鱼海霞,张佰林,孛永明,张金昌
(定西市水土保持科学研究所,甘肃 定西 743000)
渭源县冯家庄小流域位于渭源县新寨镇冯家庄村,属渭河的一级支流(秦祁河),水土保持区划属青东甘南丘陵蓄水保土区。地貌主要由梁峁、梁坡和沟谷3 大地貌单元组成。项目区多年平均降水量480 mm,多年平均蒸发量980 mm,属北温带半干旱大陆性季风气候,年平均气温5.2℃。土壤主要有黄绵土和红土2 大类,属半干旱草原草场植被类型,天然植被覆盖度在20%左右[1]。人工林树种有杨树、旱柳、沙棘、柠条、山杏、槐树、榆树、梨树等,人工种草主要为紫花苜蓿、红豆草。
项目区总面积8.69 km2,水土流失面积8.41 km2,占项目区总面积的96.7%,现状治理度39.98%,水土流失类型主要为水力侵蚀,多年平均侵蚀模数6 800 t/(km2·a)。项目区辖1 个行政村3 个社,有农户247 户,总人口1 000 人,均为农业人口,农村劳动力600 人,人均基本农田0.18 hm2。2015年底,项目区粮食总产量56.03 万kg,人均粮食产量560 kg,人均纯收入4 444 元。
监测内容主要有蓄水保土、生态效益、经济效益和社会效益。蓄水保土效益主要监测小型拦蓄工程的拦泥量、减蚀量和减沙量等;生态效益主要监测土壤理化性质和林草覆盖度的变化情况;经济效益主要监测项目区措施实施前后的经济变化情况;社会效益主要包括土地利用结构、农业产业结构、种植业结构、土地产出率的变化情况[2]。
利用卡口站监测径流、泥沙量变化;采用侵蚀沟监测新修田间道路的水土流失量。
3.2.1 土壤理化性质 结合典型农户和典型地块,有措施和无措施对比布设监测点进行土样采集,测定土壤理化性质。
3.2.2 林草覆盖度 在典型地块中选有代表性的人工林、人工草地和封禁分别布设样方,监测其郁闭度与盖度。林地郁闭度监测用树冠投影法;灌木林盖度的监测用线段法;草地盖度的监测用针刺法。样方面积要求:乔木林20 m×20 m,灌木林5 m×5 m,草地2 m×2 m。
采用典型农户结合典型地块调查的方法,调查典型农户每年内家庭经营、收支等情况,每年监测典型地块的投入与产出,根据调查数据,估算项目区的经济效益。
根据项目区农户的经济基础(好、中、差)选出典型农户进行社会调查。
4.1.1 渭源县冯家庄卡口站径流泥沙监测 通过安装在冯家庄的自计雨量计,监测出项目区2016年度的侵蚀性降雨量因子数据:降雨历时、降雨强度(见表1)。
表1 项目区降雨情况监测
在渭源项目区冯家庄雍家沟沟口布设卡口站测定径流量和输沙量,从5月份汛期开始到10月份汛期结束,共监测到有效产流降雨1 次。通过监测结果可以看出,项目区平均产沙模数为1 432.9 t/km2(见表2)。
表2 冯家庄小流域2016年逐次洪水径流泥沙测量结果
4.1.2 田间道路侵蚀沟监测 在该流域内选择1条新修的田间道路作为侵蚀沟监测样方,面积为20m2。从表3可以看出,新修道路侵蚀量为1521.96 t/km2,超过该区域允许土壤流失量1 000 t/km2的43.9%以上。因此,新修田间道路要加强管理防护,防止路面侵蚀沟扩大,减少水土流失。监测结果见表3。
表3 侵蚀沟样方侵蚀量监测结果
4.2.1 土壤理化性质监测 从渭源冯家庄流域选取15 个典型农用地地块进行土样采集,其中坡耕地3个,已有梯田6 个,新修梯田6 个。物理性质指标包括土壤含水率;化学性质指标包括土壤碱解氮、土壤速效磷、土壤速效钾、土壤有机质、土壤pH 值。结果汇总详见表4。
表4 渭源冯家庄小流域土壤理化性质监测结果
