山西省水土流失治理的战略抉择

田良才，牛天堂，李晋川，王宇宏，任 冻

（1.山西省生物研究所，山西太原030006；2.山西省农业科学院，山西太原030006；3.山西省财政厅，山西太原030001）

山西省国土面积为15.64万km2，山地和丘陵占到80%；水土流失面积达10.8万km2，占全省土地面积的69%。全省平均土壤侵蚀模数为3 000 t/km2，最高达30 000 t/km2。水土流失严重，环境恶化，生态环境脆弱，是山西发展的重要生态制约因素。解放以来，经过半个多世纪的治理，有许多成功示范典型，取得了很大成就，但是水土保持的总体效果并不理想，局部改善、整体恶化的局面没有得到根本遏制[1]。反思半个多世纪水土保持的经验教训，进行水土流失治理方针和技术路线的战略抉择，是加速山西省水土流失治理进程、保证生态安全的根本大计。

1 山西水土流失现状

据考证，历史上山西曾经是覆满森林、山清水秀、环境优美的高原山地，森林覆盖率夏商时期为70%，春秋战国时期为50%，唐宋时期为40%，元朝降至30%，清朝降至10%以下，到新中国成立时仅为2.4%。唐朝以前山西自然环境的演变主要受自然规律所支配，唐代以后，由于人口大量增加，毁林开荒，特别是明代实行大规模屯垦，修筑宫殿，砍伐森林，山西自然植被被大量破坏，加剧了水土流失，光山秃岭、环境恶化逐步突显，人为活动成为山西环境恶化的重要因素[2]。

从内蒙古自治区的托克托县河口镇至河南省郑州附近的桃花峪，属于黄河中游，河长1 206.4 km，占黄河全长5 464 km的22.1%，流域面积34.4万km2，占全黄河流域面积79.5万km2的43.3%。而来自河口镇至三门峡之间的泥沙量竟达14.5亿t，占全黄河泥沙总量16亿t的90.6%，中游泥沙80%集中在汛期，年际变化悬殊，最大年输沙量为最小年输沙量的13倍，是全国水土流失最严重的地区，也为世界所罕见。其中从山西偏关县老牛湾至河津县禹门口晋陕两省交界处的大北干流，是黄河干流的第二连续峡谷地段，黄河东侧的山西境内包括：偏关、河曲、保德、兴县、临县、柳林、石楼、永和、大宁、吉县、乡宁、河津12个县（市），黄河干流河段长约650 km，为黄河全长的11.9%，流域面积约为2万多km2，为黄河全流域面积的2.5%。沿黄区域大部分县（市）海拔在1 000 m以上，山高沟深，丘陵山区占土地面积的90%，水土流失面积占本区土地面积的80%，土壤侵蚀模数达到10 000～15 000 t/km2，最高达 30 000 t/km2，是全省平均侵蚀模数3 000 t/km2的3～10倍，每年向黄河的输沙量达2.9亿t，约占全省入黄泥沙总量3.6亿t的80.6%，占全黄河年泥沙量的18.12%。很显然，山西水土流失治理的重点，应由普遍号召向沿黄丘陵山区战略转移，把沿黄丘陵山区作为山西省水土流失特区加强治理，争取在21世纪中叶使山西省黄土高原区的水土流失得到全面控制，这对改善山西和黄河生态具有重要的现实意义。

山西黄土高原的地貌、地形和地面坡度是造成水土流失的决定性因素，坡度越大，水土流失越严重，不同区域的水土流失有很大差异[3]。

1.1 晋西黄土丘陵沟壑侵蚀区

其主要分布在管涔山—云中山—关帝山以西，包括：偏关、河曲、宁武、静乐、岚县、方山、临县、柳林、离石、中阳、石楼、交口等县，占山西省土地总面积的18.6%。沟壑密度5 km/km2，自然坡度10°～25°或更大，年平均侵蚀模数10 000～15 000 t/km2，属于异常强烈水土侵蚀区。

