王伟 姚文艺 张攀 徐建昭
关键词:水土保持;生态治理;生态经济;协同发展;产业发展;黄河流域
黄河流域是我国乃至全球水土流失最严重、生态环境极度脆弱的地区,其生产力低下,“生态致贫”现象突出,生态退化与经济落后恶性循环,成为农业现代化和持续发展的直接障礙。尤其黄土高原地区,山地丘陵面积约占总面积的80%,河谷平川面积只占20%,水土流失严重的沟壑地貌严重制约着交通物流、农业经济、规模经济的发展以及生态系统与经济系统的协同发展。黄河流域60%以上的县域生态系统与经济系统严重失调,使黄河流域生态保护和高质量发展面临严峻挑战。黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略(简称黄河国家战略)辩证地将生态保护和高质量发展作为相辅相成的统一有机体,强调生态优先、绿色发展理念,把保护生态、创造更多生态产品、全力保障和改善民生作为主要目标任务。生态治理一生态经济协同发展必将成为实现黄河流域高质量发展的重要途径,探索黄河流域生态治理与生态经济协同发展模式,既是落实乡村振兴、生态文明建设、黄河国家战略的需求和重要途径,也是新时期水土保持学、生态学、经济学等领域的重点研究方向。为此,本文对多年来黄河流域生态治理与生态经济协同发展的研究成果、关键技术及典型模式进行了系统归纳,以期为黄河国家战略的实施和乡村振兴等提供科技支撑。
1生态治理与生态经济协同发展典型模式
黄河流域生态治理与生态经济协同发展的概念,是随着水土保持工作不断发展而逐步建立和不断丰富完善的。最早的概念所具有的内涵相对单一,主要是指土地利用和水土保持措施的优化配置,力求解决水土保持与粮食生产用地的矛盾。在长期的水土保持实践中,先后探索出了不少兼顾当地农业经济发展的水土保持措施配置模式,例如水土保持一地貌一生态经济高适配生态经济型综合治理模式、水土保持型生态农业经济模式、风沙区水土保持一生态经济融合发展模式、砒砂岩区生态治理一衍生产业协同发展模式、半干旱区乡村能源生态型良性循环模式、黄土高塬水土保持型生态经济带治理模式等。
1.1黄土丘陵沟壑区水土保持一经济开发治理模式
1)水土保持一地貌一生态经济高适配生态经济型综合治理模式。该模式主要根据梁峁顶、梁峁坡和沟道等不同地貌单元的水土资源分异性和土壤侵蚀规律,因地制宜、因蚀施措,分别布设具有水土保持功能和经济开发效益的治理措施。
梁峁顶——水源涵养林。由于坡顶较陡,土壤条件较差,需要最大限度地提高林草植被覆盖率,增强水源涵养功能,因此在梁峁顶建立以水源涵养为主要目的的生态林体系,本着适地适树的原则,营造杨树与柠条混交林,配套修建鱼鳞坑等,最大限度保持水土、涵养水源、改善生态环境。
梁峁坡——林带牧草间作。山坡上中部的梁峁坡坡度为15°~25°,立地条件差,土壤贫瘠,含水率低,故采取林带牧草间作方式,用大犁开沟等高布设林带,带间种草和农作物,既能蓄水保土,又可充分利用土壤中有限的水分。
缓坡坡面——生态经济林网。在立地条件相对较好、坡度为5°~15°的缓坡地带,建设乔灌草混交生态经济型林网,网内栽杏树,杏树行间种植沙打旺、紫花苜蓿等草类植物,以及荞麦、大豆、绿豆等经济作物,形成既有生态防护功能又有经济效益的立体式生态经济型林网。
坡脚——梯田高效农业。坡脚有距村屯较近、土层较厚、土质较好、面积较大且集中连片的坡耕地,坡度多为5°~10°,交通方便,采取坡改梯和水源工程相结合的治理模式,修建高位水池和低水高调梯田灌溉工程,梯田内种植玉米、葵花、豆类、芝麻等粮食和经济作物,地埂种植黄花菜,利用农业新技术,建设高产、优质、高效的生态经济型种植业体系。
沟道——综合治理开发。在水土资源较好的沟道,修建水库塘坝,利用地表水,发展多种经营。在水库两岸建果园,水库下游改滩造田,沟坡上修建台地,利用水库自流灌溉下游蔬菜及经济作物,水库养鱼、虾、鹅等,形成既能有效控制水土流失又具有经济功能的多层次、多防线、多功能立体型综合治理模式。