通过对项目区土壤进行理化分析,项目区新修梯田土壤含水量、土壤碱解氮、土壤速效磷、土壤速效钾、土壤有机质均比坡耕地的高。由此可见,项目实施后改善了土壤的结构,并使土壤的保水保肥能力得以增强,土壤的整体肥力得到提高[2]。
4.2.2 植被覆盖度监测 在冯家庄流域选不同立地条件类型、不同林型,布设定位监测样点共6 个,面积规格为乔木林20 m×20 m,灌木林5 m×5 m,草地2 m×2 m。
4.2.2.1 草地典型样地盖度与生长指标变化情况。通过用针刺法对项目区人工草地样方监测分析,样方盖度平均为76.0%。2年生紫花苜蓿草产量可达1.67 t/hm2。与2015年相比较,盖度干草产量均有所提高。监测结果详见表5。
表5 草地典型样块生长指标与盖度变化监测结果分析
4.2.2.2 典型样地林分郁闭度与生长指标变化分析。通过用树冠投影法和线段法监测,乔木林地的郁闭度为0.14,灌木林地郁闭度为0.1 左右。与2015年相比项目区的乔木林和灌木林的郁闭度均有所提高(见表6)。
表6 郁闭度变化监测结果
该项目区通过营造水保林、撒播草籽,林草措施和管护相结合,林草盖度明显增加。监测结果表明:项目区林草生长状况良好,草地盖度和林地郁闭度均有所提高,林草覆盖率由基期的18.2%增加到21.5%,生态环境得到明显改善。
4.3.1 作物种植结构监测 2016年渭源冯家庄项目区选取的15 户典型农户共有耕地20.83 hm2,粮食作物6.04 hm2,主要是小麦、玉米和马铃薯;经济作物14.79 hm2,主要有中药材和油料作物。由此可见,通过项目的实施,改变了以前以粮食作物为主的种植结构,粮食作物面积有所减少,经济作物面积大幅增加。
4.3.2 农作物典型地块监测结果 在重点监测项目区选取4 块老梯田、3 块新梯田和3 块坡耕地,作物为小麦,对典型地块面积、作物、投入情况、产出情况、年增产情况等进行监测。该项目区内监测的4 户农户老梯田种植小麦0.33 hm2,净收益为3 073.53元,产量为1 212.6 kg;3 户新梯田地块小麦0.19 hm2,净收益为1 653.9 元,产量为656.55 kg;3 户坡地地块小麦0.11hm2,净收益为394.65 元,产量为997.77kg。由此可见,梯田种植农作物的收益明显高于坡耕地,投入少,土地的产出率高。经济效益监测结果详见表7。
表7 渭源冯家庄项目区经济效益监测结果汇总
从表7可以看出,渭源县冯家庄项目区2016年农业人均纯收入为4 610 元,比2015年增加166元,增加3.7%,主要原因是土地种植结构发生了改变,经济作物种植面积增大;梯田种植农作物的收益明显高于坡耕地的收益。因此,本项目的实施不仅增加了农民的收入,改善了农民生活水平,还能够有效促进当地经济发展。
4.4.1 农业基础设施明显改善,促进社会可持续发展 通过建设梯田,不仅可以有效地利用坡面径流减少水土流失,还调整了土地利用结构,从而使基本农田物理、化学性状有所改善,增强抗旱减灾能力,促进社会可持续发展。
4.4.2 农民收入明显增加,生活水平显著提高 通过修建梯田、植树造林、种植中药材、劳务转移等措施的实施,群众收入显著增加,人均消费水平逐步提高,群众生活明显改善,有力地促进了当地经济快速发展,带动农村精神文明建设和社会全面进步,促进人口、资源、环境、社会和经济的可持续发展。
对国家农业综合开发水土保持项目实施效果进行监测,结果表明:项目区的蓄水量和拦泥量效果显著,有效降低了水土流失。由此可见,本项目实施后,该流域内蓄水保土、生态效益、经济效益和社会效益都十分显著。