丘3區(qū)水土流失治理模式研究

漆小倩，趙鵬博，李文華

(1.吐魯番市世界銀行貸款項目執(zhí)行辦公室，新疆 吐魯番 838000；2.吐魯番市水利科學研究所，新疆 吐魯番 838000；3.吐魯番市坎兒井研究所，新疆 吐魯番 838000；4.黃河水土保持西峰治理監(jiān)督局，甘肅 慶陽 745000)

1 研究背景

黃土高原位于我國西北部，北臨戈壁灘和蒙古高原，曾是一個地勢平坦的高原，是地球上黃土分布最廣的地區(qū)。由于第四紀晚期大規(guī)模的水土流失和幾千年來人類活動的強烈影響，現(xiàn)在70%以上的面積是以溝丘為主的地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計侵蝕溝道共計666719條，地形切割強烈，導致植被稀疏，水土流失嚴重、生態(tài)環(huán)境極其脆弱[1]。黃土具有疏松、多孔、均勻的特點，易于耕作，并且由于肥沃的農(nóng)田而成為早期和長期的耕作中心[2-5]。黃土高原作為世界上最著名的地區(qū)之一，長期以來一直遭受著嚴重的水土流失[6]。隨著人類活動的增加，土壤侵蝕變得嚴重，許多研究表明，黃土高原的土壤侵蝕主要是由不合理的土地利用和低植被覆蓋度引起的[7-8]。伴隨著我國經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，各級部門一直致力于黃土高原水土流失的治理，改善黃土高原的生態(tài)環(huán)境。因此，找到一種更可持續(xù)的方式將是至關(guān)重要的。本文在開展了黃土高原典型區(qū)域水土流失治理調(diào)查研究基礎(chǔ)上，根據(jù)當?shù)厮亮魇б?guī)律，吸收最新的科研成果，系統(tǒng)地總結(jié)了近20年來，西峰站、綏德站、天水站和有關(guān)科研單位在當?shù)厮亮魇ЬC合治理中的經(jīng)驗，選取了最合理的水土保持措施，采取較高的投入，實現(xiàn)了水土保持措施的高標準、高效益、低維護、多功能、多目標，對黃河水土保持生態(tài)工程開展以來的成效進行評價，是對水土流失綜合治理模式系統(tǒng)總結(jié)和高質(zhì)量發(fā)展頂層設(shè)計、長期穩(wěn)定高效益的水土保持措施應(yīng)用，是進一步落實黨中央、國務(wù)院“規(guī)劃綱要”和水利部“指導意見”的迫切需要。

2 研究區(qū)概況

甘肅省位于我國西北部，地跨黃河、長江、內(nèi)陸河三大流域，地形狹長，地理條件復雜[9]。天水市藉河示范區(qū)位于黃土丘陵甘肅溝壑的第三副區(qū)[10]。1998年黃河水利委員會批復立項實施的黃河水土保持生態(tài)工程藉河示范區(qū)項目，是黃河流域?qū)嵤﹨^(qū)域性水土保持綜合治理的首批示范工程，在黃河流域乃至全國樹立了水土保持生態(tài)示范樣板。地處渭河中上游，南依秦嶺，北以藉河分水嶺為界，東至麥積區(qū)馬跑泉，西與隴南禮縣毗鄰，如圖1所示?？傮w規(guī)劃確定的范圍包括藉河示范區(qū)和麥積區(qū)渭河流域的一部分，總面積1553.14km2，其中藉河示范1288.24km2，麥積區(qū)渭河片264.90km2，東西長81.5km，南北平均寬19.1km，海拔1013.76～2716.69m，平均海拔1615.45m[10]。藉河示范區(qū)土壤類型比較復雜，海拔由高至低依次分布的土類是褐色土、黑壚土、黃綿土、紅土、淀土[10]。