2)水土保持型生态农业经济模式。该模式以纸坊沟流域为代表。纸坊沟流域位于陕西省安塞县,属于黄土丘陵沟壑区第二副区,是延河支流杏子河下游的一级支沟,流域面积为8.27km2。该流域植被稀少,天然植被主要为半旱生草灌,开垦指数极高,水土流失严重,沟壑密度高达8.1km/km2,平均侵蚀产沙模数14000t/(km2.a)。1975年开始实施治理,根据水土流失规律和地形地貌特征,以强化降水入渗、防治水土流失为主,以土地资源合理利用为前提,以恢复植被、建设基本农田、发展经济林和养殖业为主导措施,建立了水土保持生态农业体系,实现农林牧综合发展、生态经济良性循环。目前已形成了以人工林为主体的植被景观,洪水泥沙减少80%以上,林地覆盖率由治理前的不足4%提高到30%,加上草地,覆盖率达到60%。
1.2黄土高塬水土保持型生态经济带治理模式
黄土高塬区小流域治理可分为塬面农业(兼工业和副业)、塬边林果、沟坡草灌、沟底水土资源综合利用4个生态经济带,治理与开发相结合,兼顾生态、经济和社会效益。该类模式较多,主要有多元小生态系统模式、全方位一体化林田路草农综合防治模式。
1)多元小生态系统模式。该模式以甘肃省宁县老虎沟流域为代表,按照因地制宜、因害设防的原则,把水土保持同土地合理开发利用、经济效益提升和生态环境改善相结合,通过建设多层次、多功能的生态小单元,实现生态治理与生态经济的同步发展。其由6个单元组成:由田间道路林网、水平条田、农桐间作、地埂经济、旱作技术等构成的塬面农田生态小单元;由坝埝拦蓄工程、沟头防护工程、小型拦蓄工程、防冲林等构成的塬面道路和沟头生态小单元:由种植业、养殖业、工副业、服务业等构成的庄院产业生态小单元;由梯田、果树、用材林等构成的塬边经济林园生态小单元;由梯田、生物地埂、耕作技术等构成的沟坡农田生态小单元;由人工种草、工程整地、适生树种等构成的沟坡林草生态小单元。从防护体系组成来看,主要有三部分:以水平条田为主体的塬面防治体系,以造林为主体的坡面防治体系,以塘坝、谷坊及防冲林为主体的沟道防治体系。
2)全方位一体化林田路草农综合防治模式。该模式以甘肃省泾川县茜家沟流域为代表,依据水土流失规律,按照因地制宜的原则,从源面到沟底实施塬、坡、沟兼治,从农田到荒地实施田、路、村全面设防,以基本农田为主体实施工程措施与生物措施相结合的塬、坡、沟多层次防护体系。经过治理后,生产条件得到较大改善,生态环境逐步走向良性循环,土地利用率达89%,造林面积占总面积的40%以上,蓄水.拦泥效益显著。
1.3风沙区水土保持一生态经济融合发展模式
黄河流域风沙区主要包括黄河宁夏一内蒙古河段左岸分布的乌兰布和沙漠、内蒙古河段右岸分布的库布齐沙漠,以及陕西榆林长城两侧分布的毛乌素沙地,总面积2.84万km2。相对来说,毛乌素沙地降水量相对较大,地下水资源比较丰富,不少治理措施在毛乌素沙地的适宜性较好:而乌兰布和沙漠、库布齐沙漠降水量相对较小,地下水资源匮乏,又存在大量流动沙丘,需要采取沙障固沙、簇式植灌、块状密播等方法进行治理。
以毛乌素沙地风沙区为例,生态治理与生态经济融合发展的治理体系包括沙丘治理、滩地治理两大部分。沙丘治理措施有防风固沙林带和防护林等,滩地治理措施有防护林网、草库伦、引水拉沙等,这些措施共同构成生态经济系统。在固定沙丘、移动沙丘种植灌木林、乔木林和经济林,在草滩地种植牧草,在滩地、坝地、水浇地、梯田种植粮食作物和经济作物,在水域养殖鱼类等,以此为发展基础,形成粮食加工、粉条加工、油料加工、毛皮加工、乳品加工和纺织加工等企业,进而促进运输、销售市场发展,实现风沙治理与生态经济协同发展。还可以结合风沙治理样板工程,发展旅游业,形成多元沙产业、多环沙经济链。近年来,鄂尔多斯在沙区旅游业方面进行探索并得到很好发展,创建了响沙湾、库布齐沙漠等景区。把景区与治理区结合,融旅游、乡村经济、科普、风沙治理科学试验探索为一体,将取得更好的效果。
