朱生亮,江 波,林 涛
(贵州科学院 贵州省山地资源研究所,贵州 贵阳 550001)
以贵州省为中心的滇、黔、桂、湘、鄂、川、渝地区是全球三大喀斯特集中连片分布区之一,贵州省喀斯特化的碳酸盐岩出露面积近13万 km2,占全省国土面积的73%。地貌属于高原山地,其中92.5%的面积为山地和丘陵。受强烈的喀斯特作用影响,境内山高坡陡,土薄地瘠,生态环境脆弱。贵州省作为长江、珠江两大水系中上游的生态屏障,水土流失问题严重制约了当地社会经济发展,还危及下游地区的生态安全和经济安全。水土流失会引起石漠化等严重生态问题,危及粮食生产、饮水安全等民生问题。
(1)喀斯特地表层调蓄能力下降,易诱发洪涝灾害。贵州属亚热带季风气候区,各地降水较多且集中在夏季,年平均降水量在1100~1300 mm之间,年际间变率较小。贵州岩溶极为发育,碳酸盐岩出露范围广,且地形起伏大,地下管网密集,雨水汇流、下渗、排泄迅速。土壤侵蚀后,地表植被和土壤阻滞雨水作用下降,土壤颗粒被雨水冲刷、淋滤速率加快,土壤涵养水分能力下降,强降雨易汇集成洪流,威胁下游防汛安全。
(2)泥沙淤积河道,影响水利工程防洪能力和运行安全。贵州区内喀斯特分布广泛,地表水系河谷深切,河道狭长,河流落差大,水流湍急。且雨季降水量大,土壤侵蚀强,河流流速快挟沙量大。河流水电站众多,省内仅大中型水库100余座,水坝减缓河流速度,泥沙沉降于库区,河流含沙量下降,并淤积更为平缓的下游河道,使河床抬升消减了水电站的库容和调蓄能力,缩减水利设施使用寿命。
(3)冲刷、淋滤土壤颗粒,离子、元素迁移影响水质。农村大型牲畜饲养量大量减少,农家肥使用量随之缩减,且田间耕作缺少青壮劳动力,化肥、除草剂、农药大量投入使用,且作物秸秆还田水平低,使耕地土壤养分不均衡,部分元素赋存过量,随水土流失进入水体造成富营养化,如贵阳、遵义周边饮水水源均存在不同程度的富营养化。而且,雨水淋滤土地有害元素、离子,使其污染下游河流、水库。
(4)土地石漠化,耕地退化,耕作面积缩减。贵州山地众多,坡度25°以上面积125667 km2,占国土面积71.34%。山间平坝区面积仅有13230 km2,且城镇多集中于此,2018年全省城区面积达6070.44 km2,建成区面积1823.99 km2。因此,农业生产多为坡耕地,致使水土流失、石漠化问题更加严重。据水土流失调查结果,1987年贵州水土流失面积达76670.12 km2,后经治理流失面积不断下降,石漠化面积也在缩减。但是,水土流失造成的耕地石漠化极难恢复,2008~2015年全省共投入42.23亿元治理石漠化7077 km2,其中坡改梯仅0.59 km2,植树育林62.98 km2,培育草地7.2 km2。为减少水土流失,坡耕地需要养护和改良。
(5)耕地质量、抗旱能力下降,加剧地区贫困。贵州山多地少,交通不便,工程性缺水问题突出,耕地质量低下,耕作劳动强度大,农业产出低,致使农村贫困发生率高。养分流失使土壤结构发生变化,耕地将更加贫瘠,土壤失水速度快、抗旱能力差,使肥料、水资源等生产成本投入增加,农业歉收风险提高,进一步加剧农村贫困问题。
2009年后贵州省耕地面积维持在450~460万hm2之间,大部分为坡耕地,处在低中山、丘陵地段,而水田耕作面积仅在70万hm2左右。由于降雨较多,耕作层相对疏松,坡耕地土壤极易受雨水冲刷流失。喀斯特区地下多有岩溶裂隙、管道发育,土壤下垫面缺少隔水层,土壤还会随雨水下渗漏失。坡耕地均存在不同程度的水土流失、漏失。2010~2018年贵州省水土流失面积由55269.40 km2降至48268.16 km2,仍基本涵盖了坡耕地面积。而且,坡耕地水土流失速率影响因素众多,治理难度高,坡耕地水土流失持续发生。
