黄河粗泥沙集中来源区沙棘生态项目减沙效果分析

王俊峰

(黄河上中游管理局，陕西 西安 710021)



黄河粗泥沙集中来源区沙棘生态项目减沙效果分析

王俊峰

(黄河上中游管理局，陕西 西安 710021)

沙棘；减沙效果；粗泥沙集中来源区

自1985年将沙棘作为黄土高原治理的突破口以来，黄河水利委员会在黄河粗泥沙集中来源区北部砒砂岩地区大规模开展了沙棘资源建设工程，并取得显著成效；水利部1998年以来相继在国家立项实施了晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程和晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程，形成了更大规模的治理效益。总结了3个沙棘治理项目的完成情况，分析了其建设效益和减沙效果。3个项目在粗泥沙集中来源区累计保存沙棘面积22.679万hm2，平均每年减沙2 414.6万t。

黄河粗泥沙集中来源区总面积1.88万km2，主要分布在黄河中游右岸皇甫川、清水川、孤山川、窟野河、秃尾河、佳芦河、无定河、清涧河、延河等9条主要支流流域，涉及陕西和内蒙古两省区的府谷、神木、榆阳、佳县、米脂、绥德、子洲、横山、靖边、清涧、安塞、子长、达拉特、伊金霍洛、准格尔等15个县旗。据统计，黄河粗泥沙集中来源区已完工的重大工程建设项目有沙棘资源建设工程(黄河水利委员会，1985—2000年)、晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程(水利部沙棘开发管理中心，1998—2010年)、晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程(水利部沙棘开发管理中心，2008—2012年)。

1　项目概况及工程完成情况

1.1沙棘资源建设工程

砒砂岩地区气候干旱，自然植被稀疏，裸露砒砂岩区植被覆盖度多在5%以下，生态环境极端脆弱，是黄土高原剧烈侵蚀中心和粗泥沙主要来源区，极难治理。从1985年开始，黄河水利委员会沙棘资源建设领导小组办公室在内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗砒砂岩裸露区组织进行沙棘种植试验3年，取得了成功，1988年后在东胜区、伊金霍洛旗、达拉特旗砒砂岩地区进行了试种推广试验，证明种植沙棘是治理砒砂岩区水土流失的有效措施。1990—1992年黄委沙棘资源建设领导小组办公室在内蒙古砒砂岩地区进行了不同立地条件沙棘种植效果试验和支毛沟种植推广试验，获得了宝贵的经验，证明利用沙棘治理砒砂岩区水土流失投资少、减沙效果好，是治理这一区域“地球环境癌症”的良方。1993年以后，黄委在内蒙古砒砂岩地区的准格尔旗、伊金霍洛旗、达拉特旗、东胜区、杭锦旗等5个旗区开展了沙棘治理砒砂岩工程，1995年针对水土流失最严重、立地条件最恶劣的沟壑地带，在准格尔旗实施了沙棘治理砒砂岩千条沟工程，大面积沙棘治理砒砂岩取得了突破性进展，引起了国内外的关注，水利部召开现场观摩会进行了总结推广。截至2000年，内蒙古砒砂岩地区中央累计下达专项投资2 000多万元，沙棘累计种植面积5.333万hm2，保存3.333万hm2。

经核实，1985—2000年沙棘治理内蒙古砒砂岩工程在黄河粗泥沙集中来源区的内蒙古准格尔旗、伊金霍洛旗种植沙棘3.112万hm2，保存1.945万hm2。

1.2晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程

项目实施范围选定在晋陕蒙接壤区，位于黄河多沙粗沙产沙区，总面积3.2万km2，水土流失面积3万km2，包括12个县旗，即内蒙古自治区的准格尔旗、东胜区、达拉特旗、伊金霍洛旗、杭锦旗，山西省的偏关、五寨、河曲、神池，陕西省的府谷、榆林、绥德、神木。工程建设总规模2万km2，工程建设总投资24.5亿元，治理期为13年(1998—2010年)，项目终期目标达到治理小流域1 600条(平均一条20 km2)，年减少入黄泥沙1.7亿t。建设单位为水利部沙棘开发管理中心。

根据项目中期检查成果，截至2007年度，项目总投资47 602万元，其中国家投资27 000万元。根据由水利部批复的《项目年度计划实施方案》，批复的历年累计任务为25.667万hm2，项目实际完成28.433万hm2，累计完成计划任务的111%。

经核实，1998—2007年晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程在黄河粗泥沙集中来源区的内蒙古准格尔旗、伊金霍洛旗和陕西省府谷县、神木县、榆阳区、绥德县累计种植沙棘16.576万hm2，若按70%保存率计算，则沙棘保存面积为11.603万hm2。

