皇甫大林
(西藏自治区水土保持局,850000,拉萨)
浅谈西藏水土流失治理技术研究
皇甫大林
(西藏自治区水土保持局,850000,拉萨)
西藏自治区水土流失面积大,分布广,类型多,如何有效治理水土流失已成为水利工作者面临的重要课题。借鉴国内成功治理水土流失经验,结合全自治区实际初步探讨了水土流失综合治理技术(由于冻融侵蚀治理技术尚不成熟,主要针对水力侵蚀和风力侵蚀),提出水土保持科技示范园区建设是研究西藏水土流失治理技术的捷径。
水土流失;治理技术;水土保持科技示范园
西藏自治区海拔高,气候寒冷干旱,植被稀少,生态环境极其脆弱,以水蚀、风蚀和冻融侵蚀为主的水土流失严重,在全球气候变暖和人类活动干扰日趋严重的影响下,水土流失已成为构建西藏生态安全屏障的主要限制因素之一。水利部第二次土壤侵蚀遥感调查表明,全自治区土壤侵蚀总面积102.52万km2,占全自治区面积的85.3%,其中以沟蚀和面蚀为主的水力侵蚀面积6.27万km2,占土壤侵蚀面积的6.12%;风力侵蚀面积4.99万km2,占土壤侵蚀面积的4.87%。严重的水土流失致使土层变薄,土壤肥力衰退,土地生产力下降,植被恢复和生长困难,严重制约经济社会的发展。
早期的水土流失治理工作主要起步于20世纪70年代由林业、水利、农业等部门组织实施的植树造林、沙漠化防治、江河治理等单项性工作,初步筛选出一批适宜于西藏高原气候和土壤的水土保持林草种;利用遥感技术基本查清了全自治区土地沙漠化形成的原因,沙漠化类型、规模和分布,提出了相应的防治对策,在防沙治沙工作中取得了较好成效;实施了“一江两河”治理工程,以江河整治为基础,以风沙治理和林草植被恢复为重点,以建立植被生态系统为最终目标,工程措施与生物措施相结合,在江河周围以及草场退化、沙化严重的地区,大规模植树种草,恢复植被;同时实施了天然林保护工程、退耕还林还草和湿地保护工程。这些治理措施的实施,使“一江两河”地区植被覆盖率明显提高,有效控制了该区域土地沙化扩展的趋势,取得了较好的水土保持效果。
20世纪90年代以来,水利行业逐步实施了小流域综合治理,先后启动了雍布拉康小流域、江孜县日朗沟、日喀则市夏鲁沟、芒康县邦达沟、曲水县热堆沟、琼结县翻身沟等小流域的综合治理工程,治理水土流失面积885 km2,取得了较明显的水土保持成效和生态、经济、社会三大效益。
西藏水土保持工作起步较晚,水土保持工作投资少,群众的水土保持意识薄弱,受独特高原气候影响水土流失类型复杂多样,大规模大范围和群众性参与的水土流失治理工作尚未真正开展,在较大空间尺度上的水土流失治理尚未取得较好效果。在全球气候变暖和人类活动干扰日趋严重的影响下,水土流失日趋严重,水土流失防治工作任重而道远。水土保持工作中的科技含量也有待于进一步提高,多年来在生产中积累的单项性水土保持经验也有待于集成和示范推广,针对不同地域、不同流域的治理思路和治理技术,亟待通过科学试验加以规范化、系统化。
措施相结合,进行综合重点治理。主要措施包括水土保持林草建设、风沙治理、沟道治理、截排水、河道梳理及引蓄工程建设等。
下游海拔3 800m以下至小流域沟口,历经人类生产生活的发展,各项基础设施较为完善,水土流失较轻并基本稳定,可划分为生态保护区。该区主要以预防为主。水土流失治理规划布局见图1。
根据小流域水土流失类型、强度和分布情况,合理划分生态修复区、治理区和保护区(俗称“三道防线”)。针对西藏小流域,可根据自然气候特征、植被分布、土壤类型,结合当地群众生产特点(放牧、耕作),按海拔等高线初步划分。
例如:某小流域上游海拔4 300m以上为水土流失不明显和植被较好的轻度侵蚀区域,植被以高寒草甸植被为主,植被盖度高,人类活动的干扰破坏小,可划分为生态修复区或封禁治理区。主要采取“轮封轮牧”的措施。主要治理措施可采取围拦封禁、制定管护措施(主要采取“乡规民约”和加大宣传力度等)。
中游海拔4 300~3 800m的河谷区及其周边冲沟,是人类活动最为频繁和干扰破坏最大的区域,也是水土流失较严重地区,可划分为生态治理区或综合治理区。以工程措施和林草
西藏地域辽阔,差异极大,应根据各地实际情况,合理进行区划。藏北、藏西北一带(那曲、阿里地区等),以牧业为主,宜根据地表植被不同合理划分。高山寒漠和高山荒漠宜划分为生态修复区,沟壑密集和沙化严重地带可划分为综合治理区,其余(如高山草甸、高山草原和高山沼泽等)划分为生态保护区。在生态保护区内,结合放牧习惯,宜划分季节草场采取轮封轮牧的措施。
藏中“一江两河”流域(拉萨市、日喀则市和山南地区等),以农业为主兼有牧业,山脊多为裸岩,可将裸岩线以上部分的生态修复区域划分为封禁管护区,人类活动频繁和干扰破坏最大的水土流失较严重区域可划分为生态治理区或综合治理区,其余划分为生态保护区。
藏南和藏东南区域(林芝、昌都地区等),以农业或半农半牧为主,山脊和山腰多为森林,可将林区以上部分生态修复区域划分为封山育林区或天然林保护区,其余划分可参考藏中区划。
(1)引蓄工程
国内成功经验多为修建截水沟(或沿山沟),在水保林与耕地或稀疏植被交界处设置,沿等高线梯级布设,当雨季来临雨水充沛时,拦截地表径流,由截水沟截入蓄水池,采用“长藤结瓜”的方式布设,蓄水池容积由林地和耕地的灌溉需水量及灌溉制度合理确定。西藏降雨充沛的地区可采用此方法。
西藏大部分处于干旱、半干旱地区,采用截水沟+蓄水池的方式势必增加蓄水池容积和数量,从而导致工程投资增加。然而,西藏山区丘陵区泉眼和地表渗流资源丰富,在有条件的地区可采用引山泉或截潜流的方式引水,辅以蓄水池调节,从而降低工程投资。见图2。