圖1 籍河示范區(qū)位置圖

3 水土流失高質(zhì)量綜合治理模式

3.1 區(qū)域“骨架式”綜合治理模式

主要包括采用了以大流域為骨架，以縣域為支骨架，以小流域為單元的“骨架式”建設(shè)模式，將示范區(qū)作為一個完整的生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)，把自然資源的治理保護與開發(fā)利用結(jié)合起來，把治理水土流失與振興流域經(jīng)濟結(jié)合起來，充分利用自然資源，加強流域內(nèi)物質(zhì)、能量的多層次循環(huán)利用，改善生態(tài)環(huán)境，推動生產(chǎn)發(fā)展，為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮示范作用。

3.2 水源地生態(tài)保護模式

主要包括開展封育管護，封山禁牧、設(shè)置圍欄網(wǎng)和封禁標示牌等；強化能源替代，修建沼氣池，采取“豬-沼-果”等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式；發(fā)展舍飼養(yǎng)畜，減少牲畜對水源地林草植被的破壞；控制農(nóng)村面源污染，重點治理農(nóng)村垃圾污水，實現(xiàn)垃圾分類，鼓勵當?shù)剞r(nóng)民進行無公害農(nóng)業(yè)種植；實施異地搬遷，將水源區(qū)居民搬遷到新農(nóng)村居住區(qū)。

3.3 生態(tài)修復治理模式

主要包括以水為中心，以徑流調(diào)控理論為指導，圍繞水開展流域治理；以喬、灌、草搭配，人工營造與封山育草結(jié)合，利用自然修復能力，加快植被恢復的步伐；改進運作機制，實行由專業(yè)隊承包施工，采取由業(yè)務(wù)部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府共同負責機制，確保苗木成活。

3.4 城郊型水土保持生態(tài)旅游觀光治理模式

主要包括結(jié)合當?shù)氐臍v史文化、名勝古跡、自然旅游景觀發(fā)展為旅游型小流域，栽植各類名優(yōu)常綠樹及各類闊葉珍稀樹種；結(jié)合綠化、美化、休閑為一體建成珍稀植物園，建成森林體驗教育中心；結(jié)合深度開發(fā)，集約生產(chǎn)，促進產(chǎn)業(yè)，和諧發(fā)展的理念，利用地處城市近郊區(qū)位優(yōu)勢，大力發(fā)展奶牛、肉牛產(chǎn)業(yè)。

3.5 清潔型小流域治理模式

以橋子東溝小流域為依托，在黃土高原小流域水土保持與水土資源高效利用技術(shù)示范項目中實施了清潔小流域治理。主要治理措施包括：山頂林草植被生態(tài)修復區(qū)主要采取封禁治理措施，減少人為活動和干擾破壞；山腰村莊果園生態(tài)治理區(qū)采取梯田整修、埂坎植物防護、造林種草、利用雨洪資源綜合集蓄水源，發(fā)展水肥一體化節(jié)水灌溉經(jīng)濟林果、農(nóng)林垃圾處置、生活污水處理等措施；溝道工程措施主要以溝頭防護工程、谷坊工程和淤地壩工程為主。

3.6 田園綜合體建設(shè)模式

主要為秦州區(qū)平南鎮(zhèn)蘇灣村民俗莊園田園綜合體，規(guī)劃占地面積33.3hm2，主要建設(shè)“一館、一坊、二園、六區(qū)”，即民俗博物館、傳統(tǒng)百工坊、農(nóng)耕文化園、生態(tài)采摘園、古街古建區(qū)、人工湖景區(qū)、溫室酒店區(qū)、休閑垂釣區(qū)、生態(tài)觀光區(qū)、云海觀光區(qū)等；同時，將建設(shè)“四院”，即古典式農(nóng)院、生態(tài)養(yǎng)老院、中醫(yī)養(yǎng)生院、民俗書畫院等。

4 丘3區(qū)水土流失高質(zhì)量綜合治理技術(shù)措施

4.1 坡面高質(zhì)量綜合治理技術(shù)措施

4.1.1人工林營造技術(shù)

