持措施減少泥沙的量分別為 3.05 億 t、4.29 億 t 和 4.21 億 t。2000—2012 年潼關(guān)水文站年均輸沙量減少至 2.76 億 t，較 1919—1959 年平均值減少 82.7%；同期年均徑流量減至231.2 億 m3，減少了 45.8%。

與1919—1959年基準(zhǔn)期相比，2000—2012 年黃河流域潼關(guān)以上年均減少?gòu)搅髁?17.7 億 m3，其中降雨、下墊面變化、能源開(kāi)發(fā)等對(duì)減流量的貢獻(xiàn)分別為 2.1%、76.7% 和 21.2%，在下墊面變化各因素中，梯田、林草地（包括封禁）、壩地、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水、地表水、地下水超采等對(duì)減流量的貢獻(xiàn)分別為 5.0%、9.8%、3.3%、37.8%、11.7% 和 9.1%。2000—2012 年黃河流域潼關(guān)以上年均減沙量為 13.7 億 t，其中降雨、下墊面變化、河道采砂等對(duì)減沙量的貢獻(xiàn)分別為 22.1%、71.5% 和 6.4%，在下墊面變化各因素中，梯田、林草地、壩地、水庫(kù)河道等對(duì)減沙量的貢獻(xiàn)分別為 11.9%、23.0%、22.0% 和 14.6%。水土保持措施對(duì)減沙起到了主導(dǎo)作用，水利措施及經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水對(duì)減水起到了主導(dǎo)作用，降雨等自然因素對(duì)水沙變化的影響已處于相對(duì)次要的地位。自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，水利水土保持綜合治理等人類活動(dòng)對(duì)水沙變化的影響程度逐漸增強(qiáng)，而降雨的作用則相對(duì)減弱。例如，與 20 世紀(jì) 70 年代相比，80 年代水利水土保持綜合治理等人類活動(dòng)對(duì)徑流量、輸沙量減少的貢獻(xiàn)率均分別在 30%、40% 以上；90 年代人類活動(dòng)對(duì)減水的作用升至 40% 以上，減沙作用升至 65% 以上；2000 年以來(lái)人類活動(dòng)對(duì)水沙變化的作用明顯進(jìn)一步增強(qiáng)，坡面及溝道工程對(duì)控制黃河水沙起了主導(dǎo)作用?？梢哉f(shuō)，近年來(lái)坡面和溝道的生物和工程等多種措施共同作用，使常年降水條件下黃河輸沙量被控制到了人類活動(dòng)影響之前的程度。但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，隨著壩庫(kù)等工程措施攔沙能力的逐漸下降，維持一個(gè)可持續(xù)的植被生態(tài)系統(tǒng)對(duì)有效保持土壤和控制黃河輸沙量反彈具有更加重要的作用。

2.7 經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化

黃土高原地區(qū)1995—2010 年間社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況處在連續(xù)向好的態(tài)勢(shì)，生態(tài)修復(fù)工程帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。從經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)來(lái)看，1995—2010 年間該區(qū)第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)明顯，而第一產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)為先下降后增長(zhǎng)（圖 9）。其中，第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值 1996 年最高為 588.52 億元，2001 年達(dá)到最低的 441.91 億元，經(jīng)歷了2000—2004 年的低谷期之后開(kāi)始回升，由 2004 年的 482.75 億元上升至2010年的 579.69 億元；1995—2010年間，該區(qū)第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值逐年增加，第二產(chǎn)業(yè)由 1995 年的 1 254.43 億元增至 2010 年的 4 670.19億元，年均增長(zhǎng)率達(dá) 18.15%，第三產(chǎn)業(yè)也由 1995 年的852.25 億元增至 2010 年的 3 108.40 億元，年均增長(zhǎng)率為 17.65%。

圖9 黃土高原地區(qū)三次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值變化動(dòng)態(tài)

從三次產(chǎn)業(yè)占比來(lái)看，1995—2010 年間黃土高原地區(qū)第一產(chǎn)業(yè)所占比重逐年下降，第二產(chǎn)業(yè)逐年上升，第三產(chǎn)業(yè)比重先上升后平穩(wěn)。其中，1995 年第一、二、三產(chǎn)業(yè)比重分別為 21.40%、46.80% 和 21.80%；2001 年后第一產(chǎn)業(yè)占比下降速度逐漸趨于緩慢；第二產(chǎn)業(yè)比重自2002 年后不斷增加，增加幅度最大；第三產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了1995—2000 年一段時(shí)間的快速上升之后增速漸緩；2010 年第一、二、三產(chǎn)業(yè)比重分別為 6.94%、55.87% 和37.19%。2000—2003 年是黃土高原三種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，而這一時(shí)期也是該區(qū)生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施的初始期。前期的產(chǎn)值下降可能是該區(qū)實(shí)施的退耕還林（草）政策導(dǎo)致了耕地面積的下降，而后期的增長(zhǎng)則可能是由于技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的單位面積產(chǎn)值與農(nóng)產(chǎn)品附加值的增加。

