南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术体系研究

2010-04-03 14:30程冬兵廖纯艳张平仓
长江科学院院报 2010年11期
关键词:谷坊丘陵区红壤

程冬兵,廖纯艳,张平仓,赵 健

(1.长江科学院水土保持研究所,武汉 430010;2.长江水利委员会水土保持局,武汉 430010)

南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术体系研究

程冬兵1,廖纯艳2,张平仓1,赵 健1

(1.长江科学院水土保持研究所,武汉 430010;2.长江水利委员会水土保持局,武汉 430010)

南方红壤丘陵区是我国水土流失最严重的区域之一。通过回顾20多年南方红壤丘陵区水土保持工作历程及成效,综合分析该区域水土流失综合治理技术体系,指出目前治理技术体系存在缺乏针对南方红壤丘陵区相关技术规范和标准、具体实施标准不一等问题,建议尽快制定南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术标准及建立相关机制。关 键 词:南方红壤丘陵区;水土保持;综合治理

1 区域水土流失现状

红壤是我国重要的土壤资源,南方红壤丘陵区以大别山为北屏,巴山、巫山为西障(含鄂西全部),西南以云贵高原为界(包括湘西、桂西),东南直抵海域并包括台湾、海南岛及南海诸岛。涉及湖北、江西、湖南、福建、广东、广西、安徽、江苏、浙江、上海、海南、台湾12省(市、区)的全部或部分地区,土地总面积1.2×106km2,约占国土面积的12%[1],在全国1/3的耕地上提供的农业产值占全国一半,负担了全国近一半的人口。该区属热带、亚热带季风气候,与世界同纬度地区相比,无论在自然资源或生产潜力上,均具有得天独厚的优势,而且社会及区位条件优越,经济发展较快,是我国热带、亚热带经济林果、经济作物及粮食生产重要基地[2]。但由于该区降雨量大而集中,低山和丘陵交错,地形破碎,坡度大,母岩抗蚀力弱,发育的红壤可蚀性高,加之人口密度大,人地矛盾突出,是我国水土流失最严重的区域之一[3]。根据2005年中国水土流失与生态安全综合科学考察统计,南方红壤区湖北、湖南、安徽、江西、福建、浙江、广东和海南8省目前仍有水土流失面积13.12万km2,占红壤考察区土地面积的15.06%,是我国水土流失最严重的区域之一,且土壤侵蚀类型多样复杂,有因毁林开荒后成片裸露形成的“红色沙漠”,更有侵蚀最严重的崩岗在南方花岗岩区广泛发育,还有“远看青山在,近看水土流”的林下水土流失。严重的水土流失破坏了土地资源,降低农业生产力,导致生物多样性减退,加剧水旱灾害和面源污染等,水土流失已阻碍了该区域的生产发展、农民脱贫致富、生态环境改善以及国土整治与保护、人民生活质量的提高[4,5]。

2 区域水土保持概况

中共十一届三中全会以后,水土保持工作列入重要议事日程,1979年8月,水利部在江西省兴国县召开华东六省水土保持工作座谈会,对推动和发展南方水土保持工作起了重要作用。1980年长江水利委员会根据水利部安排,在兴国县塘背河和湖南省岳阳县李土河2条小流域首次开展了综合治理试点工作。1982年全国水土保持工作协调小组在北京召开第4次全国水土保持工作会议,确定在全国水土流失严重的8大片开展重点治理,其中南方红壤丘陵区有江西省的兴国县。之后重点防治范围逐步扩大到洞庭湖和鄱阳湖水系及大别山南麓的部分水土流失严重县。在国家重点防治工程推动下,各省(自治区、直辖市)水土流失防治工作也蓬勃发展。

经过20多年的水土保持综合治理,南方红壤丘陵区群众创造了各种因地制宜的综合治理技术和模式,诸如“猪-沼-果”农业生态工程模式、侵蚀劣地快速绿化模式、林下流治理模式、崩岗治理模式、植物篱坡耕地水土保持耕作模式等,形成了较为完善的水土流失综合治理技术体系,取得了显著的成效,积累了切实有效的经验,对增加该区森林覆盖率、减少水土流失、减轻水体面源污染和洪涝灾害威胁、改善生态环境及农业生产条件、提高农民收入等起到了很大的作用[6-9]。

在全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化建设新的历史时期,水土保持的基础地位和作用更加凸现。随着国家对生态文明、民生水利建设投资的加大,南方红壤丘陵区水土保持迎来了难得的发展机遇。