人工林主要有梁峁防護林、溝道防沖林、河谷階地用材林和四旁綠化造林，其中梁峁防護林造林樹種為刺槐、油松、沙棘，采用混交林方式造林。根據(jù)立地條件，堅持適地適樹的原則，陽坡主要以刺槐、沙棘為主，陰坡以油松、側(cè)柏等樹種為主；喬木林選用的主要樹種有刺柏、油松、刺槐等；灌木林一般布設(shè)在地形比較陡峻，破碎的地段，主要有沙棘、檸條。在林種配置上，有喬灌混交林、灌木林、喬木林；在造林整地上采用水平溝、水平階、帶狀整地、網(wǎng)格整地等形式。在栽植技術(shù)上應(yīng)用覆膜套袋、保濕劑、生根粉等技術(shù)提高造林成活率。在栽植方法上采用根部帶土球，邊挖、邊運、邊定植和截桿、蘸漿、深栽、澆水、鋪膜等一系列抗旱造林技術(shù)(見表1—2)。

表1 梁峁頂防風固沙造林典型設(shè)計

表2 典型的樹種造林規(guī)格

4.1.2經(jīng)濟林營造技術(shù)

經(jīng)濟林果的園址一般選擇在避風向陽、立地條件較好的區(qū)域。適宜的經(jīng)濟林果類型包括：蘋果(以富士系列為主)、梨(早酥梨為主)、杏(紅娘子杏、仁用杏價值高)、葡萄、核桃(新疆薄皮核桃，品質(zhì)高)、花椒(以大紅袍為主)。采用豐產(chǎn)溝或穴狀整地方式，關(guān)鍵技術(shù)包括：選用一級壯苗；整地時生熟分置換土；施足底肥，每株施有機肥50kg，磷肥0.2kg，氮肥0.1kg，與回鎮(zhèn)表土充分拌勻、踏實；運用抗旱造林技術(shù)，定苗時泥漿粘根，栽后澆水；整形修剪和病蟲害防治。

4.1.3經(jīng)濟作物保護梯田埂坎利用技術(shù)

經(jīng)濟作物保護梯田埂坎利用技術(shù)主要包括：整地要求、品種選擇、栽培方式、栽培時間等。①整地要求：田坎高2.0～4.0m，坎坡水平寬1.0～2.0m，邊坡土壤要疏松；應(yīng)及時修筑邊埂，埂高0.3m，頂寬0.3m，大彎就勢，小彎取直；坎坡土體要散勻，外坡面順直整齊，坡度一致，無明顯凹凸；②品種選擇：主要品種有花苜蓿、紅豆草、黃花菜等，紫花苜蓿、紅豆草種植在田坎，黃花菜種植在地埂內(nèi)側(cè)；③栽培方式：紫花苜蓿、紅豆草選擇春播、秋播或雨季播，播種方法以條播為主，可用撒播或點播，播后及時鎮(zhèn)壓。播種量為：苜蓿15～22.5kg/hm2，紅豆草60～75kg/hm2，黃花菜為地下莖栽植，呈品字排列，1米2穴，生穴3株，50～95kg/hm2；④栽培時間：播種栽培時間最好為5—6月份；灌木栽培在春、秋季均可，選用雨季時在降雨之前1～2天效果更好[11]。

4.1.4陡坡植物防護技術(shù)

