绥德站建站70年对水土保持试验研究的启示及未来研究方向分析

2022-12-28 13:38党维勤李小兵郝鲁东刘姗姗田金梅
中国水土保持 2022年10期
关键词:淤地坝绥德黄土高原

党维勤,李小兵,郝鲁东,刘姗姗,田金梅

[1.黄河水土保持绥德治理监督局(黄河水利委员会 绥德水土保持科学试验站),陕西 榆林 719000;2.黄土高原水土保持与生态修复国家林业和草原局重点实验室,陕西 榆林 719000]

黄河水利委员会绥德水土保持科学试验站(以下简称“绥德站”)于1952年成立,其70年试验研究历史是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程,在水土流失规律、水土保持措施、水土流失综合治理等方面的探索都取得了许多非凡成就和成功经验,同时也经受了不少挫折和考验。当前科技日新月异,但水土保持科学研究相对于社会经济发展仍较为落后,因此作为黄土高原地区的水土保持试验研究单位,要按照黄河水利委员会(以下简称“黄委”)党组要求的“把自己的大旗扛起来,立足主责主业,擦亮科学研究的牌子”,认真学习绥德站历史,继承和发扬水土保持科学研究的传统和优良作风,提高水土保持业务能力,深入开展水土流失规律、措施配置、综合治理等方面的试验研究,科学回答如何实现黄河流域生态保护和高质量发展的时代命题,通古今之变化,发思想之先声,汲取70年的历史智慧,为黄土高原水土保持工作开展发挥引领作用。

1 非凡70年

根据绥德站发展历程看,大致可分为5个时期,分别为快速发展期(1952—1959年)、相对低潮期(1960—1977年)、繁荣发展期(1978—1989年)、再次进入低迷期(1990—1999年)、高质量发展期(2000年以来)。

1.1 快速发展期

1952年9月,黄委根据中央批示精神,在陕西省绥德县建立了绥德站。绥德站成立之初就在韭园沟积极组织、指导开展群众性农田水利工程建设和水土保持工作,拉开了黄土丘陵沟壑区水土流失治理与试验示范和推广工作的序幕。1953年确定了辛店沟作为农林牧坡地综合试验场,开展了坡耕地修筑地埂、林草引种、草田轮作、水保耕作、柠条刺槐绿化、淤地坝等试验,提出了“结合生产、因地制宜、综合治理”的黄土高原治理方针,取得了很多先进经验。之后,指导了横山县木坪圈、榆林县青草沟、佳县韭菜沟、子洲县王家墕、米脂榆林沟、清涧县老舍沟等多条示范小流域治理工作。这个时期是绥德站水土保持试验研究和示范推广快速发展的一个阶段。

1.2 相对低潮期

1960年绥德站响应中央号召,精简机构,人员下放,撤销子洲县岔巴沟治理组。1966年撤销靖边和神木分站,试验研究工作均被停止。1969年3月辛店试验场下放绥德县管理,4月绥德站下放榆林地区,并改名榆林地区水土保持站。1970年3月,28名技术干部调离并下放周边各县,韭园沟等观测站均停止观测。这一阶段社会经济整体低迷,在这一艰难的岁月中,绥德站科研人员仍然矢志不渝,没有放弃国家赋予职责,努力坚持开展相关试验研究工作,并积极参与了榆林地区飞播造林工作。1973年3月恢复韭园沟观测,开展了水力冲填筑坝技术研究。1975年开展了坝地盐碱化治理,同年开展了梯田喷灌试验。1976年开展了不同肥料的施肥增产试验。期间,编辑印刷了《小型水库水文水利计算》《水平梯田》《引水拉沙修渠》《引洪漫地》等水保读物。

1.3 繁荣发展期

1978年8月1日,绥德站重归黄委领导,同时回收辛店试验场,大部分下放科技人员归队;确定了子洲岔巴沟为治理重点,开展机修梯田研究工作;恢复韭园沟治理组并进行重新规划,修复了1977年洪水冲毁的3座大型淤地坝;恢复了试验场的生物研究工作。1981年联合国教科文组织考察了韭园沟和辛店沟。1984年绥德站主持召开了陕北地区淤地坝布设利用经验交流会,同年召开了沙打旺引种试验示范成果鉴定会议。之后,开展了航空遥感“三沟一场”水土流失普查工作;承担了窟野河、秃尾河、孤山川等3条河治沟骨干工程规划工作。1988年承担了“无定河流域治沟骨干工程决策支持系统研究”“黄丘一副区小流域综合治理模式研究”等黄河水土保持基金课题。随着党的十一届三中全会和全国科学大会的召开,绥德站广大科技工作者的工作热情得到充分释放,他们以只争朝夕的工作精神全身心投入水土保持试验研究工作中,水保科研呈现出一派繁荣景象。