1.4砒砂岩区生态治理一衍生产业协同发展模式
砒砂岩区北依库布齐沙漠,西邻毛乌素沙地,东、南接壤黄土丘陵区,面积1.67万km2,气候干旱、土壤贫瘠、立地条件差,作物难以生长,植被覆盖率仅15%左右,水土流失非常严重。根据地表覆盖物及覆盖程度不同,可把砒砂岩区分为覆土砒砂岩区、覆沙砒砂岩区和裸露砒砂岩区,面积分别为0.84万、0.38万、0.45万km2。近年来通过大量研究和试验探索,针对各类砒砂岩区的地形地貌和环境条件,坚持因地制宜、分类施策,以小流域为单元,遵循生态学原理,提出了包括生态治理、植被恢复、系统稳定、资源利用的生态治理一衍生产业协同发展模式。
1)裸露砒砂岩区。基于裸露砒砂岩区坡顶一坡面一沟道地貌单元组合特征,提出了以草被恢复为主、辅以林果产业发展的径流高效利用模式,其治理措施配置体系为:坡顶沟网拦水,灌草混交:坡面陡坡裂隙注浆固结防治重力侵蚀,缓坡篱灌藤草封坡:沟底改性材料谷坊、塘坝及灌草柔性坝。采取的关键技术包括:砒砂岩改性材料制备及其筑坝技术,沟道植物柔性坝筑坝技术,全坡面固结植生综合治理技术,陡坡块体状重力侵蚀注浆固结技术,坡顶径流自翻盖集流设施制作技术、坡顶灌草综合治理技术、坡顶林果生态经济建设技术。
2)覆土砒砂岩区。采用植被类型优选+植被空间配置+土地整理+促渗抑蒸+土壤改良“五位一体”生态经济型植被恢复技术体系,治理措施配置体系为:坡顶梯形截流沟网,间作山杏+苹果+甘草:坡面陡坎注浆固结,缓坡灌草抗蚀植生:沟底砒砂岩改性谷坊+沙棘酸枣柔性坝;沟口砒砂岩改性材料淤地坝。采取的关键技术与裸露砒砂岩区的类似。
3)覆沙砒砂岩区。该区地表沙化严重,治理措施配置体系为:坡顶等高挖沟,沟间种植沙柳甘草、设置草障,竖向节节设池蓄渗,地衣结皮护埂;沟坡草灌结合,辅以灌浆固沟;沟底灌草封沟。采取的关键技术:水平截流沟+纵向截流沟建设技术,沙障+柠条混交护坡技术,截流沟苔藓基质+深根植物固埂技术,汇水出口集水桶收集径流技术,坡顶沙柳+甘草+草被防风固沙技术,柠条与甘草套种固沙增收技术,地衣结皮护埂技术,等高截渗竹节水平沟+截渗集水池建设技术等。
在水土流失治理基础上,形成了油松、沙棘、山杏、长柄扁桃等经济林果的种植业,以及酸枣叶茶、果品饮料生产和砒砂岩改性建材加工等衍生产业,建立了具有“多元投资、多方参与、共同受益”的良好运行机制的经济林果业种植模式示范区,开创了一条“政府政策性支持,企业产业化、公益化投资,农牧民市场化参与”的绿色经济发展模式,让当地农牧民以土地人股、以劳务投入等方式参与治理开发,为当地农牧民提供了就业机会。该模式的推广应用,使林草覆盖度提高至60%,减水减沙效益显著、生态环境明显改善。准格尔旗现已建成5.3万hm2山杏基地,使17000多户农民户均增收超1000元/a,在砒砂岩地区起到积极的示范和辐射作用。
1.5半干旱区乡村能源生态型良性循环模式
位于黄土高原半干旱区的甘肃省定西市,根据生态环境薄弱的现状,探索了生态型能源农业经济发展模式,将生态系统的基本原理运用到农业生产中,利用生物之间的生态关系,以沼气发酵为纽带,把植被建设、作物种植、水产养殖联系起来。以太阳能为动力,以旋流布料自循环沼气池为纽带,配套暧圈、厕所、太阳灶、集雨水窖并种植中药材,形成集雨节灌、暖圈养殖、畜禽糞便生产沼气、沼液冲厕、沼肥还田的“草一畜一沼一药”生态型能源农业经济发展模式:或将中药材种植改为无公害马铃薯种植,形成“草一畜一沼一薯”生态型能源农业经济发展模式:或以太阳能为动力,以沼气池为纽带,将日光温室、畜禽养殖、沼气生产和蔬菜种植有机结合,使四者优势互补,构成“四位一体”能源生态综合利用体系,达到保护地栽培、高效饲养、厌氧发酵、太阳能高效利用的“畜一沼一菜”经济发展模式,进而形成“种草+养畜+水窖+沼气+太阳灶+高效农业”能源生态型良性循环体系,走上生态环保、循环利用、优质高效的生态经济发展之路,实现农村庭院经济高效化、农业生产无害化、农村废物资源化、生活用能再生化。