3 水土保持與生態(tài)工程建設(shè)的對(duì)策與建議

（1）加大水土流失防治力度，推進(jìn)以植被生態(tài)功能提升為核心的生態(tài)工程。在黃土高原維持一個(gè)可持續(xù)的植被生態(tài)系統(tǒng)對(duì)有效保持土壤和控制黃河輸沙量反彈具有更加重要的作用。遵循地帶性規(guī)律和因地制宜原則的前提下，持續(xù)增加林草植被覆蓋率和提高林草措施質(zhì)量，提升人工植被穩(wěn)定性，強(qiáng)化水土保持功能；繼續(xù)實(shí)施退耕還林（草）工程，加強(qiáng)水土保持綜合治理工程，繼續(xù)推進(jìn)以坡改梯為重點(diǎn)的土地整治和小流域綜合治理；加大植被保護(hù)力度，全面實(shí)行生態(tài)公益林補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)施天然林保護(hù)，強(qiáng)化封山育林，充分發(fā)揮黃土高原地區(qū)的自然修復(fù)能力。

（2）實(shí)施生態(tài)工程跟蹤監(jiān)測(cè)，為水土保持與生態(tài)建設(shè)科學(xué)決策提供依據(jù)。建立健全各級(jí)水土流失監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)落實(shí)監(jiān)測(cè)隊(duì)伍建設(shè)，配備監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備，提高監(jiān)測(cè)工作的組織保障能力；建立并完善水土保持與生態(tài)建設(shè)工程效益監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)體系，對(duì)生態(tài)工程實(shí)施進(jìn)展及成效做出客觀的監(jiān)測(cè)，科學(xué)評(píng)估生態(tài)工程實(shí)施的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值以及生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性，為工程建設(shè)與科學(xué)部署后續(xù)生態(tài)工程提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（3）強(qiáng)化水土保持與生態(tài)建設(shè)科學(xué)研究，發(fā)展與豐富現(xiàn)代水土保持學(xué)科。在新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景下，要進(jìn)一步明確黃土高原地區(qū)土壤保持、糧食生產(chǎn)、草畜業(yè)的戰(zhàn)略定位和科學(xué)布局，辨析區(qū)域土壤侵蝕的區(qū)域分異特征以及水沙關(guān)系的變異規(guī)律，確定維持區(qū)域水土保持功能的植被結(jié)構(gòu)特征閾值，發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)水土資源承載力定量評(píng)價(jià)和管理模型，以推進(jìn)黃土高原地區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能的可持續(xù)修復(fù)。

（4）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重視農(nóng)戶轉(zhuǎn)移就業(yè)，減輕生態(tài)環(huán)境承載壓力。對(duì)生活條件惡劣，地質(zhì)災(zāi)害頻繁的地區(qū)，實(shí)施生態(tài)移民，有計(jì)劃地開(kāi)展實(shí)施異地扶貧搬遷，落實(shí)國(guó)家精準(zhǔn)扶貧的目標(biāo)；對(duì)水土流失地區(qū)的富余勞動(dòng)力，開(kāi)展專業(yè)性技能培訓(xùn)，為農(nóng)戶非農(nóng)自主經(jīng)營(yíng)提供小額貸款、完善農(nóng)村社會(huì)保障體系，提高農(nóng)民素質(zhì)與就業(yè)能力，為農(nóng)戶創(chuàng)造更多的非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)，排除農(nóng)戶難以向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的障礙，使更多農(nóng)村剩余勞動(dòng)力逐漸從傳統(tǒng)小農(nóng)生產(chǎn)中轉(zhuǎn)移出來(lái)，并達(dá)到更高的收入水平。

（5）完善政策機(jī)制，強(qiáng)化依法防治，嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)施水土保持防治法律法規(guī)。建立穩(wěn)定的投入機(jī)制，加大對(duì)水土流失防治的資金投入；完善金融扶持和稅收優(yōu)惠等政策，引導(dǎo)企業(yè)、個(gè)人等社會(huì)資金積極投入水土流失防治事業(yè)；盡快研究制訂《生態(tài)補(bǔ)償條例》，完善水土保持防治法律體系；加大普法教育力度，增強(qiáng)廣大群眾的生態(tài)保護(hù)意識(shí)和法制觀念；強(qiáng)化退耕還林（草）補(bǔ)助、落實(shí)水土保持生態(tài)補(bǔ)償、完善生態(tài)工程管護(hù)，夯實(shí)鞏固生態(tài)治理成果；嚴(yán)格執(zhí)行《水土保持法》《森林法》《草原法》等法律法規(guī)，加大對(duì)破壞生態(tài)行為的執(zhí)法力度；統(tǒng)籌處理生態(tài)修復(fù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，建立生態(tài)修復(fù)政策實(shí)施長(zhǎng)效機(jī)制，在確保生態(tài)效益的前提下，最大程度發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益，兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)效益。

致謝 本研究中，土地利用分析采用了中科院地理科學(xué)與資源所、遙感與數(shù)字地球所提供的部分?jǐn)?shù)據(jù)，特此致謝。

1 唐克麗, 主編. 中國(guó)水土保持. 北京: 科學(xué)出版社, 2004.