1.2 晋西南残塬沟壑侵蚀区

其主要分布在永和县、隰县、蒲县、汾西县、大宁县、吉县、乡宁县，占全省土地总面积的4.2%。该区地形较高，由残缺破碎的塬地组成，地面起伏较小，沟壑密度4 km/km2，年平均侵蚀模数为8 000～10 000 t/km2，属于强烈水土侵蚀区。

1.3 晋西北水蚀-风蚀区

其主要包括左云、右玉、平鲁、神池、五寨、岢岚等地，占全省土地总面积的2.5%。该区多为开阔的缓坡谷地，自然坡度10°左右，平均风速为4～5 m/s，年均侵蚀模数为 10 000～13 000 t/km2，属于强烈风蚀区。

1.4 黄土丘陵阶地侵蚀区

其主要包括大同、忻定、晋中、临汾、运城、上党六大盆地边缘的山麓地带，约占全省土地总面积的12.4%；自然坡度在10°左右，沟壑密度为3～4 km/km2，年侵蚀模数为 2 500～5 000 t/km2，属于重度侵蚀区。

1.5 土石山地侵蚀区

该区包括太行山、吕梁山、芦芽山、中条山、太岳山、五台山、恒山等山脉的石质山区，占全省土地总面积的50.2%；山势高峻，石厚土薄，气候较寒，植被较好，沟壑密度为2～3 km/km2，年平均侵蚀模数为500～2 000 t/km2，属轻度侵蚀区。

1.6 盆地平川侵蚀区

该区主要是指大同、忻定、太原、晋中、临汾、运城、上党盆地以及其他河畔平川盆地，占全省土地总面积的12%；土地平整、坡度很小，不易形成径流，侵蚀模数200～500 t/km2，属轻微侵蚀区。

2 山西水土流失治理的战略选择

山西严重的水土流失现实，是由于历代砍伐森林、毁坏植被、开垦坡地、掠夺性生产造成的恶果。但半个多世纪以来，长期坚持水土流失治理的基本方针是以治水为主，而恢复植被、坡耕地改造非常滞后，泥沙下泄，没有得到有效控制，点上治理、面上破坏，一边治理、一边破坏，治理赶不上破坏，造成水土流失治理总体效果很不理想。

国务院曾在1963年4月8日发布的《关于黄河中游水土保持工作的决定》指出：“水土保持不是单纯的点和线的工作，而主要是面上的工作。点和线的治理在沟口和支流上修筑河库拦蓄泥沙，只能对泥沙流入干河起一定的控制作用，并没有解决广大山头上的水土流失，并不能做到土不下山。”“治理水土流失，要以坡耕地为主，应该以造林种草和封山育草为主。”“陡坡开荒，毁林开荒，破坏水土极为严重，必须坚持制止。”但这一决定并没有被坚决贯彻执行，受到了来自业务部门的阻力，正确的决策遭到了扭曲，所以至今黄土高原的面貌还没有得到根本性的转变。

一般认为，高质量的森林条件下，森林覆盖率达到20%，生态状况就会得到明显改善；森林覆盖率达到30%，就进入了生态良性循环。右玉县位于山西省的西北部，毗邻毛乌素沙漠，年平均侵蚀模数为10 000～13 000 t/km2，是山西强烈风蚀区，全县土地面积19.64万hm2，解放前森林覆盖率不到0.3%，土地沙化面积达15万hm2，占土地面积的76.4%，生态环境极为恶劣。解放60余年来，右玉县历任领导带领广大群众坚持不懈植树造林，森林覆盖率达到52%，地表径流减少80%以上，水土流失基本得到控制，昔日的不毛之地变成了塞上绿洲。灵石县仁义河流域，森林覆盖率为39.9%，土壤年平均侵蚀模数1 417 t/km2。沁源县沁河孔家坡水文站监测，森林覆盖率为56%，土壤年均侵蚀模数只有271.5 t/km2[4]。水土流失是不可避免的，黄土区土壤流失强度较大，但是，土壤年侵蚀模数控制在1 500 t/km2左右是可以办到的。经验证明，在黄土高原区植被覆盖率达到60%，森林覆盖率达到30%，是黄土丘陵山区全面有效控制水土流失必须达到的基本阈值。但是，现在黄土高原的森林覆盖率和植被覆盖度远未达到这一水平，这就是黄土高原水土流失远未完全控制的根本原因。

