近70a黄土高原土石山区主要水土保持措施变化特征分析

2024-12-31 00:00:00高燕张涛高健翎马红斌
中国水土保持 2024年10期
关键词:黄土高原梯田水土保持

[关键词] 治理措施;水土保持;土石山区;黄土高原;1954—2022年

[摘 要] 基于黄河水沙变化研究(两期)成果、黄河流域水土保持基本资料、黄河上中游水土保持措施调查与效益评价成果、黄土高原各省区统计年鉴、第一次全国水利普查数据(2011年)和国家“十一五”“十二五”科技支撑计划项目成果等资料,分析1954—2022年黄土高原土石山区造林措施、封禁治理措施、梯田措施、种草措施4项主要水土保持措施面积变化规律。结果表明,经近70 a的系统治理,黄土高原土石山区水土保持措施累计治理面积达348.10万hm2,水土保持措施累计治理面积变化趋势大致表现为缓慢增长、显著增长和快速增长3个阶段。措施分配中,作为主要的水土保持措施,造林措施占全部措施累计面积的52%,多年平均新增面积占总措施新增面积的47.8%;梯田措施累计占比16%,新增占比20.2%,是农业发展的重要方式;封禁治理措施累计占比26%,新增占比27.5%,是土石山区水土保持应长期坚持的措施;种草措施的配置比例较小,累计占比6%,新增占比4.5%。

[中图分类号] S157 "[文献标识码] A "DOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2024.10.012

[引用格式] 高燕,张涛,高健翎,等.近70 a黄土高原土石山区主要水土保持措施变化特征分析[J].中国水土保持,2024(10):40-42.

经过多年治理开发,我国黄土高原地区社会经济状况发生了翻天覆地的变化。黄土高原九大分区之一的土石山区,是黄土高原重要的水源涵养区[1-2]。但是多年来,关于黄土高原水土流失的多数研究重点集中在黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区这类地形复杂、自然条件恶劣、侵蚀强度高的区域,对于土石山区这类中轻度侵蚀的区域研究成果较少。事实上,黄土高原土石山区区域分散、地形单一但环境险峻、治理难度较大,同样需要科学严谨、理论丰富的研究成果作为治理依据。本研究基于多方权威机构的数据成果,对黄土高原土石山区1954—2022年近70 a水土保持措施数据进行统计,分析主要水土保持措施面积变化特征,以期为未来黄土高原土石山区水土流失治理提供方向。

1 研究区概况

黄土高原土石山区总面积13.28万km2,地貌类型包括以山西吕梁山、太岳山,陕甘秦岭、六盘山、黄龙山,河南伏牛山、太行山,内蒙古大青山、狼山,宁夏贺兰山等山区为代表的黄土丘陵山地和石质丘陵山地,分布范围见图1。区内山脊一般由岩石或其风化碎屑形成的石质山岭构成,山腰、山麓等区域为土石山地,分布有小块黄土或夹杂着大量泥土的岩屑。区内植被总体较好,土壤侵蚀模数为1 000~5 000 t/(km2·a),水土流失相对黄土高原其他区域较轻,但石厚土薄,地质环境脆弱,应对极端天气尤其是特大暴雨的能力弱,极易引发山洪、泥石流等自然灾害。

2 数据来源及处理

本研究数据资料主要包括黄河水沙变化研究(两期)成果、黄河流域水土保持基本资料、黄河上中游水土保持措施调查与效益评价成果、黄土高原各省区统计年鉴、第一次全国水利普查数据(2011年)和国家“十一五”“十二五”科技支撑计划项目成果等资料。

以2011年第一次全国水利普查数据为基准,采用Excel 2016整理1954—2022年近70 a黄土高原土石山区各项水土保持措施相关数据,进一步分析主要水土保持措施面积变化特征。

3 结果与分析

1954—2022年黄土高原土石山区的水土保持措施主要包括发展特色林业产业、开展天然次生林保护、实施生态修复或封山育草、建设缓坡平梯等,在以区域水土流失治理为主的同时,重点开展中低产田梯田化改造,恢复林草植被。根据近70 a各项水土保持措施面积的统计数据,选择4项主要措施,即造林措施、封禁治理措施、梯田措施、种草措施,对其面积变化等进行分析。

3.1 水土保持措施面积变化

截至2022年底,黄土高原土石山区水土保持措施(4项主要措施,下同)累计治理面积达348.10万hm2(见图2),其中:造林措施累计面积182.74万hm2,占全部措施累计面积的52%:封禁治理措施累计面积88.98万hm2,占26%;梯田措施累计面积55.55万hm2,占16%;种草措施累计面积20.83万hm2,占6%。

由图2可知,1954—2022年黄土高原土石山区水土保持措施累计面积变化曲线大致可分为3个阶段,即1969年以前的缓慢增长阶段、1970—1999年的显著增长阶段、2000年以后的快速增长阶段。尤其是2000年之后,水土保持措施累计面积增速明显加快,曲线斜率明显大于前两个阶段。

黄土高原土石山区水土保持措施累计面积的阶段性变化与国家政策密切相关[3-5]。缓慢增长阶段(1969年之前)是黄土高原土石山区水土保持工作的起步阶段。当时是新中国成立初期,确保农田稳产高产是水土保持工作的重中之重[4]。在黄土高原土石山区主要采取分散治理,比如在坡耕地上培土筑坎、在荒山荒坡造林种草、在支流沟渠修建堤坝等。20 世纪70年代以后,得益于国家政策的重点支持[4],黄土高原土石山区水土保持工作开始进入显著增长阶段(1970—1999年)。20世纪70年代,水土保持工作以服务农业为重点,开始了修梯田、建坝地、在小流域造林种草等;80年代,党和国家高度重视黄河流域水土保持工作,采取了一系列有力措施,比如部署水土保持试点小流域、推广“户包”水土保持责任制,以及实施以“三北”防护林建设、“三西”农业建设、小流域综合治理和农田基本建设等为代表的黄土高原水土保持综合治理工程;90年代,《中华人民共和国水土保持法》《黄河流域黄土高原地区水土保持专项治理规划》等法律法规和规划的颁布,推动水土保持工作进一步走上法制化轨道。

