延安市安塞区黄土高原山水林田湖草生态保护修复试点工程南沟～魏塔片区综合治理项目设计

白 超，王 刚，刘 彤

（西安景天水利水电勘测设计咨询有限公司,陕西 西安 710014）

1 前言

延安市安塞区黄土高原山水林田湖草生态保护修复试点工程是“两带五区一辐射”规划范围的“南沟～魏塔片区综合治理项目”。南沟～魏塔片区位于安塞区高桥镇南沟村和魏塔村,现状地方水土流失严重,生态环境较差,主要表现在以下几个方面：第一,片区内水土流失情况较为严重,黄土裸露,与已形成的南沟现状农业示范园的景色格格不入。第二,项目区内南沟万亩苹果示范区,道路设施配套不健全。第三,项目区部分地方植被稀疏,林草覆盖率低,部分林草质量较差。本工程是通过南沟～魏塔片区水土流失综合治理,使项目区生态环境得到显著改善,城乡居民收入和生活品质大幅提升,对高桥镇南沟村生态旅游和万亩苹果产业示范区的发展有很大的促进作用,对落实“青山绿水就是金山银山”具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。

2 工程概况

陕西省黄土高原山水林田湖草生态保护修复试点工程安塞区南沟～魏塔片区水土流失综合治理项目工程位于高桥镇南沟村和魏塔村,共计面积31.81 km2,本次南沟～魏塔片区的1.6 万亩苹果产业园的梯田配套工程和林草地改良等工程,以南沟～魏塔苹果产业片区中田间路为支撑,以治理流域水土流失及区域生态修复为主要任务,新增水土流失治理面积21.35 km2,主要任务为梯田配套工程与区域生态修复、林草地改良。

3 工程设计

安塞区生态保护修复工程南沟～魏塔片区建设规模为：增加水土流失治理面积21.35 km2,梯田配套工程1.6 万亩,林草植被恢复与林草地改良共计69.45 hm2,封禁共计586.63 hm2。

（1）梯田配套工程

项目区共计梯田1.6 万亩,其中梯田改造已基本完成,本次主要对改造完的梯田进行配套工程。根据当地实际情况结合群众意见,对区内现有的主要通行和生产田间道路进行整修或配套,提高项目区道路通行度,并在改建田间道路两侧种植林带,构建生态林网。

1）梯田配套道路设计

根据《高标准农田建设通则》的技术规范要求：田间道路面宽度以3 m～6 m 为宜,梯田配套道路路面宜高出地面30 cm～50 cm 为宜,生产路路面宽度宜为3 m 以下。本次设计对现状道路整修,宽度与现状道路一致。新修连接南沟与魏塔片区田间路路宽4.5 m,其他生产道路路宽4 m。

2）田间路设计

对项目区现有可利用的田间路（土路）共计17215 m 进行道路提升,按田间道路规划设计,并配套单侧底宽×深为0.4 m×0.4 m 矩形C20 混凝土排水沟,田间道路间隔200 m～300 m 范围内,在地势较为平坦开阔的地方,设置错车道,错车道处路基宽度为5.5 m,有效长度为10 m。

本次设计采用鸿业市政道路软件进行设计,修复田间道利用原有道路,对其进行维修和硬化。本次规划田间道按照二级田间道路标准设计,在原土夯实的基础上,路基材料选用3∶7 灰土和级配碎石垫层（粒径300 mm～500 mm）,灰土压实度≥94%,路基边坡挖方段取1∶0.5～1∶0.75,填方段外坡选用1∶1.0～1∶1.5。路面采用C25 混凝土路面,厚0.2 m,路面宽4.5 m,道路横向坡度为5.0%,纵向坡度为9%～11%。

修复4.5 m 水泥田间道路基宽为6 m,路床经整平碾压后,设置150 mm 厚的3∶7 灰土,为满足排水需求改建道路靠近崖坡一侧设计路边排水沟,道路另一侧种植行道树。路边排水沟采用C20 混凝土砌筑,边沟规格为0.4 m×0.4 m。

南沟～魏塔片区田间路桩号ZK0+000～ZK16+918,道路总长17215 m,宽4.5 m；道路采用C25 混凝土结构,厚0.2 m；道路一侧配套排水渠,共计14813 m,采用C20 混凝土结构,断面尺寸为0.4 m×0.4 m,边墙厚度为0.15 m,底板厚度为0.2 m；行道树共计2955 棵,采用海棠树（胸径5 cm）。

图1 田间路横断面图

3）生产路设计

生产路是连接田间道和田块内部的道路,主要沿沟道顺势修建,原则上与排洪沟渠分开布置,避免道路兼排水,影响农民下田耕作。本次设计生产路采用0.3 m 厚的素土夯实,路面宽3.00 m,高出田面0.30 m,边坡1∶1,路基、路面压实度均≥90%,设置道路横向坡度为4.0%,纵坡≤1.9%。

南沟～魏塔片区生产路共计四条,总长度8810 m,采用C25 混凝土结构,厚0.2 m；道路一侧配套排水渠,共计4473 m,采用M7.5 浆砌石,断面尺寸为0.4 m×0.4 m,厚度为0.3 m；行道树共计2287 棵,海棠树（胸径5 cm）695 棵、国槐1592 棵。