2 李敏. 水土保持對(duì)黃河輸沙量的影響. 中國(guó)水土保持科學(xué), 2014, 12(6): 23-29.

3 劉曉燕, 楊勝天, 李曉宇, 等. 黃河主要來(lái)沙區(qū)林草植被變化及對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響機(jī)制. 中國(guó)科學(xué): 技術(shù)科學(xué), 2015, 45(10): 1052-1059.

4 姚文藝, 冉大川, 陳江南. 黃河流域近期水沙變化及其趨勢(shì)預(yù)測(cè). 水科學(xué)進(jìn)展, 2013, 24(5): 607-616.

5 Wang Y Q, Shao M A, Zhu Y J, et al. Impacts of land use and plant characteristics on dried soil layers in different climatic regions on the Loess Plateau of China. Agricultural and Forest Meteorology, 2011, 151(4): 437-448.

6 Fu W, Huang M B, Gallichand J, et al. Optimization of plant coverage in relation to water balance in the Loess Plateau of China. Geoderma, 2012, s 173-174: 134-144.

7 楊勤科, 等. 基于GIS的黃土丘陵區(qū)年侵蝕產(chǎn)沙經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯?西安: 西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院, 2015.

8 Sun W, Shao Q, Liu J. Soil erosion and its response to the changes of precipitation and vegetation cover on the Loess Plateau. Journal of Geographical Sciences, 2013, 23(6): 1091-1106.

KeywordsLoess Plateau, soil and water conservation, ecological construction, ecological benefit, grain for green project

劉國(guó)彬 中科院水利部水土保持所所長(zhǎng)，西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持所所長(zhǎng)，研究員，Inter. J. of Soil and Water Conservation 副主編，《水土保持通報(bào)》主編，中國(guó)水土保持學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)水土保持學(xué)會(huì)水土保持與生態(tài)修復(fù)專業(yè)委員會(huì)副主任；獲國(guó)務(wù)院政府特殊津貼、首屆周光召農(nóng)業(yè)科學(xué)獎(jiǎng)；入選國(guó)家“百千萬(wàn)人才工程”，陜西省有突出貢獻(xiàn)專家。主要從事黃土高原水土保持與生態(tài)修復(fù)研究與示范。E-mail: gbliu@ms.iswc.ac.cn

Liu Guobin Director of Institute of Soil and Water Conservation, CAS & MWR, also serves as the Associate Editor for International journal of Soil and Water Conservation, Editor-in-Chief for Bulletin of Soil and Water Conservation, and Vice Chairman of Chinese Society of Soil and Water Conservation. His current research interests include soil and water conservation, vegetation restoration. E-mail: gbliu@ms.iswc.ac.cn

Ecological Effects of Soil Conservation in Loess Plateau

Liu Guobin1,2Shangguan Zhouping1,2Yao Wenyi3Yang Qinke4Zhao Minjuan2Dang Xiaohu5Guo Minghang1,2Wang Guoliang1,2Wang Bing1,2
（1 Institute of Soil and Water Conservation, CAS & MWR, Yangling 712100, China; 2 Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 3 Yellow River Institute of Hydraulic Research, Zhengzhou 450003, China; 4 Northwest University, Xi’an 710127, China; 5 Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China）

The Loess Plateau is the most serious area for soil and water loss (SWL) in the world, and is the key area for soil and water conservation and ecological construction in China. A series of projects, including the Small Watershed Management Project, Soil and Water Conservation Key Project, Grain for Green Project, Check Dam Construction Project, and the Slope Farmland Regulation Project, have been carried out in this area since 1980s. Soil and water erosion was controlled and the ecosystem was restored gradually due to those projects. In order to evaluate the ecological effect for those projects, the dynamics changes of land use and vegetation cover, soil erosion, runoff, sediment transport amounts, and social economic structure were analyzed in different scales from plots-small watershed-region based on model building and long-term position monitoring for ecological processes of field stations. The results showed the ecological environment improved significantly, the area and intensity of SWL veduced greatly, and while the social and economic developed rapidly. while serious loss of soil and water still occurred at some plots or areas, and thus ecological restoration and management are needed urgently. The direction and strategy were suggested including ecological building, discipline construction, policy management, and industrial structure adjustment for the incoming ecological projects.

*資助項(xiàng)目：中科院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（STS計(jì)劃）項(xiàng)目（KFJ-EW-STS-005）

修改稿收到日期：2016年7月5日

DOI10.16418/j.issn.1000-3045.2017.01.002