解放初期，山西有林面积是36.73万hm2，森林覆盖率为2.4%，2009年森林面积发展到221.07万hm2，森林覆盖率达到14.12%。2005年《山西省委省政府关于加快林业发展的意见》提出：每年要完成26.67万～33.33万hm2的工程造林任务，山西绿化20年将初建成效，2011—2020年全省森林覆盖率争取每年增加1百分点，全省覆盖率达到26%以上，生态状况明显改善；30年实现战略转变，2030年全省覆盖率达到28%，生态效益全面提高，林业发展主要转向以保护为主；50年“绿色山西”基本成型，2050年森林覆盖率达40%以上。乔、灌、草结合，在森林草原和草原地带恢复灌木林和草地植被，其覆盖率达到60%，是全面控制水土流失的重要生态措施。

坡地是农田生态系统中最为脆弱的部分。据有关资料测算，25°以上的坡耕地水流失量是5°以下农田的2倍，而土壤流失量则是5°以下农田的53.3倍，因此，坡耕地特别是陡坡耕地，是造成水土流失的主要原因。坡地改平（可以大幅度减少暴雨洪水，使其失去发生水土流失的原动力）是防治土壤水土流失的重要途径。

由此可见，山西水土流失治理的战略重点区域是异常强烈、强烈和重度侵蚀区的吕梁山以西沿黄地区；水土流失治理的战略路线是以治山治土为主，植树种草、恢复植被、改造坡耕地，降水就地拦蓄，防治泥沙下泄；水土流失治理的主要标准是森林覆盖率达到30%，植被覆盖度达到60%以上，区域水土年流失量要控制在1 000～1 500 t/km2以内，提高环境质量，保障生态安全。

3 山西水土流失治理的技术措施

我们提出的治理水土流失的基本观念是在原来遭到破坏的生态基础上，遵循自然规律，应用生态学发展观点，进行生态恢复和重建；在改善生态环境、资源可持续利用的原则下，发展生产，产业创新，达到生态、经济和社会的和谐统一；最终实现农村环境优美，农民过上比较富裕的小康生活，而不是刻意追求恢复生态原貌，实现“自然生态平衡”的自然主义。

3.1 植树种草，改善生态环境，构建以治理水土流失为主的生态植被

黄土高原处于我国东部湿润森林区和西部干旱荒漠地区之间，是国家级的生态环境过渡区，植被有明显的过渡性质，自东南向西北依次出现暖温带落叶林地带、森林草原和草原地带，这是黄土高原植被地带性特点，也是植被重建和恢复的基本依据。必须按照植物地带性规律，在森林地带主要恢复森林植被，森林草原地带主要恢复林灌木和草地，在草原地区恢复草原，所以，黄土高原生态环境的恢复不能认为就是恢复森林，与植被联系起来更为确切。要贯彻适地、适草、适树的原则，提高植树种草效率。在黄土高原生境条件下，地下水位多在60～100 m，农田水分完全依靠降水，年降水500～550 mm可以满足乔木林（天然辽东栎林、山杨林、人工刺槐林、油松林、苹果、核桃、枣树）的蒸腾耗水量，林木可以正常生长，落叶果树获得较高产量；降水量500 mm以下，已不能满足乔木蒸腾耗水量的需要，林木生长受阻，发育不良，随着时间推移，林分不可避免地发生更替，人工灌木林（如沙棘林）和人工草地（如苜蓿、沙打旺）也会出现衰退。根据天然降水和植物的耗水量确定林木树种及根据土壤所能容纳的树木密度来确定人工林的发展方向，是保证植被健康发展的关键。