图2 生产路横断面图

（2）林草植被恢复与林草地改良工程

本项目主要采用林草改良,充分利用生态系统的自然修复功能植被恢复,改善林分情况。在项目区各山峁道路两旁及沟道两岸坡郁闭度低和其他林地、草地进行补植,设计林草改良面积69.45 hm2。

1）立地条件

项目作业区属于黄土丘陵沟壑区域,自安塞区实施退耕还林工作以来,总体植被覆盖率较高,但项目区内仍存在植被稀少,水土流失严重,影响项目区生态环境。项目作业区土地类型多样,对于部分少量侵蚀沟坡立地条件相对较差外,其余适宜人工造林,同时,当地气候及降雨量对苗木的成活率影响较大。

依据地块所处的部位、海拔、坡度、坡向、地貌类型、土壤类型、土层厚度及水土流失情况等因子,造林地共划分为3 个立地类型组,包括梁峁地、阳坡地、阴坡地类型组,涉及7 个立地类型,分别为土质梁峁立地类型、阳坡缓斜坡立地类型、阳向陡急坡立地类型、阳向侵蚀沟坡立地类型、阴向缓斜坡立地类型、阴向陡急坡立地类型、阴向侵蚀沟坡立地类型。

2）地类选择

所选植被恢复地类：天然牧草地、其他草地、灌木林地。

3）植被树种选择

根据工程区立地条件和造林要求,本着“因地制宜,适地适树,以乡土树种为主”的原则选择造林树种和设计造林模式。

安塞区位于陕北黄土去高原梁状丘林沟壑区,气候干旱,降水较少,生态环境脆弱,水土流失严重,立地条件差,造林难度大。此外,项目区内有南沟村国家水土保持示范园,具有重要的水保示范作用,因此,在树种选择上不仅要注重生态功能,选择抗逆性强、抗旱性强、生长迅速的乡土树种为主。综合以上情况,本次绿化设计选择的造林树种主要有刺槐、小叶杨、紫穗槐、沙棘和紫丁香。

4）林分改良设计

本项目主要采用林草改良,充分利用生态系统的自然修复功能恢复植被,改善林分情况。在项目区各山峁道路两旁及沟道两岸坡郁闭度低和其他林地、草地进行补植,设计林草改良面积69.45 hm2。

为了提高项目建设区植被建设质量,提高造林成活率,避免病虫害,有效地控制水土流失,发挥森林的生态服务功能,根据立地类型的特点与质量,按照因地制宜,因害设防、适地适树的原则,本片区林草改良树种为刺槐、小叶杨、紫穗槐、沙棘、紫丁香,详细设计如下。

①类型划分：新栽。

②造林树种：刺槐、小叶杨、紫穗槐、沙棘、紫丁香。

③造林密度：经过现场100 m×100 m 样方测量取样,项目区内其他林地每100 m2内有乔木树种2～5 棵,按照现场实际情况最终确定在其他林地的补植面积、有林地为1112 株/hm2,其他草地、天然草地、灌木林地为1667 株/hm2。

④整地方式、规格：本项目全部采用鱼鳞坑整地,侧柏采用大鱼鳞坑整地规格为100 cm×60 cm×60 cm,其余树种采用小鱼鳞坑整地,规格为80 cm×80 cm×80 cm。

⑤配置方式：品字型配置。

⑥抚育措施：对栽植乔木进行抚育,两年三次。

5）封禁措施设计

根据封禁区周边人为活动频繁程度,立地条件、海拔、森林植被恢复的难易程度,根据《封山（沙）育林技术规程》（GB/T 15163-2004）及封禁区封禁条件和封禁目的,确定封禁方式为全封。主要选择现在有林草植被生长较好、林分种类多样的连片地块,主要人工辅助措施为有人工巡护、标志设置以及抚育措施。

①人工巡护

根据封育区所处地的地理位置和周边人畜活动情况,并考虑到管护的难易程度及封育区面积的大小,设专职管护人员巡护。

②标志设置

为了使当地农民、职工和行人等明确封山育林的重要性以及封山育林的地点以及范围等,本着标志醒目,宣传到位的原则,在封育区设置封山育林碑一块。

封山育林碑为长方形砖混结构,高2.75 m,宽2.5 m,厚0.28 m,两侧用水泥砂浆抹面,外部粉成白色。封育碑基础开挖深度＞50 cm,混凝土或者浆砌石毛石底座。封育碑应用红色油漆书写封育区项目简介、范围、面积、批准的单位、设计单位、封育措施、责任人、管护人员、建立时间等,并标明封育区严禁放牧、砍柴、挖取土石方及破坏各种森林资源的行为,提示当地村民以及过往行人遵守封山育林的相关规定。

③抚育措施

对幼林地和正处于成林阶段的退耕林地地块,相应加强人工抚育和封育管护措施,保障不同地类植被得正常恢复。对现状其他林地,采用同抚育措施,加速植被的高质量和如期恢复。

4 结论

本次以整个南沟～魏塔片区为修复对象,以片区四周分水岭为界,进行全面建设,建成完整的生态修复体系,按照“山水林田湖是一个生命共同体”的需要,调查项目区现状情况后,是以生态发展引领乡村振兴为前提,提高安塞区的林分质量,提高林木覆盖率,通过区域的土地综合治理与生态修复,有力保证了区域耕地和粮食安全,发挥区域内旅游资源和苹果产业,以生态治理为重点,在流域生态保护环境明显改善的同时,带动南沟～魏塔万亩苹果产业示范园产业高质量发展,使区域内人口早日步入小康目标。