(2)沟道治理工程
沟道治理主要有拦沙坝、谷坊(梯级谷坊)和护岸等,西藏山区沟道纵比降大,沟道治理工程多为冲刷、淘刷破坏。因此,除正常的稳定和结构计算外,还应将防冲刷、淘刷作为计算重点。另外,沟道淤满后允许稳定纵比降的选取也是关键。目前自治区内对砂、砾、卵、漂石的允许稳定纵比降资料匮乏,应加大研究力度。
(3)坡改梯工程
坡改梯适宜于 25°以下的坡耕地,25°以上的应退耕还林(草)。梯田视围埂材料不同可分为土坎梯田和石坎梯田。应根据当地石材采运方便程度、人均耕地占有量、粮食产量等具体情况选用,即视人地关系紧张程度和石材开采运输方便程度选用。
(4)风沙治理工程
风沙治理工程主要针对流动沙丘、半流动沙丘和固定沙丘。对于流动沙丘和半流动沙丘首先应根据多年风玫瑰图确定主导风向,在上风方向选定防护林带位置、树种和种植方式,防止沙丘进一步演变。同时在沙丘上合理布设沙障 (具体有草方格、石方格等),可采取人工撒播耐寒、耐旱植物或利用风媒传播植物(如沙蒿等)恢复植被,从而固定沙丘。草、石方格的间距以1m为宜,并以10 cm为量级递次增大或递次减小范围做试验,得出最优间距向同地域治理区推广。
(5)其他治理工程
崩岗、淤地坝等治理工程在西藏较少见,在此不作赘述。
(1)林草措施
目前,西藏水土保持林草种植技术尚属空白。
国内山区、丘陵区小流域治理经验多为:山脊—山腰营造水保林,采取乔、灌、草结合的方式;山腰—河谷种植经果林、薪炭林,实施坡改梯等;河谷—河道,主要为耕地,采取保土耕作措施。见图3。
西藏应从海拔、坡度、坡向、整地方式、林草品种及品种组合等结合气候、地域(主要指纬度)等方面,采用“3S”技术着手研究。海拔以100m为量级,对海拔2 700~5 200m区域分梯次研究林草生长情况、保水保土效益和经济效益。坡度以天然坡度为依托,以5°为量级开展林草种植技术研究。西藏蒸发量大,往往是降水量的数倍,阴坡、阳坡植被生长差异明显,因此开展坡向研究极为关键,坡向划分具体可采用“八等分圆法”。整地方式分条状整地、块状整地、穴状整地等,具体为水平沟、鱼鳞坑等,可视具体情况开展研究。林草布置则根据区域特点,选取适宜生长的林草品种,采取乔、灌、草不同类型组合成最优种植方式,品种和种植方式的选择要以生态效益为主、兼顾经济效益。
(2)耕作措施
耕作措施包括改变微地形、增加覆盖和改良土壤的保土耕作法。在提高农作物产量的同时,增加植被覆盖度,起到增加土壤渗透性、保蓄水分、减轻径流冲刷和水土流失的作用。主要有间作、套种、复种、草田轮作和休闲地种绿肥等,还有免耕、少耕、深耕和深松耕、增施有机肥料、铺压沙田等。保土耕作在“一江两河”农业区需加大研究和推广力度,应着重研究秸秆还田、农家肥和化肥的施撒比例。
不论是水土流失治理理念,还是水土流失治理技术,西藏都存在诸多空白,与国内乃至国外差距很大。开展水土保持科技示范园区建设,是树立正确治理理念、采取行之有效治理措施的捷径。要力争在自治区级科技示范园区建设的带动下,积极开展各地(市)科技示范工程建设,推广成功经验,总结失败教训,为加快构建西藏生态安全屏障作出新的贡献。
[1]胡玉法.长江流域坡耕地治理探讨[J].人民长江,2009,40(8).
[2]胡慧蓉,等.“一山三带”水土保持恢复植被的探讨 [J].中国水土保持,2010(7).
[3]西藏曲水县茶巴朗水土流失综合治理示范工程可行性研究报告[R].
[4]水利部第二次土壤侵蚀遥感调查数据[R].
[5]西藏生态安全屏障保护与建设规划[R].
Study on control techniques of soil erosion in Tibet
Huangfu Dalin
The soil erosion in Tibet Autonomous Region area is widespread distribution and has many types.How to effectively control the soil erosion has become an important issue to the water workers.Learn from the experience of successful control of soil erosion, combined with the autonomous region, the actual comprehensive soil erosion control techniques(due to freeze-thaw erosion control technology is not yet mature, mainly for water erosion and wind erosion)was discussed and proposed that the construction of the Soil and Water Conservation Research and Technology Demonstration Park is shortcut to soil erosion control in Tibet.
soil erosion; control technology; Soil and Water Conservation Research and Technology Demonstration Garden
S157
B
1000-1123(2011)02-0033-03
2010-11-05
皇甫大林(1973—),男,工程师。
责任编辑 李建章