陡坡植物防護技術(shù)包括：措施布設(shè)原則、植物組合方式等。①措施布設(shè)原則：在流域坡面及溝谷區(qū)域的裸露陡坎、埂坎和邊坡，利用攀援植物和喬、灌、草結(jié)合方法完善植物防護利用建設(shè)；在侵蝕溝谷坡對現(xiàn)有植被進行自然恢復保護，在適宜部位實施人工植物護坡增加植被覆蓋率，減輕坡面溝谷侵蝕；②植物組合方式：喬木選擇山桃，灌木選擇玫瑰、木槿、金鐘、連翹，攀援植物選擇葛藤、小葉扶芳藤、迎春，草本選擇狗牙根草、野牛草。喬灌草組合方式采用山桃+玫瑰木槿+葛藤/小葉扶芳藤+狗牙根草和山桃+金鐘連翹+小葉扶芳藤/迎春+野牛草2種方式；③配置方式：當田坎高1.5m以上且坡度較陡時，喬灌木種植在田坎坡面中下部；當田坎高1.0m左右坡度較陡或1.5m以上坡度較緩時，喬灌木種植在田坎坡面中上部；植物籬可種植在田埂上；攀援植物種植在田坎下面；植物簾種植在田坎上部，綠化喬木、果樹種植在距田面外沿或田面靠坎跟1m處。同時利用現(xiàn)有微潤灌設(shè)備對邊坡植物防護區(qū)域進行灌溉。在經(jīng)歷4次典型暴雨后，開展了埂坎的缺損、滑塌、崩塌等埂坎變化、損壞情況觀測，結(jié)果表明在四次典型暴雨后，由于植物的有效保護作用，陡坎均沒有發(fā)生嚴重的崩塌等損毀情況。

4.1.5雨水集蓄工程技術(shù)

雨水集蓄利用工程系統(tǒng)一般由集雨系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)、生活用水系統(tǒng)(解決人畜飲水及生活用水)等部分組成，其主要目的是集雨水，通過為蓄水池、水窖、旱井、澇池和塘壩等幾種形式存儲。生活用水系統(tǒng)由提水設(shè)施、輸水管道、水處理設(shè)施等組成。輔助設(shè)施主要包括輸水系統(tǒng)和凈化系統(tǒng)，輸水系統(tǒng)是將集流面收集到的雨水引入水窖或其它蓄水池，主要由輸水溝(渠)或輸水管道組成；凈化系統(tǒng)包括沉沙池和攔污柵等。

4.1.6雨水集蓄滴灌技術(shù)

雨水集蓄滴灌系統(tǒng)由首部樞紐、輸水干管、支管、毛管及滴頭組成，首部樞紐由加壓泵、節(jié)閥、沉淀池、過濾器、化肥與農(nóng)藥注入裝置組成，輸水管采用聚乙烯(PE)管。選用內(nèi)鑲式滴灌帶，滴頭間距0.4m，滴頭流量2.75L/h。溫室灌水器選擇專用滴水帶，滴頭間距為0.4m，滴頭流量2.6L/h。工程設(shè)計以水窖和地塊為單元，進行布置和設(shè)計。主要作物為果樹、小麥、蔬菜等，通常采用固定式滴灌、半固定式滴灌、小管灌3種節(jié)水灌溉形式。

4.1.7雨水集蓄管灌技術(shù)

雨水集蓄管灌采用自流方式、虹吸方式或潛水泵將水窖中集蓄的雨水抽水，通過Φ32或Φ25聚乙烯(PE)管逐株灌溉果樹或其它樹木，適宜于果園灌溉。灌溉前在果樹周圍挖坑并修筑圍埂，灌水后及時覆土減少蒸發(fā)。果樹灌水定額為225m3/hm2，一次灌水延續(xù)時間2.5h，年灌水次數(shù)6次，灌溉定額1350m3/hm2。

4.1.8土壤水肥一體化節(jié)水灌溉技術(shù)

天水站采用土壤水肥一體化節(jié)水灌溉技術(shù)試驗，節(jié)水節(jié)肥和增產(chǎn)方面的效果明顯。主要做法組成為首部過濾器、施肥機和控制柜等專用設(shè)備系統(tǒng)1套，供水控制室1座。輸水管網(wǎng)鋪設(shè)為12個小地塊進行，設(shè)計流量3.51m3/h，灌水器采用微潤管，折徑25mm，內(nèi)徑16mm，壁厚0.9mm，設(shè)計工作壓力0.025MPa，流量為4L/d/m，濕潤直徑為0.6m。鋪設(shè)方式為：25畝直鋪、5畝斜插式鋪設(shè)。

4.1.9農(nóng)林有機廢棄物及污水資源化利用技術(shù)