杨文治[5]根据黄土高原不同区域的降水量、不同植被的水分需求和土壤水分的年循环特点提出，不同区域的造林模式和适宜密度，对植被的构建和恢复是很有意义的。年降水量为550～650 mm的温带半湿润地区，与暖温带北部落叶栎林亚地带基本吻合，土壤水分的年内消耗可得到补偿，土壤水分条件适宜乔木生长，可发展以乔木为主的人工林，造林密度可控制在2 000～2 200株/hm2，灌木林2 200～2 500株/hm2比较适宜；年降水量450～500 mm的温带半干旱地区，基本上与暖温带森林草原地带相吻合，区域内土壤水分年循环有周期性亏缺现象，经过雨季土壤水分可以恢复到田间持水量的70%～80%，该区内乔木林的生长受到土壤水分条件的限制，乔木只能生长在梁峁和沟谷、阳坡、半阴坡，半阳坡和梁峁顶部仅适宜旱中生灌木和草地，人工造林的密度应控制在1 000～1 500株/hm2，灌木林的密度1 500～2 000株/hm2比较适宜；年降水量350～450 mm的温带半干旱区，基本上与温带典型草原相吻合，区内由于降水少，土壤水分蒸发强烈，使土壤常处于水分亏缺状态，经雨季土壤水分恢复期，土壤湿度难以得到补偿，不利于树木正常生长，该区除南部沟谷阴坡及沟底能栽培中旱生灌木林外，绝大部分地区适宜旱生草本植物生长，乔木林仅可在水分条件较好的半隐域沙地上发展，造林密度要严格控制在500～800株/hm2，灌木林800～1 200株/hm2为宜；年降雨量300 mm以下与温带荒漠草原相吻合，由于降水稀少且蒸发强烈，土壤水分难以得到补偿，该地区自然生长的皆为旱生、强旱生的草本、半灌木和小灌木，生态建设只能通过封山育林，依靠自然恢复植被，无灌水条件不能造林。

适合黄土高原的主要乔木树种是杨树、刺槐、椿树、辽东栎、油松、樟子松、侧柏等；灌木是沙棘、柠条、四翅滨藜、连翘、黄刺玫等；草本植物是苜蓿、红豆草、草木樨、老芒麦、披碱草、无芒雀麦、冰草等。在植被已经完全破坏、有机覆盖层完全消失、土壤母质裸露、土壤保水能力很差的现实生境下，引入非地带性的旱生和超旱生植物，特别是豆科和非豆科固氮植物作为先锋树种，对解决氮素严重亏缺、提高水分利用效率、增加生物量、提高植被的自然恢复力具有重要的意义。在封山禁牧、人工造林（种草）条件下，植被恢复可以大大加速，森林植被的恢复大约需要30～40 a，灌木草地植被的恢复大约需要10～15 a即可完成。

良好的林下植被是保护地表、减少水分蒸发、防止土壤侵蚀、改良土壤、促进林木生长的重要因素[6]。对于黄土高原水土保持林来说，林下植被的这种作用格外重要，保护林间天然草灌植被，必要时引入适宜的草灌植物来提高植被的覆盖率，促进林下植被的早日形成。生物多样性是控制水土流失的重要因素，实践证明，质量很差的植被，即使是森林覆盖率较高，“空心绿化”，水土流失的灾难也不能完全避免。据研究，天然草地涵养土壤水分、防止水土流失的能力明显高于灌丛和森林。2年生的草原植被拦蓄地表径流的能力为54%，较3～8年生森林提高20百分点。在减少径流含沙量方面，草原和森林径流中的含沙量分别为37.13%和70.13%，草原比森林的截沙量提高近1倍[7]。