3 区域水土流失综合治理技术体系

针对南方红壤丘陵区域农业种植结构单一、耕作粗放,土地利用率低,经济效益差等问题并根据区域水土流失特点和自然地理条件,目前该区水土流失综合治理主要通过土地利用结构调整,改造坡耕地,建设水平梯田,种植经济作物和营造经济林果,或实行果树和经济作物套种间作,充分利用土地资源。其水土流失综合治理技术体系大致分为工程措施、植物措施和封育治理措施3大类。其中工程措施主要有坡面整治、沟道防护、疏溪固堤、治塘筑堰、崩岗治理等5大工程;植物措施主要有水土保持林、经济林果和种草等;封育治理措施主要有封禁治理、能源替代和舍饲养畜等[10,11]。

3.1 工程措施

3.1.1 坡面整治

坡面整治是防治水土流失、改善农业生产条件、促进退耕还林的一项重要的基础性措施。在土层较厚的缓坡耕地上,采取坡改梯,配套坡面水系,完善田间道路,因地制宜地建设土坎或石坎梯地,土坎梯地须采取植物护坎措施;坡面水系工程包括排灌沟渠、蓄水池窖、沉沙池等,要结合地形进行布设,便于排洪、拦沙和蓄水;田间道路可以结合沟渠布设,有条件的地方可以结合机耕道修建。对于暂时没有进行改梯的坡耕地,采取保土耕作措施,减少水土流失。

3.1.2 沟道防护

在沟道建设拦沙坝和谷坊,是防治水土流失、减少入河入库泥沙非常重要的措施。对沟道进行防护综合配置,采取谷坊群,结合拦沙坝进行多层拦蓄,防止沟道下切,对于沟岸扩张和沟头溯源侵蚀严重的沟道,还要辅以刺槐等植物措施,建立一套完整的、全方位的沟道防护系统。有条件的地方,结合沟道防护,将低效或无效的宽阔沟道中的劣质地改造成高效优质土地,发展高效农业,将其作为培育和增加土地资源的有效途径,进一步巩固退耕还林还草和生态自然修复的成果。

3.1.3 疏溪固堤

在小流域内,山上山下是一个完整的系统,相互影响,互相促进,疏浚河道和沟道,提高防洪标准,不仅可以显著减轻山洪灾害,保护人民的生命财产安全,而且可以有效促进山上退耕,稳定退耕还林还草的成果。河堤加固和建设在流域面积在10 km2以内、防洪标准低于20年一遇、沟道比较开阔并且保护农田面积较大的小流域沟道上进行。

3.1.4 治塘筑堰

塘堰是山丘区最基本的水利设施,具有很好的蓄水和拦沙效果。在山丘区,特别是丘陵区,分布着大量的山塘,由于年久失修,不少已经淤满,没有发挥应有的作用。对现有淤积严重的山塘进行清淤,疏通排灌沟渠,并根据农田灌溉需要,结合解决部分地方人畜饮水,新建部分塘堰,不仅可以改善农业生产条件,而且可以有效提高小流域的减沙率。

3.1.5 崩岗治理

崩岗治理措施的总体布局是结合崩岗发展类型和形态采取综合治理方案:

(1)布设适当的工程措施,采取上拦(修截水沟、撇水沟,起分水作用,保证水不入沟)、下堵(建挡土墙、谷坊、拦沙坝,保证土不出沟,不危害下游)、中间削(危害大的重点崩岗进行削坡开级,修筑崩壁小台阶,危害小的不进行此项工程)的综合工程措施,在地形条件满足的情况下,在崩岗下游进行造田,建设基本农田。

(2)高标准的生物措施,坡面造林种草(沟外绿化),封沟育林育草(沟内绿化),下游农林生产,进行开发治理。不同类型崩岗具体治理措施是:崩口上游的集水区,根据不同地类进行全面治理,不使径流进入崩口,崩口顶部外沿布设截水沟(天沟),防止坡面径流进入崩口。崩口顶部已到分水岭的,或由于其它原因不能布设截水沟的,应在其两侧布设“品”字形排列的短截水沟。

