赵巨仁
(山西水投汾河水务有限公司)
柏井小流域位于平定县东约17 km 的柏井镇境内,地理位置介于东经113°43′19″~113°52′30″,北纬37°47′30″~37°52′30″之间,流域南北长10 km,东西宽16 km,总土地面积8177 hm2,水土流失面积6 497 hm2。涉及15 个行政村,共4 565 户、16 206人,总劳动力7 500 人。人口密度179 人/km2,人均耕地1.3 亩,2017年群众人均纯收入6 700 元。
柏井小流域属于海河流域,地貌以山地和丘陵为主,最高海拔高程1 062 m,最低海拔高程568 m,相对高差494 m。流域内地势高低不平,沟壑纵横,沟谷相连,土层浅薄。地表植被主要由农作物、人工乔木林、原始灌木林和草本类植物构成;农作物主要以玉米、谷子、豆类为主;防护林树种有油松和侧柏等树种,油松主要分布于山区的阴坡、半阴坡,侧柏主要分布于山区的阳坡、半阳坡;天然灌木林主要有荆条、山皂角、黄刺玫等;草本植被主要有白羊草、黄背草、蒿草等,以自然生长为主。土壤大多为石灰岩质山地褐土,有机质含量0.8%~1.0%,全氮含量0.065%~0.072%。小流域属暖温带半湿润气候区,四季分明,昼夜温差大,雨水偏少,干旱多风,全年平均气温10.1℃,年均日照时数2 786 h,多年平均降水量600 mm,年最大降水量918 mm,年最小降水量184.50 mm,降水时空分布不均,年际变化较大,75%的降水集中在6~9月份,多年平均蒸发量为1 624.3 mm,无霜期150 d。
近年来,由于水资源短缺、水土流失严重,造成小流域生态环境持续恶化,是制约当地经济与社会可持续发展的重要因素。项目的实施可改善当地的生态环境,促进社会经济的快速发展,改善群众的生产生活条件。
图1 平定县柏井小流域水土保持项目位置图
项目区土壤侵蚀以水力侵蚀为主,水土流失面积为6 497 hm2,占总土地面积的79.4%,其中轻度侵蚀1 539.02 hm2,占水土流失面积的23.7%,主要分布在沟坪地、梯田及灌木林内;中度侵蚀4 337.83 hm2,占水土流失面积的66.8%,主要分布在坡度较陡的其他草地中;强度侵蚀616.91 hm2,占水土流失面积的9.5%,主要分布在沟蚀和重力侵蚀严重的坡地及大于35°的其他草地内。
水土流失具有极大的危害性。经调查,流域内陡坡耕地的土壤流失量远大于成土速率,每吨流失的表土中含氮0.7 kg、含钾21.7 kg,大大降低了土壤肥力。严重的水土流失造成流域生态环境恶化,进一步加剧了水、旱等自然灾害的发生,使农林业生产的自然条件变得更加恶劣,导致粮食产量低而不稳,群众生活困难,制约当地经济可持续发展,阻碍了乡村振兴和社会主义新农村建设。
截止目前,项目区已治理水土流失面积1 677hm2,其中,灌木林1 390.93 hm2,现状治理度25.77%,现状林草覆盖率为17.02%。这些治理成果对控制水土流失,改善生态环境,改变生活条件,提高群众的生活水平起到了一定作用。存在的主要问题是水保综合治理项目覆盖的范围非常有限,且区域内耕地多为坡耕地,治理任务艰巨,资金严重不足,致使治理进度缓慢,水土流失面积仍然很大;项目区灌溉水源问题突出,现有经济林严重缺水,需要布设雨水集蓄工程来满足经济林灌溉用水。
根据区域内自然和社会经济条件以及当前的生产技术水平,坚持实事求是、因地制宜、统筹兼顾、综合治理的原则,坚持山、水、林、田、路相结合,坡面治理与沟道治理相结合,工程措施与生物措施相结合,人工治理与自然植被恢复相结合,生态、经济、社会三大效益相结合。在经济林地块附近修建蓄水池、充分利用小泉小水;在已经硬化的道路两旁修建小型蓄水池,解决村民灌溉用水;合理布置水土保持措施,在土层较厚的缓坡地带,可以种植核桃林,以达到提高经济效益的目的;在其他草地上,以营造水保林为主,以达到扼制水土流失的目的;在不具备水保林治理条件的疏林地和羊群易进入的其他草地,采取封山育林措施,以达到生态自我修复的目的;为方便施工、材料运输,可修建田间道路,形成水土保持综合防治体系。