林下枯枝落叶层，是天然林地和人工林地土壤表面的重要组成物质，在森林保持水土的作用中占有非常重要的地位。一般来说，降水的15%～30%为林冠所截留，5%～10%为林内蒸发，60%～80%被枯枝落叶层所吸收并渗入到土壤中。据研究，为了充分发挥水土保持林保持水土的作用，林下枯枝落叶层的厚度需达到2～5 cm。枯枝落叶层不仅能保持水土，而且是森林土壤肥力的重要来源，是森林肥力形成和维持的基础，其维持着生物系统的能量流动与物质循环过程，保障森林各种生态功能的发挥，在森林生态系统的正常和有效运行中，林下枯枝落叶层是不可缺少的，若丧失它，整个系统的运行就会受阻。由此可见，培植和保护林下的枯枝落叶层，对形成森林环境具有很重要的意义。

3.2 种植生态经济林是丘陵山区防止水土流失的重要途径

在黄土高原地区，农民生活贫困，正确处理改善生态、发展经济与粮食安全三者的关系，是关系区域生态与经济可持续发展的关键。没有后继产业，经济不发展，退耕还林（草）也不可能巩固。宁夏西吉2605项目是我国政府和世界粮食计划所协商（联合国给予粮食补贴，中国政府给予相应的配套），通过造林种草控制水土流失，改善生态环境，在1982—1985年共累计造林种草10万hm2，但由于产业结构调整滞后，没有建立起相应的经济发展体系，10万hm2林草今天已经所剩无几，历史的教训深刻，令人深思。建立稳定经济、发展农业体系，是关乎还林（草）保护水土能否可持续发展的核心。

山西恒山—雁门关以南，暖温带黄土高原半干旱—半湿润广大地区，光温生态条件优越，土层深厚，适合苹果、桑果、核桃、葡萄、山楂、柿子、枣树、榛子、花椒、连翘等多种经济林生长，单位土地上种植株数有限，便于在坡地上围埂或者挖鱼鳞坑种植。其树冠强大，根系发达，固土力强，有很好的防止水土流失作用，种植生态经济林是改造丘陵山地的重要途径。生态经济林比农作物抗旱性更强，适合集水灌溉，而且有利于设施技术的使用，年际间产量稳定，经济价值较高，比种粮的经济效益可提高3～5倍。实施区域差异化和一体化发展战略，发展兼具生态防护和高收益的生态经济林，是水资源短缺条件下旱作农业可持续发展的重要方向。山西省平川土地资源严重不足，开发黄土丘陵区土地资源，区域化、专业化、商业化、规模化发展生态经济林，保证在农田作物之外，人均拥有667～1 334 m2生态经济林，对防止水土流失和发展山区经济有重大作用。

3.3 加强土地基本建设，重建山区耕地，是防止农田水土流失的治本措施

据测定，在黄土高原农田比草地的水土流失量高40～100倍，种草的坡地比不种草的坡地地表径流可减少47%，冲刷减少77%；耕地水平梯田在一次降水100 mm的情况下可以基本拦蓄不被冲刷；把25°的坡地修成坡度为1°～2°的梯田，在同样的降水强度下，其径流速度可大幅减少，可以拦蓄90%以上的径流，基本上可达到水不出地。山西大约400万hm2的耕地中坡地占80%，不难看出坡耕地是该省水土流失的主要策源地，坡改梯是防止水土流失的治本措施。但是在现实条件下，农村中青壮年外出打工，老人和妇女成为农村主要劳动力，已经不可能再搞大规模的群众性造地运动，而且传统的小块梯田也不能适应农业机械化的耕作要求。在我国人均GDP达到3 000美元以后，有经济能力对农业实行反哺，有条件进行现代机械化造地，这是继20世纪90年代退耕还林以后，治理黄土高原的又一重大契机。从土壤学角度来看，经过250万年以来堆积了100～200 m的深厚黄土，为农业造地提供了很好的基础，使机械化造地成为可能。