1.3晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程

项目实施区窟野河流域地处黄土高原、鄂尔多斯高原、毛乌素沙地交界地段，是黄河粗泥沙的核心来源区之一，总面积8 706 km2，水土流失面积8 245 km2，涉及内蒙古鄂尔多斯市的东胜区、伊金霍洛旗、准格尔旗和陕西省榆林市的府谷县、神木县共计5个县旗区。工程建设规模1 450 km2，工程建设总投资2.04亿元(不含群众投劳和产业配套)，治理期5年(2008—2012年)，项目终期目标新增林草覆盖率16.7百分点，新增拦沙能力1 500多万t，并促进项目区农民增收。建设单位为水利部沙棘开发管理中心。

截至2012年底，项目总投资32 461万元，其中国家投资20 418万元、群众投劳投资12 043万元；项目区治理面积已达到1 455.51 km2。

经核实，2008—2012年晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程在黄河粗泥沙集中来源区的内蒙古准格尔旗、伊金霍洛旗和陕西省府谷县、神木县累计种植沙棘13.044万hm2，若按70%保存率计算，则沙棘保存面积为9.131万hm2。

2　项目建设效益

2.1沙棘资源建设工程

2.1.1总结推广了沙棘治理砒砂岩技术

砒砂岩区自然条件恶劣，治理难度极大，新中国成立以来，为了治理这一地区的水土流失，地方政府投入了大量的人力、物力和财力，采用过多种树种、牧草进行试验，但效果都不理想。沙棘治理砒砂岩试验的成功具有划时代的意义，由此总结的治理砒砂岩技术体系和大面积推广的治理实践经验为全面根治黄土高原水土流失最难治理区域提供了治理理论和治理方法。

2.1.2减少了入黄泥沙

试验观测数据说明：在条件适宜的情况下，种植2年后沙棘树高可达1.5 m；一般条件下，种植3～4年后沙棘树高达1.8～2.5 m，基本郁闭成林。由于地面植被增加，地下根系发达，兼之枯枝落叶缓冲，因此降低了雨水对地面的冲击强度，提高了土壤的入渗能力，减轻了土壤的沟蚀程度，沟道种植沙棘5年淤积泥沙厚度可达1 m以上，平均每公顷沙棘成林每年拦泥117.45 t，整个砒砂岩区沙棘保存面积3.333万hm2，平均每年减沙391.5万t，其中地处黄河粗泥沙集中来源区的内蒙古准格尔旗、伊金霍洛旗沙棘保存面积1.945万hm2，平均每年减沙228.4万t。据1997—1998年实地调查，部分郁闭度70%以上的沟道在大暴雨情况下，沟口基本没有泥沙输出。

2.1.3改善了生态环境

种植沙棘以后，项目区内生态环境发生了明显变化，原来寸草不生的砒砂岩上长出了茂密的沙棘灌丛，并且植物种类和多度显著增加。随着沙棘林木的生长，木本、草本植物错落相伴、共同发展的局面开始形成，天然植被全面恢复，生态环境得到改善。

2.2晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程

2.2.1减沙效果明显

该项目治理规模累计达到2 843 km2，占治理前水土流失面积18 770 km2的15%。初步测算，该项目1998—2007年种植的沙棘林平均每年减沙2 846万t，若其中粗沙量以80%计，则平均每年减少粗泥沙2 277万t。

2.2.2生态环境有较大改善

项目区内生态环境发生了明显变化，狐狸、野兔、山鸡、蛇类等野生动物开始出没。由于沙棘根系发达，且具有固氮作用，因而土壤肥力随之增强。监测研究表明，与背景土样相比较，项目实施以来(沙棘生长期5年)土壤全氮增加0.09 g/kg，增长幅度为74.17%；土壤有机质由种植前的0.82 g/kg增加到2.21 g/kg，增长了169.51%。

2.2.3减灾效益显著

沙棘生态工程抑制砒砂岩地区的粗沙下泄，从长远看可以起到延长下游万家寨等水库使用年限的作用，且可节省防洪、清淤及下游河道整治费用，其减灾的间接效益难以计算。2002年，鄂尔多斯市最北端的达拉特旗遭遇百年不遇的大洪水，项目区内24 h降雨量高达128 mm，却没有形成灾害；与之相对应的是，同一时间24 h降雨量仅为60 mm的非项目区却严重成灾，洪水几乎摧毁了新中国成立以来所建设的全部水利工程设施。在流动和半流动沙漠区，种植沙棘产生的防风固沙作用，减少了风沙成灾的几率。截至2006年，沙棘工程建设使地处毛乌素沙漠南缘的陕西省榆林市榆阳区几百公顷流动沙丘得到固定和半固定。

2.2.4经济效益可观

沙棘是优良的经济树种，其果实、叶片乃至枝条均有经济价值，可为种植者带来较丰厚的经济收入。项目区农民除种植、管护收入外还有采叶摘果收入，一大批农户靠种植沙棘和采叶收果实现了脱贫致富，为当地农业发展、农村致富、农民增收奠定了基础。

2.2.5社会效益显著

项目实施后整修、新建了大量的生产道路，增强了农村基础设施；通过合同关系种植沙棘，为农村经济发展、农民增收创造了新的途径，一般村子户均年收入在300～1 200元，最高村户均年收入达到2 100元，促进了项目区农村的社会进步。

