兰州都市圈水土保持治理优化模式结构与功能研究

王彦武，罗进选

(甘肃省水土保持科学研究所，甘肃兰州730020)

水和土是人类赖以生存的基本物质，是发展农业生产的基本要素［1］，但是在黄河流域尤其是上中游地区，严重的水土流失带走了肥沃的表土和土壤肥力，把水灾隐患带到了下游，把荒丘和贫穷留给了上中游地区。防治水土流失、减少入黄泥沙已成为我国当前及今后必须花大力气解决的头号环境问题和一项长期而艰巨的历史使命。

兰州都市圈位于黄河上游干流甘肃段与亚欧大陆桥经济带甘肃段的交汇处，其水土保持工作不仅关乎甘肃省水土资源的可持续利用，城市、库区、丘陵沟壑区和风水复合侵蚀区的生产和建设，国土整治，江河治理，减少水、旱、风沙灾害，维持生态系统平衡，而且对于改善黄河中下游地区群众生活质量、提高生产效率都具有十分重要的现实和战略意义。因此，针对兰州都市圈不同的水土流失类型区确定不同的水土流失防治模式，建设以城市为中心向四周辐射的生态工程，建立一套完整的防治体系，用以指导环境建设和维持生态平衡，是目前经济发展过程中亟待解决的课题。

1 研究区概况

1.1 兰州都市圈范围界定

影响兰州都市圈空间范围界定的主要构成要素为空间、时间、流量和引力［2］。本研究以时间要素和流量要素界定兰州都市圈研究范围:①时间要素。以兰州市城区为核心，以1 h车程为半径(100 km)，形成都市圈“五核”(兰州、刘家峡、靖远、永登、定西)水土流失防治范围。②能量要素。以公路和水流为能量流通渠道界定兰州都市圈研究范围，形成“两轴”(永登—兰州—定西的亚欧大陆桥经济带和靖远—兰州—刘家峡的黄河干流带)水土流失防治范围。

根据立地条件相似土壤侵蚀规律也相似的特点，试验中以点及面，先选择兰州都市圈中“五核”地区的典型水土流失防治模式，然后以“两轴”为纽带，根据区域特点推广到面，最后对整个都市圈水土流失防治模式的结构和功能进行研究，形成适合本区域水土保持生态建设的技术体系。

1.2 研究区概况

兰州都市圈范围内梁峁起伏，沟壑纵横，气候干燥，降水少而不均，降水主要集中在7、8、9三个月，全年光照充足，蒸发量大，冬春季风沙严重，灾害频繁;水资源分布不平衡，河流河谷川塬(台)地水资源相对丰富，且利用方便，而在与河流距离较远、山大沟深的地区，水资源的开发利用困难;土壤以灰钙土为主，土壤有机质含量少，有效养分含量低;植被覆盖率低，种类相对贫乏，生态自我修复能力弱;土地利用率低，耕作难度大，农业生产结构单一，农民收入水平较低，水土流失严重。

2 水土保持治理优化模式

2.1 水土流失类型区划分结果

根据各区域不同的自然条件、土壤侵蚀特征以及土地利用等，综合经济条件和水土保持综合防治体系的类似性进行分区，将兰州都市圈水土流失类型区划分为以刘家峡库区为核心的库区水土流失防治类型区、以兰州市为核心的城市水土流失防治类型区、以靖远为核心的风水复合侵蚀区水土流失防治类型区、以永登为核心的黄土高原丘陵沟壑区第五副区水土流失防治类型区、以定西为核心的典型黄土高原丘陵沟壑区水土流失防治类型区、亚欧大陆桥经济带甘肃段水土流失防治类型区、黄河干流甘肃段水土流失防治类型区。

2.2 水土保持治理模式划分结果

以兰州都市圈水土流失类型区划分为基础，充分考虑都市圈各区域的特殊性及库区、城市、风水复合侵蚀区等区域水土流失的特点，根据发生学、主导因素、协调性、促进性、持续性、相对一致性、区域完整性等原理，将研究区域划分为10个不同的治理与开发模式类型区，分别为灾害防治模式、高效农业开发模式、城市开发型模式、生态旅游开发模式、生态经济型综合治理模式、坝系梯田化治理模式、荒山荒坡治理模式、有机农业发展模式、强化治理型模式、旱作农业发展模式。