位于黄土高原腹地的甘肃渭源县和通渭县，都进行了大规模的机械化造地，并且收到了显著效果。渭源县利用西部扶贫世行贷款，在地处半干旱山区，山大沟深，降雨稀少，自然条件恶劣的北寨、大安、新寨等乡镇，大力发展机修梯田，兴起了“梯田经济产业”，走出一条“修梯田、兴产业、增收入、还贷款”的路子。自2002年开始以来，使当地梯田面积达到3 253.3 hm2，人均达到0.28 hm2，基本实现了梯田化，2006年项目区，人均纯收入和人均粮食较2003年分别增长了97%和51%，贫困人口下降了1/2。

通渭县按人均0.3～0.33 hm2的梯田目标，一次性规划，逐年修建，力争5～7 a实现梯田化县。2006年日均投入推土机械270台，涉及全县18个乡镇182个村，全县新修梯田0.354万hm2。李店乡日投推土机械30台，新修梯田657.3 hm2，使昔日的陡山坡变成了今日平展的梯田，全乡实现了梯田化，是继义岗、寺子、什川、新景之后的又一个梯田化乡，梯田化乡占到全县的1/3。机修梯田宽度在15 m以上，适合机械耕作，最大的好处是省工增产，肥水不外流，大旱不减产，小旱保生产，可增产30%以上。平襄镇斜屲村村主任梁金山贷款14 000元，修建2.7多hm2梯田，种脱毒马铃薯获得高产，2年就收回了全部投入[8-9]。在现实社会生活条件下，新一代农民已经不可能像他们的先辈那样，人挑、车推、以群众运动的方式建造梯田，而是与时俱进，通过土地流转，统一规划，应用现代机械化方法重建农地，成为时代发展的必然趋势。

荷兰国土面积为4.15万km2，其中陆地面积为3.4万km2，人口为1 560万，人口密度为459人/km2，是世界人口密度最高的国家之一，其1/5的国土是由围海造田扩展而成的。学习荷兰人的精神，充分利用黄土高原丰富的黄土资源，重建耕地，在山西省黄土丘陵山区组织机械化造地专业队伍，修筑宽度在15 m以上的标准化隔坡生物围堰机耕梯田，可以完全改进传统梯田开放无埂、无法防止暴雨冲刷的缺陷。如我国降雨量在800～1 000 mm的南方山地水稻梯田，可以充分接纳当地雨水，完全能够防止水土流失并且适合机械化耕作。

20世纪60—70年代国家确定山西省全国水土保持工作的重点县包括：左云、右玉、平鲁、偏关、河曲、保德、岢岚、五寨、宁武、静乐、神池、岚县、娄烦、兴县、方山、柳林、交口县、临县、离石、中阳、石楼、隰县、汾西、永和、大宁、蒲县、吉县、乡宁共28个县，此外包括汾河水上游水土流失较重的阳曲县和古交市，共计30个县（市），主要为山西省水土流失严重，水土侵蚀模数在3 000 t/km2以上的沿黄地区，晋西黄土丘陵沟壑区、晋西南残塬沟壑区、晋西北水蚀-风蚀区，国土面积为4.9万km2，人口约500万，达到人均0.27～0.33 hm2机耕水平梯田，总面积130万～160万hm2，是山西省旱耕地面积的1/2左右，占全省土地面积的10%，争取到本世纪中期实现坡耕地全部机耕梯田化。届时，山西省吕梁山以西黄土丘陵区耕地的水土流失将得到基本控制，生态面貌将发生深刻的变化。在森林落叶阔叶林地带，建成以天然林和人工林为主，山川秀美的农果型生态经济系统；在森林草原地带建成人工草地和灌木林组成的水保型农牧生态经济系统，将是对山西省生态建设的重大贡献。

［1］颜景波，韩志松，王慧新，等.风沙半干旱区风沙土不同耕法水土保持效果研究[J].河南农业科学，2010（8）：62-63.

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［8］魏岱林，郭芳全，卢建军，等.“一事一议”盘活修田资金——通渭县通过“村民议事会”加快梯田建设步伐[N].西部发展报，2006-12-14.

［9］王千钧.甘肃渭源利用世行贷款发展梯田经济[N].西部发展报，2007-10-18.