崩口内两侧陡壁(崩壁),应削掉不稳定的土体,修成小台阶,种树种草,巩固崩壁。崩岗底部根据崩岗的不同形态布设谷坊:条形崩岗,从上到下全面布设土谷坊群,或沿水道节节栽植草墩,拦截洪水泥沙,巩固侵蚀基点;瓢型崩岗,在崩岗口修建容量较大的谷坊,拦洪蓄水。崩岗区下游临近出口处,布设拦沙坝,拦蓄多处崩岗下泄的洪水、泥沙。在瓢形崩岗治理中,利用崩岗腹大口小的特点,在出口处修筑谷坊,拦沙缓洪,尽快控制泥沙对下游的危害。在崩岗顶部及岸坡开挖截留沟,使坡面径流不入崩岗,减缓溯源侵蚀。在采取工程措施的同时,要抓紧时机对崩岗及周边防治区范围进行植物围封。对危害特别严重的陡壁进行削坡开级。针对条形崩岗大切沟发育,上拦、下堵与瓢形崩岗基本相同,崩壁一般不需要削坡开级,针对崩岗长形特点,沿沟床从上到下修建多级谷坊。

3.2 植物措施

植物措施主要包括水土保持林、经济林果和种草。在疏幼林地、荒山荒坡和陡坡退耕地营造水土保持林,做到多品种搭配,乔灌草结合;在坡度较缓、水源条件较好的退耕地上,结合当地经济发展规划发展经济林果,并采取鱼鳞坑、水平阶、果梯等整地方式,控制水土流失;种草以适应当地的乡土草种为主,在部分条件较好的地方,适当发展牧(饲)草。

3.3 生态修复

充分尊重自然规律,充分发挥大自然自我修复的能力,按照人与自然和谐共处的理念,促进大范围植被恢复和生态环境改善。生态修复措施主要是封禁治理,主要是针对水土流失为中轻度,具有一定数量母树或根蘖更新能力较强的疏林地、灌草地和荒山荒坡地带。主要内容包括:划定封禁区域周边界线,在封禁区的明显地段设立封禁标志碑牌,实施全封、轮封、半封或季节性封育管护,采取抚育管理、补植补种、舍饲养畜、沼气池建设、草场改良、围栏建设和生态移民等措施。

4 存在的问题与不足

目前南方红壤丘陵区水土流失综合治理主要是根据《水土保持综合治理技术规范》(GB/T16453.1~16453.6—2008)的相关要求,以及参考长江水利委员会编著的《长江流域水土保持技术手册》和《长江流域水土保持小型水利水保工程设计手册》。由于该区自然条件独特复杂,水土流失特点与其它区域有很大差异,现有的相关标准主要是面对全国范围大尺度的通用治理技术,难以完全满足该区各种独特复杂的自然条件下水土流失治理的实际需要。2个手册总结提炼了长江流域水土保持技术设计的要求和规定,为长江流域范围水土流失治理提供了技术指南,但没有标准或规范的强制性要求,也未能全面反映红壤丘陵区水土流失治理经验和特色。一直以来,由于缺乏南方红壤丘陵区相关技术规范和标准,致使该区有些措施即使符合国家规范,但却未能充分发挥效益,也使得该区有些地方经多年实践创造的水土流失治理经验和特色不能很好地推广和应用,许多经济效益很高且应用价值很大的科技成果被搁置。

同时,由于投资水平不同或技术力量差异,不同地区、不同项目区、不同小流域之间水土流失的治理标准不一,很多地区的水土保持措施因标准低,以致治理工程质量差,因而出现了生态效益和经济效益的不协调、效益衰减等问题。

5 建议与对策

(1)为总结及推广应用该区水土流失治理经验和特色,规范该区水土流失治理技术,更好地指导该区水土流失综合治理工作,建议尽快制定南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术标准。在构建水土流失综合治理技术体系时,应在根据水土流失特点及自然地理条件确定防治分区的基础上,因区制宜,科学规划,因害设防,分类指导。

(2)建立多元化的水保科技投入机制,形成国家、集体和社会多渠道筹资体制。国家和地方要保证基础研究、高新技术研究以及新技术推广的资金需要,同时要制定配套政策,鼓励和引导企业和其他社会组织增加水保科技投入。要积极吸引外资,加强水土保持科技的国际合作。

(3)加强技术培训,要逐步建立层次分明、结构合理、相互衔接、协调发展的水土保持人才培养体系,建立有利于科技人才培养和使用的激励机制,促进人才脱颖而出。

(4)逐步建立完善的科研推广体系和体制,积极创造科技成果推广所需的其他社会和经济条件,促进科技成果转化。

[1] SL 190-2007,土壤侵蚀分类分级标准[S].北京:中国水利水电出版社,2008.(SL 190-2007,Standards for classification and gradation of soil erosion[S].Beijing:China WaterPower Press,2008.(in Chinese))