天水站開展的農(nóng)林有機廢棄物及污水資源化利用技術(shù)，一種方式是直接覆蓋果園樹盤、樹行或全園直接還田。另一種方式是將收集的樹枝、樹葉、秸稈、雜草等植物廢棄物采用樹枝粉碎機粉碎后，與畜禽糞污一起漚制有機肥后做為有機飼料還田，建立有機廢棄物資源化利用系統(tǒng)示范工程；生活污水資源化利用技術(shù)購置戶用小型生活污水處理設(shè)備KJ-5型凈化槽。

4.2 溝道工程治理技術(shù)措施

4.2.1谷坊建設(shè)技術(shù)

谷坊建設(shè)技術(shù)主要包括：谷坊的高度和間距確定。高度根據(jù)選定的類型及建筑材料來決定，主要以能承受水壓力、泥沙壓力而不被破壞為原則；間距根據(jù)谷坊高度及雨季泥沙表面的臨界不沖坡度為合理。

4.2.2沙棘引種栽培繁育技術(shù)

沙棘引種栽培繁育技術(shù)包括栽培和繁育兩方面，栽培包括苗木定植和繁育技術(shù)。苗木定植，按1.5m×2m的株行距定植，采用深0.4m、口徑0.2m的樹穴，苗木栽植前每穴施復合肥100g。澆水定植，對沙棘園進行地膜覆蓋；繁育技術(shù)主要采用扦插繁育技術(shù)。

扦插繁育技術(shù)主要有：①扦插采條：采條時每株沙棘保留最高的一根枝條，在其余枝條中挑選一年生半木質(zhì)化的枝條進行采剪，一般安排在每日10時之前或者16時之后，采剪完的枝條需立馬放入水桶中進行浸泡。②插條處理：采剪完畢后收集采條將其剪成10～12cm的小段，保留頂端3～4片葉子，下面的全部去掉，將50根綁扎為一捆，注明品種，下端對齊，然后浸泡到配比1/5000的高錳酸鉀溶液中1h進行消毒，再浸泡到濃度為300mg/L吲哚乙酸溶液中1h，促進生根。③沙床處理：沙床采用河沙進行鋪設(shè)，厚度不小于15cm，沙床底部土地提前進行翻耕，保證良好的透水性，沙床提前噴灑1/5000濃度的高錳酸鉀進行消毒，插播前進行灑水作業(yè)，灑水量需保證將整個沙床浸透。④扦插作業(yè)：扦插時2人一組，利用事先準備好的打孔器在沙床上每10cm一行進行均勻打孔，孔洞深度5cm左右，扦插時先在插條底部斜剪一刀，將其修剪成契狀，在將插條垂直插入孔洞底部，并用手對插孔周邊沙子進行按壓，保證插條下部與沙子緊密結(jié)合。⑤棚內(nèi)管理：溫棚進行溫濕度控制，扦插完畢后，利用現(xiàn)有溫棚及其配套設(shè)施，對棚內(nèi)溫度、濕度進行控制。溫度保證在30℃左右，插條葉片表面時刻保持濕潤。⑥煉苗養(yǎng)護：煉苗是在保護地育苗的情況下，采取放風、降溫、適當控水等措施對幼苗強行鍛煉的過程，煉苗區(qū)主要用于繁育大棚中扦插苗木出圃后大田煉苗，旨在提高幼苗對不良環(huán)境的抵抗能力，增強幼苗抗逆性，縮短緩苗時間，定植后能夠迅速適應(yīng)大田環(huán)境條件[11]。

5 結(jié)論

通過系統(tǒng)梳理，提出的6種綜合治理模式作為高質(zhì)量發(fā)展的綜合治理模式得到日益重視并逐步得到示范推廣，水土流失高質(zhì)量綜合治理技術(shù)措施在丘3區(qū)進行了技術(shù)示范，更符合目前的社會經(jīng)濟和科技發(fā)展水平，具有適用對象、范圍和側(cè)重點，現(xiàn)形成了一套比較完善的技術(shù)體系，為推動黃河流域水土保持和生態(tài)建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了堅定的保障。