2000年以后黄土高原土石山区水土保持工作进入快速增长阶段。在“再造一个山川秀美的西北地区”、“退耕还林、封山绿化、个体承包、以粮代赈”十六字方针、“西部大开发战略”等号召下,黄土高原土石山区将水土保持作为生态建设的一项重要内容开展[5]。国家推行生态修复,在退耕还林、封山禁牧等措施的实施下,山区造林面积明显增加。2019年之后在黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的号召下,黄土高原土石山区水土保持以生态优先、绿色发展为要,各项工作全面发展,防护林体系、生态修复、封禁管护等措施实施效果明显。

3.2 新增水土保持措施面积占比变化

1954—2022年黄土高原土石山区各项水土保持措施新增面积占比见图3。造林措施占比最大,多年平均新增面积占总措施新增面积的比例为47.8%;其次是封禁治理,占比为27.5%;再次为梯田措施,占比为20.2%;种草措施的配置比例相对较小,占比仅为4.5%。

1996年黄土高原土石山区造林面积为68.7万hm2 ,到2022年达到182.7万 hm2,增长了166%。从不同时期水土保持措施累计面积占比(见表1)中可以看出,造林措施作为黄土高原土石山区水土流失治理的重要措施,长期维持在总措施累计面积的50%以上,这主要得益于国家实施的退耕还林、封山禁牧、“三北”防护林建设等政策和措施的实施。

梯田措施在黄土高原土石山区的累计占比为16.0%~26.0%(见表1),与黄土高原全区域的占比基本一致[1]。可见,除经济林种植外,梯田种植仍是土石山区农业发展的重要手段。

封禁治理在黄土高原全区域的占比并不高,措施累计面积占比仅为11%[1],但在土石山区数据却尤为突出,

措施累计面积占比为15.6%~25.5%(见表1)。21世纪初开始在黄土高原土石山区大力推广生态修复,以自然潜力促进植物生态系统演替,以更少的投入产生更稳定的生态效果[6]。具备封育条件的荒山荒地,经过5~10 a的封育,大部分可以转化为有林地,封育费用仅为人工造林的1/5~1/10[7]。在黄土高原土石山区实施封禁育林,既是森林资源培育及保护的重要营林方式,能扩大森林面积,提高森林蓄水保土能力,改善林区土壤质量,丰富植被种类,又可增加经济林经济效益,促进社会经济发展。因此,在黄土高原土石山区持续退耕还林还草、开展封育保护是水土保持长期工作的重点。

4 未来水土保持措施方向

黄土高原土石山区地形破碎复杂,山高坡陡谷深,水土流失中既有泥沙又夹杂碎石,遇暴雨有发生泥石流、山洪等自然灾害的危险,对沟道下游和沟口以下的农田威胁较大。总结1954—2022年近70 a来的措施分布及治理成效,结合黄河流域生态保护和高质量发展的要求,未来黄土高原土石山区水土保持措施仍应坚持以林草植被建设为主的小流域综合治理思路:在山坡及丘陵中下部营造水土保持林,在荒草地及植被较好的区域实施生态修复或封山育草;在荒山地区建设拦沙蓄水工程、集雨节灌工程,推广草田轮作、免耕法、留茬等农耕措施;继续坚持圈养的养殖方式,建立人工草料种植基地,减轻植被破坏的压力;加强对现有森林资源,特别是局部地区天然次生林的保护,提高植被覆盖率和水源涵养能力;有条件的地方同步发展生态经济,广泛种植经济林,发展特色林果产业等。同时,黄土高原土石山区还应配套实施坡面工程,以完善和维护山区流域生态系统。比如,在川地、缓坡地开展农田基础设施建设,完善荒山沙区拦沙蓄水工程,实施区域节水灌溉;在缓坡地修筑旱作梯田,广泛布设雨水集蓄设施,提高水资源利用率等。

[参考文献]

[1] 黄河流域水土保持生态环境监测中心.黄土高原水土流失治理格局与治理方向[R].西安:黄河流域水土保持生态环境监测中心,2020:1-140.

[2] 水利部,中国科学院,中国工程院.中国水土流失防治与生态安全:西北黄土高原区卷[M].北京:科学出版社,2010:25-26.

[3] 黄河水利委员会水土保持局,黄河上中游管理局.人民治黄50年水土保持效益分析[R].西安:黄河上中游管理局,1996:1-65.

[4] 黄河水利委员会黄河中游治理局.黄河水土保持志[M].郑州:河南人民出版社,1993:93-186.

[5] 黄河上中游管理局.人民治黄70年水土保持效益分析[R].西安:黄河上中游管理局,2017:1-45.

[6] 张文辉,刘国彬.黄土高原植被生态恢复评价、问题与对策[J].林业科学,2007,43(1):102-106.

[7] 张承永.略谈封山育林建设[J].绿色科技,2010(4):56-57.

收稿日期: 2024-01-20

基金项目: 国家自然科学基金黄河水科学研究联合基金项目(U2243211)

第一作者: 高燕(1988—),女,陕西靖边人,工程师,硕士,主要从事水土保持工作。

E-mail: caius@163.com

(责任编辑 李杨杨)

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