2.3晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程

2.3.1减沙效益十分明显

根据项目监测结果，项目区小流域种植沙棘以后，沟底形成沙棘植物拦沙坝，沟坡形成沙棘植物防蚀网，沟头沟沿形成沙棘植物防护篱，河岸形成沙棘植物防护坝，沙地形成沙棘防风固沙林，综合防护体系提高了砒砂岩地区的防洪抗旱能力，小流域沙棘林减沙率高达86%。经观测计算，本项目每年减少入黄泥沙1 598.9万t，其中80%是粒径大于0.05 mm的粗泥沙。

2.3.2生态效益非常显著

窟野河流域生态环境得到显著改善，流域新增林草覆盖率16.7百分点，大面积沟壑区和风沙区由寸草不生的恶劣地貌变成生物多样性丰富的沙棘林地，调节了项目区小气候，有效防治了土壤沙化。

2.3.3经济效益非常可观

项目区已经有一大批农户靠种植沙棘采收果叶实现了脱贫致富。沙棘种植4年后开始挂果，据调查，冬季农闲时节，农民采摘沙棘果实每人每天收入100多元。据计算，项目区沙棘生态林平均每年生产带枝沙棘果750 kg/hm2,带枝沙棘果收购价格1.4元/kg,项目区沙棘林仅采果一项，农民每年增收12 678万元，人均增收450元。

2.3.4社会效益十分突出

沙棘主要种植区都是没有植被、难以利用的土地，土地评价等级为难以利用地，沙棘种植后改良了土壤、增加了植被，形成了利用价值高的沙棘林，土地利用率显著提高。沙棘资源开发利用在当地形成了可持续发展的产业，加快了当地群众脱贫致富奔小康的步伐，促进了农村经济的发展，提高了农民整体素质，带动了农村文化教育、医疗卫生等事业的发展。

3　沙棘投资项目减沙作用研究

3.12007年前后重点支流泥沙变化情况分析

黄河粗泥沙集中来源区已完工的3个沙棘重大工程建设项目全部在窟野河、皇甫川流域，分析窟野河、皇甫川流域水沙变化情况，可以了解沙棘投资项目的减沙作用。

根据窟野河、皇甫川把口站实测来沙量(表1)分析，各时段实测来沙量与1954—1969年系列比较，1954—2007年系列来沙量减少28.7%，1954—2013年系列来沙量减少35.6%；与1954—2007年系列比较，1954—2013年系列来沙量减少9.6%；与1954—2007年系列比较，2008—2013年系列来沙量减少95.8%。

表1　窟野河、皇甫川把口站实测来沙量　万t/a

以上分析说明，2008年以来，窟野河流域、皇甫川流域来沙量显著减少，而且两条流域变化规律显示出完全一致的特点。

3.2沙棘投资治理项目减沙作用分析

窟野河和皇甫川来沙减少状况受到降雨和下垫面两个主要因素影响。

3.2.1降水因素的影响

降水因素主要是暴雨，包括雨强、雨量等。拦沙工程项目区典型雨量站实测40年以上降雨数据显示，该区域出现的大暴雨主要发生在1995年以前，此后没有发生过同等及其以上强度的大暴雨，可以说由于降雨强度减少，直接减少了窟野河和皇甫川的来沙量。

3.2.2下垫面因素的影响

窟野河和皇甫川流域下垫面变化情况受多方面因素的影响，已完工的3个沙棘投资治理项目就是其中的一个方面。1985—2000年内蒙古砒砂岩地区沙棘资源建设工程在拦沙工程项目区的内蒙古准格尔旗、伊金霍洛旗种植沙棘保存面积1.945万hm2，平均每年减沙228.4万t。1998—2007年晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程在拦沙工程项目区的内蒙古准格尔旗、伊金霍洛旗和陕西省府谷县、神木县、榆阳区、绥德县种植沙棘保存面积11.603万hm2，平均每年减沙1 021.1万t。2008—2012年晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程在拦沙工程项目区的内蒙古准格尔旗、伊金霍洛旗和陕西省府谷县、神木县种植沙棘保存面积9.131万hm2，平均每年减沙1 165.1万t。

3.3沙棘投资项目的影响和作用

1985年以来实施的内蒙古砒砂岩地区沙棘资源建设工程、晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程、晋陕蒙砒砂岩区窟野河流域生态减沙工程在治理砒砂岩区水土流失、减少入黄泥沙、改善区域生态环境、促进农民增收等方面都取得了可喜的成绩，在拦沙工程项目区有关县旗累计保存沙棘面积22.679万hm2，大部分属于窟野河和皇甫川流域，年均减沙2 414.6万t，对窟野河和皇甫川流域来沙量的逐年减少发挥了重大作用。

(责任编辑徐素霞)

S157.433;S793.5

B

1000-0941(2016)09-0086-03

王俊峰(1965—)，男，陕西扶风县人，高级工程师，主要从事水土保持与项目管理工作。

2016-07-21