2.3 优化模式建立

以系统、简洁、实用、定量与定性、可测性为原则，以专家咨询法为指标选取方法，以层次分析法为指标权重确定方法，根据水土流失对兰州都市圈生态环境、经济环境、社会环境影响的内容，结合都市圈各卫星城水土流失特点，建立兰州都市圈水土保持治理优化模式评价指标体系，再根据各区域指标权重，确定适合各区域的水土流失治理优化模式。

3 兰州都市圈优化模式的结构与功能

3.1 库区水土流失防治优化模式

刘家峡库区水土流失治理适宜采用灾害防治与生态旅游开发相结合的治理模式。该模式以改善生态、方便生产、发展经济为首要原则，采用梁、峁、坡、沟结合，治理与开发结合，防、治、管、用结合，长远利益和近期利益结合，经济效益、生态效益和社会效益结合的方法，根据生态景观艺术原理，使工程措施、生物措施、耕作措施有机地结合在一起，在绿化、美化、亮化、净化方面朝着高起点、高标准的生态化、园林化方向发展，为给居民创造舒适的休憩娱乐环境、营造良好的生态和投资环境打好基础。应用该模式不但可以通过治理坡面、沟道，拦截径流，减轻泥石流危害，而且能够充分挖掘小流域地缘和生态资源优势，打造库区道路绿色长廊，改善刘家峡库区的生态环境，缓解库区日益严重的泥沙淤积。该模式对于类似地区大面积土地整治和生态环境可持续发展将起到良好的示范推广作用。

3.2 城市水土流失防治优化模式

兰州市城市水土流失治理适宜采用高效农业开发与城市开发相结合的防治模式。该模式按照“防治并重、治管结合、因地制宜、全面规划、综合治理、除害兴利”的方针，通过荒山造林、退耕还林、缓坡地配套上水工程、兴修梯田、陡坡区实行封禁治理、黄河河岸带生态林建设、城市雨洪有效利用等措施，分地域集中连片治理，充分利用城市的地缘优势和市场优势，发挥小流域水土资源调控的巨大功效，发展立体经营的种植业、链式循环的养殖业和技术劳动密集型的加工业，进行水土资源的综合利用，为农业和农村经济的可持续发展开辟新的途径。对交通不便、自然条件差、水土流失严重的地区，通过坡面治理工程、沟道治理工程、生物治理工程等，对小流域水土资源进行有效调控，改善区域生态环境，发挥自然资源优势和生态优势，发展高效农业，保持小流域的生态平衡和水土资源的可持续发展［3］。该模式采用多种技术手段，综合规划，全面治理，把小流域建成一个多行业、多层次，种、养、加一体化，产、供、销一条龙的农业生态经济系统，成功探索出为城市发展服务、水土保持综合治理的生态经济建设道路。在中国城镇化趋势日益发展的条件下，加速城市小流域由传统封闭的农业经济向开放的市场经济的转换，并为水土保持的可持续发展提供借鉴。

3.3 风水复合侵蚀区水土流失防治优化模式

靖远风水复合侵蚀区水土流失治理适宜采用生态经济型综合治理与有机农业发展相结合的防治模式。该模式以防治水蚀和风蚀为中心，以提高生态经济效益和实现社会经济可持续发展为目标，以基本农田结构优化、高效利用及植被建设为重点，通过对流域内风水蚀时空分布特征及防治措施合理配置、基本农田优化利用结构和有机农业综合技术以及风水蚀逆境下植被优化结构和建造技术体系配置模式的研究，明确发生水蚀、风蚀的关键季节和关键地形部位，建立具有防蚀固沙兼高效生态经济功能的有机农业复合生态系统［4］。应用该模式可以探索风水复合侵蚀区水土保持措施配置方式，加快水土保持综合治理速度，不但可以使农林牧副综合协调发展，土地利用结构更加合理，而且可以利用当地优势栽植经济林、人工种草，增加农民收入，减少水土流失。同时，该模式以农业为主，农牧结合，种植业和养殖业协同发展，种植业为养殖业提供发展的物质来源，养殖业转化种植业的物质能量形成经济产品，并为种植业提供肥料、资金等，促进种植业的发展。