由于建设项目施工使原地表植被、地面组成物质、地形地貌受到扰动和破坏,失去原有固土和防冲刷能力,特别是在建筑物基础开挖和填筑过程中,将使该区域的表土层裸露或形成松散堆积体,产生新的水土流失。但建设项目多在人口稠密的区域,地形相对平缓,水土保持监察力度大,施工防护较规范,按水土保持标准要求可较大限度地保护、恢复地表水土保持功能。近年来,山区农村通组入户路、机耕生产道大幅拓展建设,但施工条件较差,水土保持监管、防护不足,水土流失比较严重,农村交通建设高峰过后水土流失大幅下降。
喀斯特山区地形地貌、地质结构复杂,出露岩石多为沉积岩易风化,岩体破碎,且山多坡陡,雨量非沛,强降雨可诱发山体滑坡、崩塌及泥石流等地质灾害。其造成水土流失的损失远不及地灾的直接危害,一般作为地质灾害加以防范。
贵州的水土流失主要人为活动影响为主,水土流失面积中坡耕地比重大,治理难度大,成效取得缓慢。全省新增建设用地面积从2012年的3.5万hm2,增速逐年放缓,水土流失面积随之缩减,且建设项目可以规范施工减少水土流失。水土流失治理的重心仍将是坡耕地。
1989年实施水土保持治理至2015年,贵州水利部门营造水保林79.38万hm2,封育林132.75万hm2。自2008年开展石漠化综合治理至2015年,贵州封山育林42.72万hm2,防护林7.87万hm2。2006~2015年林业部门封山育林、退耕还林面积49.88万hm2。大面积造林直接减少陡坡农业生产,加之快速恢复植被有利的气候条件,可有效降低水土流失。而作为生态补偿,农户获得补贴保障收入,减少生产投入并摆脱家庭收入对农业生产的依赖,解放劳动力,提升务工增收的机会。并可杜绝毁林开荒等破坏性生产活动。
梯田改造有助于水土保持,但受土壤、水资源条件的制约,拓展区域有限。坡改梯抑制地表雨水冲刷,土层较薄的旱地还会水土漏失,需针对性进行土壤培肥改良,并构筑截流沟、蓄水池等水利设施保障农业用水问题。20余年水利部门实施坡改梯项目面积30.94万hm2,但投入费用较高,而且耕地多数较为贫瘠,农业产出低,需科学规划指导,不可盲目种植经济作物。为增加种植效益需优先提升农业生产条件,重视水肥保障问题。
经果林可提高农户收入,改善农业种植环境,减少农业生产造成的水土流失,在农村扶贫开发、环境整治中,贵州的经果林面积大幅度提升。近年来,农村交通条件不断改善,但农村人居分散,农产品深加工不足,保鲜、保存困难,种植地多数抗旱能力差,季节性干旱问题突出。因此,规划选种时应重视抗旱、保鲜问题,并控制单品种植规模,协调好种植经济效益和环境效益的关系。
种草,一是临时过渡治理措施、提升郁闭度的补充措施,可以快速恢复地表植被;二是绿肥,保护,改良坡耕地土壤资源;三是牧草发展畜牧,虽然投入较高,但可保障土地产出,可避免作物季节性干旱缺水问题,还可实行耕地质量低高效利用。
保土耕作,等高耕作、横向种植和垄作;增加地表覆盖,套种或秸秆覆盖;旱地聚垄绿肥免耕种植,种植藤本经济作物,减少地表扰动。
贵州省农业生产用地多为山地、丘陵,退耕还林需确保耕地面积。退耕还林面积有限且多为坡度较大的山地,余下坡耕地水土流失防治难度大。坡耕地面积大,降雨多,土壤地表流失和地下漏水并存。因此,需要调整耕作方式减少雨季地表扰动,增加地表覆盖以及堡坎等防护措施,综合治理全面减少水土流失。
由于农户家庭收入中农业收入占比逐渐下降,且已丧失作为主要收入来源的地位,农户不再追求扩大耕作面积,提高粮食产量增收,农户基本不存在对环境掠夺性破坏,但对坡耕地的水土流失也不重视。而且,水土流失防治投入大,后续投入乏力。坡耕地的水土流失治理若不能使农户增收,很难有后续资金的投入,会失去长期水土保持的基础,只有水土流失治理带动农户增收才能保障防治效果。
贵州耕地质量差,适宜耕种面积小,全省耕地平均等别为11等至12等,中低产田面积大。而且耕作层较浅,水肥容量小,砂粒比重大,土壤养分含量普遍偏低。大部分坡耕地由于水利流失影响土壤稳定发育和人工熟化过程。重耕轻养,种植方式单一,连作现象较多,耕地产出低,缺乏养护改良。目前,有机肥来源有限施用量少,耕地有机物损失较多,而施用有机肥可增加土壤养分,具有改良土壤理化性状提高土壤保水、保肥能力的效果。因此,坡耕地的水土流失防治需土壤培肥、养护改良补充,水土保持要与土壤养护相结合。