总体布置的原则是:(1)应以小流域为单元,以控制水土流失为重点,山、水、林、田、路综合治理,布置上做到集中连片,规模治理;(2)预防保护和治理措施并重,各项防治措施的布局应做到因地制宜、因害布设;(3)各项措施应与当地自然景观相协调,体现人与自然和谐和生态恢复优先原则;(4)实施林草建设和封山育林,迅速绿化流域,适应当前社会经济的发展需要;(5)立足当地实际情况,治坡为主,兼顾治沟,坡面实施生物措施,充分发挥水土保持综合效益。
项目区新增综合治理面积4 100 hm2,其中:修建田间道路5.6 km;修建蓄水池19 座,配套沉砂池17 座;栽植经济林40 hm2,其中,苹果20 hm2,核桃10 hm2,板栗10 hm2;布置水保林303 hm2,其中,侧柏73 hm2,连翘230 hm2;封禁治理措施3 757 hm2。
(1)修建蓄水池。为了解决经济林和农作物的灌溉用水,设计在桥头村新建1 000 m3的钢筋混凝土方形蓄水池1 座;在柏井村新建500 m3钢筋混凝土圆形蓄水池1 座、200 m3蓄水池2 座、150 m3的蓄水池1 座;在袁家峪村新建一座150 m3的蓄水池。根据径流量、集雨场地和需水量三者统一的原则,在易集流且地质、地形条件许可的地方布置50 m3蓄水池13 座。
(2)布置水保林。按照全面规划,综合治理,因地制宜、集中连片的原则,在坡度较陡的其他草地上布置水保林,面积为303 hm2。由于该流域气温偏低,为适应树种成长以及当地的种植习惯,选择侧柏、连翘两种树种。侧柏布置在半阴坡上,实施面积为73 hm2,侧柏的株行距为2 m× 3 m,造林密度为1 667 株/hm2,侧柏苗木规格为带土球苗,苗高0.80 m。连翘布置在其他草地上,实施面积为234 hm2,连翘的株行距为1.5 m×2 m,造林密度为3333 株/hm2,连翘为2年生容器苗。整地措施选用鱼鳞坑方式,侧柏采用大型鱼鳞坑整地方式,大坑长径100 cm、短径60 cm、坑深60 cm。连翘宜采用小型鱼鳞坑方式进行整地,坑长径0.8 m、短径0.4 m、坑深0.5 m。定期检查树木生长情况,加强病虫害防治。
(3)种植经济林。在向阳、土层较厚、交通便利的梯田地块可栽植经济林,面积为40 hm2。选择当地有发展优势产业的苹果、核桃和板栗,以便形成产业优势和规模优势。苗木规格均采用3年生嫁接苗,苹果选用红富士等品种,核桃选用辽核1 号等早熟品种。整地措施选用穴状整地方式,规格为穴径60 cm、坑深60 cm。栽植季节为夏、秋季,单株栽植,栽时将苗木扶正,填土踏实,浇水,树盘覆膜。苹果、核桃栽植的株行距为3 m×4 m,栽植密度为833 株/hm2;板栗栽植的株行距为2 m×3 m;栽植密度为1 667 株/hm2。幼林抚育管护主要是修剪、松土除草、施肥、防寒等措施。管理应做到及时灌水、追肥、松土除草、补栽,防治病、虫、兽害,防止人为破坏。
(4)封禁治理。封禁主要分布在少量的土石山区、其他草地和沟壑陡坡地带,以实现生态的自我修复,达到防风固土,涵养水源,调节气候,提高林草覆盖度,减少水土流失的目的。封禁治理面积3 757 hm2,在沟口、路口、路旁等人行便利地段可设置封禁围栏。
(5)田间道路建设。在林草措施的水保林、经济林和坡梯田,共布设9 条道路,总长5.6 km,以方便施工和生产。根据机械施工要求,路面宽度为4 m。
项目实施可新增治理面积4 100 hm2,治理度由原来的25.83%提高到79.90%,林草覆盖度由原来的17.02%增加到21.29%,可减少土壤侵蚀3.83 万t/年,可蓄水61.40 万m3/年。项目实施可以有效地降低风速,减少沙尘,净化空气,调节小气候,生态环境也将会有明显改善。通过保土耕作、营造水保林和经济林,提高土壤的抗旱能力,土壤结构和肥力也得到了改善。项目实施农业结构得到了合理调整,产业结构也有了较大的变化,农业生产由单一型、粗放型向精细型和集约化方向发展,农业劳动生产率得到了提高,最终改善了群众的生产和生活条件。