1.4 再次进入低迷期

20世纪90年代,国家科技体制调整,绥德站未被纳入科研机构名录,科研项目申请渠道不畅,科研经费严重不足,加之下属的硅铁厂建设等多种经营工作大额亏损,经济困难,造成部分技术干部下岗分流,或自谋出路,或到试验场地参加生产劳动。但绥德站仍然开展着水土保持科研工作,1990年承担了“晋陕蒙接壤地区新的水土流失及防治的研究”“砒砂岩分布区水土流失防治措施研究”,并参与了黄土高原水土保持世界银行贷款项目实施;1995年2个黄河基金项目相继立项。之后承担了“红枣优质丰产示范基地建设及推广”“适生饲草生产与加工利用研究”“中心苗圃建设”等3项世界银行贷款项目;1997年4月乔木林课题立项、国家“948”项目立项;1999年,“韭园沟示范区工程关键技术与综合防治措施研究”“韭园沟示范区工程管理模式研究”“韭园沟示范区综合效益监测评价”3个课题立项。虽然这一时期在岗技术干部及职工的工资待遇不能得到完全保障,但他们坚持推进科研工作,努力完成承担的各项科研工作任务。

1.5 高质量发展期

2000年4月,经黄委党组批复,调整了绥德站的工作职能,在试验站的基础上成立了黄河水土保持绥德治理监督局,两块牌子,一套机构。2003年成立了水政监察(水保监督)大队和黄河水土保持生态环境监测榆林分中心,赋予了机构水土保持预防监督、水政水资源管理、水土流失动态监测和生态工程建设等新职能。2001年,“黄河水土保持生态工程韭园沟示范区建设”项目正式上马,中央投资2 900万元。2002年黄委“十五”重点科研课题坝系安全评价立项;世界银行二期项目小流域坝系监测方法及评价系统研究立项。2005年,科技部农业科技成果转化项目立项。“辛店沟科技示范园建设”项目正式立项,总投资326万元。2009年,全国水土流失动态监测与公告项目启动。2014年,缓德站正式搬迁榆林。2015年,辛店沟水保示范园项目再次启动。2017年,开展水利部和黄委的帮扶工作。“7·26”暴雨后,及时启动暴雨调研工作;黄土丘陵沟壑区“近自然”坡面整治水土保持关键技术示范推广课题上马。2018年专项参加“流域泥沙动力学过程的特征尺度与气象水文数据的降尺度方法”“治沟造地水土资源高效利用及管理技术”等2项“十三五”国家重点研发计划项目;陕西省水利厅投入近2 000万元资金用于辛店沟示范园建设;陈祖煜院士课题落地辛店沟;国家林草局重点实验室落地绥德站。2019年“准格尔矿区评价与研究项目”启动;承担陕西省发改委“黄河流域水沙调节机制”课题。2021年成功申报陕西省林业局科研项目,辛店沟国家水土保持科技示范园获批。为适应生态文明建设需要,党的十八大以来,绥德站以习近平生态文明思想、习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话为指引,坚持新发展理念,及时调整工作和研究方向,创新工作思路,继续发挥科研引领支撑作用。

2 取得成就和成果

2.1 科研成果

70年来,绥德站坚持以水土保持试验研究为中心,在水土流失规律、不同类型区小流域综合治理模式、水土保持治理措施、淤地坝旱作梯田及其效益、水力冲填筑坝技术等方面开展了600多个专题的试验研究,取得130多项科研成果,其中国家级科研成果6项、省(部)级科研成果40项。先后撰写水保科技论文、报告1 600多篇,公开发表论文800多篇,参加国际国内水土保持学术交流会共计交流论文470多篇。出版专著《黄河水土保持生态工程韭园沟示范区建设理论与实践》《黄河水土保持生态工程辛店沟科技示范园建设与评价》《黄土高原小流域坝系监测方法及评价系统研究》《黄土丘陵沟壑区第一副区小流域坝系建设理论与实践》《淤地坝试验研究与实践》《黄土高原小流域坝系评价理论及其实证研究》等14部,汇编成果集5册。这些重大成果为黄丘一副区乃至整个黄土高原的治理与开发提供了成熟的技术和成功模式,在水土保持治理实践中得到了广泛推广和应用,取得了显著的经济、社会和生态效益,为我国水土保持事业的发展,及黄河流域的生态保护与开发做出了重要贡献。