[2] 赵其国.红壤物质循环及其调控[M].北京:科学出版社,2002.(ZHAO Qi-guo.Nutrient Cycling and Balance in Red Soil[M].Beijing:Science Press,2002.(in Chinese))

[3] 周昌涵.我国南方典型水土流失的防治对策[M].湖北:华中理工大学出版社,1998.(ZHOU Chang-han.Countermeasure of Soil and Water Conservation in Southern China[M].Hubei:Huazhong University of Science and Technology press,1998.(in Chinese))

[4] 左长清,胡根华,张华明.红壤坡地水土流失规律研究[J].水土保持学报,2003,17(6):89-91.(ZUO Chang-qing,HU Gen-hua,ZHANG Hua-ming.Study on soil and water erosion orderliness on sloping land of fourth century red soil[J].Journal of Soil and Water Conserva-tion,2003,17(6):89-91.(in Chinese))

[5] 李成亮,何圆球.低丘红壤旱地水分问题及其解决途径研究进展[J].土壤通报,2002,33(4):306-309.(LICheng-liang,HE Yuan-qiu.A review on water problems and resolutions of upland region with Low-hill red soil[J].Chinese Journal of Soil Science,2002,33(4):306-309.(in Chinese))

[6] 胡建民,左长清,杨 洁.小流域“猪沼果”生态治理模式及其效益分析[J].水土保持通报,2005,25(5):58-61.(HU Jian-min,ZUO Chang-qing,YANG Jie.Model of pig-methane-fruits ecological management and its benefits analysis of smallwatersheds[J].Bulletin of Soll and W ater Conservation,2005,25(5):58-61.(in Chinese))

[7] 郭晓敏,牛德奎,刘苑秋,等.江西省红壤侵蚀劣地植被恢复技术及综合治理效果研究[J].水土保持研究,1998,5(2):108-112.(GUO Xiao-min,NIU Dekui,LIU Yuan-qiu,etal.Restoring technique of vegetation on eroded red soil in Jingxiand benefit from its comperhensive harnessing[J].Research of Soil and Water Conservation,1998,5(2):108-112.(in Chinese))

[8] 史德明.长江流域水土保持与跨世纪持续发展[J].水土保持通报,1996,16(4):1-8.(SHI De-ming.Soilwater conservation and sustainable development going beyond the centuries in Changjing River Basin[J].Bulletin of Soil and Water Conservation,1996,16(4):1-8.(in Chinese))

[9] 水利部长江水利委员会.长江流域水土保持公报[R].武汉:水利部长江水利委员会,2007.(Changjiang Water Resources Commission.Soil and water conservation of Changjiang River[R].2007.(in Chinese))

[10]杨学震.丘陵红壤的土壤侵蚀与治理[M].北京:中国农业出版社,2005.(YANG Xue-Zhen.Soil Erosion Control in Hill Red Soil Region[M].Beijing:China Agriculture Press,2005.(in Chinese))

[11]杨艳生.我国南方红壤流失区水土保持技术措施[J].水土保持研究,1999,6(2):117-120.(YANG Yansheng.Technological measures suitable for red earth region in souther China[J].Research of Soil and water Conservation,1999,6(2):117-120.(in Chinese))

(编辑:王 慰)

Discussion on Com prehensive M anagement Techniques System of W ater and Soil Losses in Hilly Red Soil Region in South of China

CHENG Dong-bing1,LIAO Chun-yan2,ZHANG Ping-cang1,ZHAO Jian1
(1.Department of Soil and Water Conservation,Yangtze River Scientific Research Institute,Wuhan 430010,China;2.Bureau ofWater and Soil Conversation,ChangJiang Water Resources Commission,Wuhan 430010,China)

Hilly red soil regions in the south of China are one of themost seriouswater and soil loss regions in China.After reviewing the history and effect of soil and water conservation in hilly red soil regions in the south of China briefly,the comprehensivemanagement technique system ofwater and soil losses in the region is discussed deeply.Some problems in the comprehensivemanagement technique system are pointed out,which there is no national standard for hilly red soil region in the south of China,and no a same standard is adopted in actual implement.Establishing national technique standard and related mechanism about comprehensivemanagement for hill red soil regions in the south of China as soon as possible are proposed.

hilly red soil regions in the south of China;soil and water conservation;comprehensivemanagement

S157

A

1001-5485(2010)11-0098-04

2010-09-10

长江科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费(CKSF2010006)

程冬兵(1979-),男,江西乐平人,博士,工程师,主要从事水土保持与土壤水研究,(电话)027-8292613(电子信箱)xiao2005zhu@163.com。

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