1.6生态治理一衍生产业综合高质量发展模式
近年来,随着黄河国家战略的实施和乡村振兴的推进,各地对山区生态经济多元化发展开展了较多的探索。不少学者认为:新时期黄土高原生态治理与经济协同发展的模式应以培育特色产业、保障农产品供给、增加农民收入为目标,找准黄土高原农业生态区的定位,突破以传统初级农产品原料生产为主的局限:通过农业种植结构优化调整,在旱作农业区发展中药材、小杂粮、草畜等产业,同时创新农业发展方式,推动循环农业、“互联网+”“旅游+”、生态修复产业、田园综合体的发展:提倡发展适应于旱作农业区且有较大生态、经济价值的重点产业,包括中药材产业、果蔬产业、草畜产业、杂粮产业和全膜种植业,同时发展新型产业:在有条件的地方可以发展农产品加工业,包括生物医药加工业、绿色农产品加工业、畜牧养殖加工业等,并引入标准化生产线,进行精细化深加工、规范加工,保证产品质量及品质。在此基础上,根据资源条件探索发展特色产业园区,包括扶贫新能源产业、文化旅游产业、生态文化产业、乡村旅游和生态旅游产业等。
近年来,黄土高原乡村旅游得到较快发展,不少地方依托当地独特地质地貌和优质生态农业,建设农家生活旅游体验基地,发展以“吃农家饭、品农家菜、住农家院、摘农家果”为主题内容的农家乐旅游体验项目,采取“一户一业态”的差异化发展策略,形成了各具特色的旅游品牌和发展模式。
2生态治理与生态经济协同发展存在的主要问题
随着生态文明建设、乡村振兴国家战略的实施,绿水青山就是金山银山的理念已深人人心,黄河流域取得了水土流失面积和强度“双下降”、植被覆盖度大幅度提高、经济社会快速发展的显著成就,山区生态保护的地位得到进一步提高,山区资源开发与生态修复、土地利用及产业发展等引起了多方高度关注。然而,目前黄河流域生态建设仍然存在经济服务价值低和生态系统建设与产业发展协同模式单一碎片化、结构不稳定、质量不高等问题,黄河流域生态建设与经济协同发展现状与高质量发展的要求不相匹配,尤其近年来中心城市和城市群的规模化建设等,在经济得到发展的同时给脆弱的生态环境带来了一定的负面影响,生态治理与产业发展之间的矛盾依然突出。生态治理与生态经济协同发展的理论研究与实践探索还不能满足新时期实施黄河国家战略的要求,主要存在以下突出问题。
1)水土保持助力山区经济高质量发展的协同效应未能有效发挥。虽然生态保护和水土流失治理的实践取得很大成效,但是人们对新时期水土保持新使命的理解还不够深刻,传统的水土保持和生态治理旧观念禁锢着人们对水土保持高质量发展理念的理解与内涵创新,对水土保持功能的展延不够,水土保持工作与山区现代设施农业、药材和果蔬种植加工业、乡村旅游业等生态治理衍生产业发展明显脱节,缺乏水土保持与乡村产业发展的协同规划,忽视水土流失治理对生态保护与经济发展的融合,水土保持助力山区经济高质量发展的服务功能、服务价值难以得到充分发挥。
2)生态治理与生态经济发展协同性不高且耦合协调空间不均衡。由于对如何有效充分发挥水土保持服务于生态、经济、社会发展的整体功能缺乏深刻认识,因此就整体而言,黄河流域生态治理与生态经济发展的协同性较弱,长期处于中低度耦合状态,而且其协同性呈现出从下游到上游逐渐减弱格局,区域发展不平衡问题突出。虽然在个别地方开展了生态治理与生态经济协同发展的探索和实践,但局限于小流域尺度或局部区域,未能实现全流域大尺度的实践探索。