2.2 单位成就

绥德站2次被国务院授予“全国水土保持先进单位”称号,先后被陕西省、黄委、榆林市授予“文明单位”“治黄先进集体”“文明建设示范窗口单位”“为榆林经济和社会发展做出显著成绩单位”“黄河先锋党支部”和“示范性先进班组”等多种荣誉称号。

2.3 科研平台

目前,绥德站已挂牌成为水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验室、水利部水土保持生态工程技术研究中心野外观测试验基地、黄土高原水土保持与生态修复国家林草局重点实验室、清华大学黄丘一副区科研教学基地、北京师范大学黄土高原教学实验基地、南京师范大学黄土高原科研教学基地、西北农林科技大学黄丘一副区科研教学基地、西安理工大学黄丘一副区科研教学基地、榆林市专家工作站、榆林学院实践教学基地等,建立了长期的学术交流、合作关系,开创了水土保持科研资源共享、优势互补、互利双赢的新局面。

3 水土保持试验研究的经验和启示

回顾绥德站70年的风雨历程,可以总结出以下经验和启示。

3.1 与祖国建设和发展同呼吸共命运,开展水土流失规律和水土保持试验研究工作

绥德站70年来的发展历程,无不与国家的建设和发展息息相关。如在20世纪50年代,新中国成立初期,经济社会发展全力支撑黄河治理,国家战略就是“要把黄河的事情办好”,水土保持工作随之迅猛发展;20世纪60年代国家经济发展出现低潮,水土保持科研工作也在低迷中挣扎。因此,当前绥德站应抓住黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略机遇,开足马力,下足功夫,切实抓好主责主业,全力开展黄河中游地区的水土流失规律和水土保持科学研究工作。

3.2 服务于当地经济社会发展,顺应乡村振兴战略实施

水土保持试验研究工作只有助力当地生产建设,提高当地群众生产和生活水平,真正服务于经济社会发展,才能得到地方和当地群众的支持和拥护,其成果才能顺利得到大面积推广,获得最大的生态、经济和社会效益。如在20世纪50—60年代,通过治理韭园沟和高西沟等多条小流域获得增地增粮、抗旱保收的效益,仅韭园沟平均单产比建淤地坝前提高了4倍以上,获得了地方部门的大力支持,小流域治理试点工作得以顺利开展和推进。当前应结合乡村振兴,把“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”当作水土保持工作的重要目标,贴近人民、发动人民、满足人民,以赢得人民支持。黄土高原水土保持科研的方向,应长期坚持基层,做出既有利于水土保持生态建设,又有利于经济社会发展的良好成果。

3.3 必须开展协同攻关,才能获得高层次研究成果

从绥德站70年历史经验看,取得的每一项重大成果,都是通过协同攻关所取得的。如综合治理、机修梯田、水坠坝修筑、飞机播种林草、早熟沙打旺引种等国家级重大科研成果的取得,无一不是与多家单位合作的结果。因此,绥德站应主动联合水土保持和生态建设相关科研院校和单位,进行深度融合,构建联合科研团队,共同申报“十四五”国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、黄河水科学研究联合基金项目等重大的科研项目,为高水平科研成果的产生奠定基础。

3.4 深入一线,坚持把论文写在祖国的大地上

回顾绥德站70年的发展,所有成就的取得都源于牢记强国兴邦的使命,扎根基层、深入一线,静下心来思考什么才是国家需要的水土保持科研问题。淳朴如土的水土保持科研先驱们引领着一代又一代水保人沉下心搞研究,单位始终具有一片水土保持的沃土。当前,绥德站更需要传承多年的科研精神,年轻水保工作者一定要把论文写在祖国大地上,将野外作为科研主阵地,深入到水土保持生产一线去实践,在课题设计中规避空洞理论、盲目科研问题的出现,真正做到产、学、研一体。唯有这样,取得的科研成果才能真正落地生根。同时,牢记习近平总书记的殷殷嘱托:要科学分析当前黄河流域生态保护和高质量发展形势,把握好推动黄河流域生态保护和高质量发展的重大问题,咬定目标、脚踏实地,埋头苦干、久久为功,确保‘十四五’时期黄河流域生态保护和高质量发展取得明显成效,为黄河永远造福中华民族而不懈奋斗。

4 未来试验研究范畴和方向

绥德站的建站初衷是研究黄土丘陵沟壑区第一副区水土流失规律、探索小流域水土保持措施的综合配置模式。这与习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话中明确指出的“黄河水少沙多、水沙关系不协调,是黄河复杂难治的症结所在。必须紧紧抓住水沙关系调节这个‘牛鼻子’”“水土保持不是简单挖几个坑种几棵树,黄土高原降雨量少,能不能种树,种什么树合适,要搞清楚再干。有条件的地方要大力建设旱作梯田、淤地坝等,有的地方则要以自然恢复为主,减少人为干扰,逐步改善局部小气候”不谋而合。因此,应充分利用当前已组建的科研团队和技术力量,聚焦水土流失规律、效益分析和治理措施、体系等核心方向,深入开展技术攻关。