3.4 丘陵沟壑区第五副区水土流失防治优化模式

永登县丘五区水土流失治理适宜采用强化治理与荒山荒坡治理相结合的防治模式。该模式以短期内最大限度地控制水土流失为主要目标，为提高水土流失治理标准，在坡面实施坡改梯，在沟道建设淤地坝、谷坊，增加稳产高产田，改善农业生产基本条件，维护小流域的生态平衡和水土资源的可持续利用。考虑机修梯田的交通需要，对不满足施工机械入场条件的地块，要先整修进场道路，当梯田以上有大面积集水区时，为保证梯田的安全，需在坡面布设小型蓄排工程，以妥善处理梯田不能容蓄的雨水。梯田规划要尽量集中连片，尽可能一次修完，不能一次修完的要一次规划，之后分期施工。梯田地块沿等高线方向布设，在地形比较复杂、坡面有浅沟处，应“大弯就势，小弯取直”［5］。该模式以基本农田建设和防治水土流失为主，是促进区域陡坡退耕、提高粮食单产、解决粮食自给问题的根本措施，可为农村产业结构调整和各行业的协调发展奠定良好的基础。

3.5 黄土高原丘陵沟壑区水土流失防治优化模式

定西市黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理适宜采用坝系梯田化治理与旱作农业发展相结合的防治模式。该模式以小流域为单元进行综合治理，按沟坡兼治的思路，增加坝系、梯田，布设旱作农业集雨利用设施，突出规模治理，对各项治理措施进行对位配置，大力推广优化梯田、径流林业、集雨节灌等技术，形成以梯田为主体、道路为骨架，造林、种草、集雨节灌、拦蓄工程、粮果草畜全面发展及农业科技增产措施合理配置的防治模式［6］。该模式突出生态环境治理，改善农业基本条件，加强农业基础地位，从单一的治理措施到山水田林路综合治理，从单纯的综合治理到开发治理，走恢复植被、兴修梯田、发展集雨灌溉、引进先进农业技术的旱作生态农业路子，使区域内的生态植被得到恢复、水土流失有效遏制、生态环境质量显著提高，有力保障区域内的生态建设，解决农民温饱，促进农业经济的全面发展。

4 结语

(1)在研究兰州都市圈水土流失规律的基础上，划分了7个水土流失类型区，并以兰州都市圈水土流失规律及防治为研究内容，研究范围涵盖风水复合侵蚀区、黄土高原丘陵沟壑区，研究成果对兰州及周边地区水土流失的防治具有指导价值。

(2)针对兰州都市圈内不同类型区的水土流失特点，提出了“五核+两轴”的水土流失防治技术体系，建立了库(城)区、近郊、远郊不同核心区的优化模式，为减少入黄泥沙、改善兰州及周边地区经济社会环境提供技术支撑。

(3)兰州都市圈研究范围大，研究面宽，区域内小流域较多，不同类型水土流失防治模式的结构与功能不同，小流域的治理应按照各自的特点，结合各区域发展的需要，选取合适的模式，突出重点，在取得更大效益的同时，更好地促进兰州都市圈生态环境的改善和社会经济的发展。

［1］王礼先.水土保持工程学［M］.北京:中国林业出版社，2000:11－12.

［2］任桐.都市圈空间范围界定［D］.长春:东北师范大学，2006:14－15.

［3］陈建荣.兰州市城郊型流域水土流失治理模式研究［J］.中国水土保持，2008(7):29－31.

［4］查轩，唐克丽.水蚀风蚀交错带小流域生态环境综合治理模式研究［J］.自然资源学报，2000，15(1):97 －100.

［5］GB/T 16453.1—2008，水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术［S］.

［6］陈怀东.甘肃定西的水土流失状况及综合治理［J］.中国水土保持科学，2004，2(3):75 －78.