3)现有的生态治理与生态经济协同发展模式大多存在结构单一、规模效益不高等问题。生态治理与生态经济协同发展涉及水土保持、生态环境、产业经济、人文社会等多学科多行业,应具有以水土保持与生态治理为景观支撑层,由多态多类农牧业、精深加工业和文旅乡村游等多要素构成的多层级结构,生态、经济、社会、文化、景观等多元多向服务功能,满足多功能多结构系统良性运行的尺度规模。因此,生态治理与生态经济协同发展的完整模式不是单一生态治理的退耕还林还草等,也不是单一粮油或果林或药材种植等的农业经济发展模式,而应该是具有一定规模的区域性的生态景观与多产业链共同构成且相互驱动的多价值的生态系统,由此才能促进生态文明建设、经济发展和社会进步三位一体的和谐发展。目前,黄河流域生态治理与生态经济协同发展的功能设计仍然处于较低水平,关注的重点还是如何通过水土流失治理,提升粮食、林果或药材等农产品初级生产水平,对文旅乡景建设、精深加工等高效益产业的重视不足,未能形成完善的生态一经济协同的系统结构,难以提升生态服务价值、实现经济效益与生态效益双赢目标。
3生态治理与生态经济协同发展的对策与建议
以生态治理与经济协同发展为切入点,以水资源承载力阈值为约束,树立生态治理与生态经济协同发展理念,创新生态治理与生态经济协同发展关键技术,建设具有地域特色的生态治理与生态经济协同发展模式,形成生态治理与生态经济协同发展的产业链,强化技术引导与示范,促进区域生态治理与生态经济的高质量发展。
1)创新生态治理与生态经济协同发展的理论与关键技术。围绕黄河国家战略目标任务及其科技需求,针对制约生态治理与生态经济协同发展的关键技术瓶颈,在基础理论、关键技术上开展系统性创新。从经济学、生态学和社会学相结合的视角,针对有效阻控水土流失的植物群落优化构建与功能定向调控和水土保持、资源配置与生态产业协同发展两个核心科学问题,重点研发植物群落构建与景观优化设计、水土保持措施优化布局与系统服务功能提升、区域特色生态衍生产业培育与产业链提质增效、水土流失综合治理与生态衍生产业协同发展等核心关键技术,探索具有区域特色的协同发展模式。
2)建立多元化投入机制,创建以高质量发展为目标的新型生态治理与生态经济协同发展模式及其生产与产业体系,探索“全托全链”的推广机制。重组农业生态系统中各生产要素及其组合方式,挖掘、提升生态系统的服务价值,引导和支持种养大户、家庭农场、农民合作社、实体产业、文旅行业发展,使金融投资企业逐步成为发展现代农业的主导力量,推动多方积极性的释放,完善多元化投入机制,并通过创新运行管理机制,形成生态治理与生态经济协同发展专业合作组织,调优、调高、调精生态农业产业,构建新产业、新业态,打造生态农业全产业链,促进农村第一、第二、第三产业融合发展,进而推动生态治理与生态经济协同发展。在有条件的地方,根据村集体和农户的意愿,全过程全要素委托有实力的科技型企业进行全链化产业布局与经营,农户深度参与,政府强化服务与监督管理,金融机构资金支持,形成由企业、农户或村集体、政府、金融机构多要素构成的具有利益深度融合的联合体。
3)构建适宜的技术体系、产业体系、经营体系和人才支撑体系。利用现有传媒平台,对基層管理人员和农技人员进行生态治理、生态经济、绿色低碳、现代信息融合与可持续发展理论等培训,对农业生产企业管理者、新型职业农民、农业职业经理人和农业生产者进行实用技术培训,加快推广农业生产环境保护及农产品生产、加工、销售等环节的实用技术,提高自主创新能力.发展生态衍生产业,促进区域高质量发展。
4)建立生态治理与生态经济协同发展先行试验示范县,引领和优化区域现代生态治理与生态经济的协同发展。在各类型区建立生态治理与生态经济协同发展先行示范县,推广应用生态治理与生态经济协同发展关键新技术,推广绿色生产方式,促进农业绿色发展,健全农业社会化服务体系,提高农业经营规模化、标准化、社会化、现代化水平,健全农产品质量和食品安全标准体系及依托第三方的质量评价机制,率先搭建生态治理与生态经济协同发展信用评价平台,从源头保障农产品质量安全。