4.1 深入开展水土流失规律研究

随着黄土高原大规模治理,当前的流域下垫面已发生了很大变化。因此,应在现有水土保持研究的基础上深入开展黄丘一副区土壤侵蚀的物理和经验模型研究;在当前植被条件下研究梁峁坡、沟坡和沟底水土流失坡度阈值及其响应情况;研究退耕地土壤侵蚀产流产沙机制及过程、研究老旧梯田和新式宽幅梯田土壤侵蚀过程和机制、淤地坝保持水土的过程和机理、极端暴雨和洪水条件下的水土流失规律、梯田和淤地坝施工期间的水土流失过程和机理、自然恢复情况下的水土流失机理等。这些研究可为黄土丘陵沟壑区的水土流失防治提供科学依据。

4.2 创新水土保持措施及其体系研究

4.2.1 工程措施研究

基于淤地坝需要开展的研究内容是多方面的,主要包括:淤地坝病险情况及其恢复技术、老旧淤地坝提升和改造技术、极端暴雨洪水淤地坝响应技术、当前下垫面条件下淤地坝的防治标准、淤地坝规划设计新技术、坝体溢洪道和放水建筑新工艺新材料、施工无人实时监控新技术、预测新方法、稳定新理论等,为淤地坝建设提供科学和技术支撑。

梯田的研究,如基于装载机和挖掘机为施工机械的梯田标准,宽幅梯田高陡埂坎防治技术、梯田水土保持监测体系、暴雨发生时梯田水土流失情况实时监测的技术和方法、梯田高分遥感定量识别技术、不同时空尺度梯田制图、梯田生态系统服务量化评估、梯田效益综合监测与模拟、梯田区水文过程、梯田滑坡侵蚀等风险调查与预测评价、梯田核心区人口学与劳动力转移问题等多个方面,为旱作梯田建设提供科学的依据。

水平沟、水平节、鱼鳞坑等小型工程措施,需要开展新机械的研发工作,尽快实现机械化施工。需研究各种新材料的应用、小型拦蓄工程的建设、极端暴雨条件下各种拦蓄工程配置及其模式等,为水土保持生态保护和治理提供技术支持。

4.2.2 植物措施研究

植物措施是水土流失治理的根本性措施,水土保持新时期,提高植被的质量是关键。应研究水土保持原生植被,尤其是重点研究乡土树草种,同时也要引进、驯化和推广名、优、特林草新品种,培育高附加值的珍贵苗木;深入研究并细化黄丘一副区的立地条件,研究不同立地条件的承载力,选择相应的林草种;研究不同立地条件下林草种的效应,为黄土高原植被稳定和健康发展提供技术保障。

4.2.3 农业耕作措施研究

农业耕作措施是保障耕地不发生水土流失的关键。在现代化技术水平条件下,需要研究农业耕作措施的相关机械,新材料的农业覆盖措施,集雨节水灌溉技术,黄土高原间作、轮作等相关水土保持的耕作措施等,为黄土高原耕地尤其是缓坡耕地和平地提供高质量科学技术支撑。

4.3 深入开展水土保持自然恢复研究

自然恢复是黄土高原生态文明建设的核心理念和技术,也是当前需要大力研究的重要内容之一。应研究自然恢复条件下黄丘一副区的植被及其群落发生、发展以及退化演替的规律,自然恢复的景观格局变化,黄土丘陵沟壑区自然恢复区域划分,困难立地条件下的自然恢复及其辅助技术,退耕条件下植被的自然恢复技术,自然恢复措施监测评价等,为黄土高原自然恢复工作提供科学技术支撑。

4.4 加强先进技术研究

水土保持研究必须注重和加强对先进技术的研究,新时代为我们提出了更高和更新的要求,只有不断更新试验研究设备,改进测试手段,大量吸收其他学科的新成就,才能适应新时代的要求,因此需要开展自动化观测技术、数字孪生流域、元宇宙、BIM、CIM、无人机技术、遥感技术、5G技术、云技术、VR技术、大数据等研究和应用。近年来,“双碳”已经成为国内外研究的热点和焦点,绥德站已通过野外台站建设,引进了一些有关“双碳”的研究设备,因此也需要开展水土保持与“双碳”相关的研究工作。

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