三峽庫區水土流失類型劃分及防治對策

趙 健,郭宏忠,陳健橋,鄒 翔

(1.長江科學院水土保持研究所,湖北武漢 430010;2.重慶市水土保持生態環境監測總站,重慶 401174;3.長江流域水土保持監測中心站,湖北武漢 430010)

1 三峽庫區概況

三峽庫區位于湖北省西部和重慶市中部,東南、東北與鄂西交界,西南與川黔接壤,西北與川陜相鄰,地跨東經 105°44′—111°39′、北緯 28°32′—31°44′,土地總面積 5.75萬 km2,涉及 20個縣(市、區),分別是湖北省的夷陵、秭歸、興山、巴東,重慶市的巫山、巫溪、奉節、云陽、開縣、萬州、忠縣、涪陵、豐都、武隆、石柱、長壽、渝北、巴南、江津以及重慶主城區。

三峽庫區地處我國地勢第二級階梯的東緣,東部和西部海拔一般在 500～900 m之間,中部海拔一般在 1 000～2 500m之間,主要地貌有中山、低山、丘陵、河谷平原,山地、丘陵分別占土地總面積的 74.0%和 21.7%,河谷平原占 4.3%;屬亞熱帶季風性濕潤氣候,多年平均氣溫 18℃,具有冬暖春早、夏熱秋遲的特點,雨量充沛,年均降雨量在 1 200 mm左右[1];庫區植被類型豐富,主要植被類型有亞熱帶常綠闊葉林、落葉闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、暖性針葉林和寒溫帶暗針葉林,尤以亞熱帶常綠闊葉林類型的物種密集程度高;土壤類型主要有黃壤、黃棕壤、棕壤、紫色土、石灰土、潮土和水稻土,以紫色土分布面積最廣,其次是黃壤;據 2007年調查統計資料,庫區有耕地13 206.83 km2(占土地總面積的 23.0%)、林地 29 610.09 km2(占 51.5%)、草地 1 297.10 km2(占 2.3%)、其他 13 395.48 km2(占 23.2%)。

2 水土流失現狀及其危害

2.1 水土流失現狀

在全國水土流失類型區劃中,三峽庫區屬西南土石山區,水土流失較嚴重。根據 2005年水土流失遙感調查和水利部2007年水土保持公告,三峽庫區水土流失面積 28 042.10 km2,占土地總面積的 48.8%,其中:輕度流失面積 6 213.20 km2,占水土流失面積的 22.16%;中度流失 10 070.62 km2,占35.91%;強烈流失 8 030.33 km2,占 28.64%;極強烈流失3 037.43km2,占 10.83%;劇烈流失 690.52km2,占 2.46%。 中度和強烈流失面積占到庫區水土流失總面積的 64.55%。年均土壤侵蝕總量達 1.67億t,平均侵蝕模數 2 904t/(km2?a)。

2.2 水土流失危害

(1)破壞土地資源,危及糧食安全。三峽庫區土地土層薄,一般只有 20～40 cm,形成 1 mm土壤需要 20～40年的時間,而水土流失導致土壤每年流失厚達 3mm,土壤破壞的速度數百倍于成土速度,經不起流失,目前一些水土流失嚴重的地方土壤已流失殆盡,出現了“石化”現象。據調查,巫山縣現有耕地中土層厚度小于 30cm的薄層土占該縣土地面積的 31.5%,30～100cm的土層占 36.5%,100 cm以上的厚層土僅占12.4%,全縣土層變得越來越薄。萬州區自20世紀 50年代以來,裸巖面積平均每年擴大 25 km2。水土流失使寶貴的土地資源喪失了農業利用價值,已危及到當地的糧食安全。

(2)制約地方經濟發展,導致群眾生活貧困。三峽庫區人地矛盾十分尖銳,三峽水庫 175 m水位蓄水后,將淹沒大量耕地,加上移民二次占地,人均占有耕地面積下降,耕地壓力加大,其中耕地又以坡耕地為主,而坡耕地是水土流失的主要源地。嚴重的水土流失導致土地承載力和環境容量下降,制約了地方經濟的發展,致使群眾生活貧困。

(3)泥沙淤積江河湖庫,影響水利工程效益發揮。水土流失產生的大量泥沙,對三峽水庫造成嚴重的淤積。水文泥沙監測結果顯示,長江上游每年進入三峽庫區的泥沙有 60%多留在了庫區,只有不到 40%的泥沙排向下游。由于泥沙淤積嚴重,影響了水利工程效益發揮,預期的防洪能力很難實現,勢必增加洪水發生的頻次和危害程度。泥沙淤積直接影響到水利工程的效益和壽命,據對巫山縣 10座中小型水庫淤積情況進行的調查,近 10年內因淤積減少了 62.2%的庫容。秭歸縣茅坪鄉劉家溝水庫,近 5年內減少庫容 20%。

(4)面源污染嚴重,影響水庫水質。水土流失導致土壤中大量的氮、磷、鉀以及殘存的農藥中的有機磷、有機氮等進入庫區水體,造成嚴重的農業面源污染,影響了水庫水質。同時,農村生活垃圾等也是三峽水庫面源污染的主要來源,這些污染物質隨著流失的水土進入庫區,進一步惡化了水庫水質。

3 水土流失類型區劃分

3.1 劃分原則與方法

以地理位置、地形地貌作為一級控制因素劃分水土流失一級區,在每個一級區內又根據直接入庫河流對三峽水庫泥沙與水質的影響程度將其分為生態緩沖帶、綜合治理帶、水源涵養帶(生態緩沖帶是指庫周直接流入長江的短小支流流域內的土地范圍,水源涵養帶是指遠離長江的大支流流域源頭或上游地區的土地范圍,生態緩沖帶與水源涵養帶之間的土地范圍為綜合整治帶),最后以水土流失等級、土地利用方式、生態功能、防治途徑等指標對一級區再進行二級區劃分。

3.2 劃分結果

根據上述劃分原則與方法,將三峽庫區劃分為三峽庫區東段中低山水土流失區(Ⅰ)、三峽庫區中段低山丘陵水土流失區(Ⅱ)、三峽庫區西段低山丘陵水土流失區(Ⅲ)3個一級區,然后將 3個一級區又分別劃分為三峽庫區東段生態緩沖帶中度水土流失區(Ⅰ1)、三峽庫區東段綜合治理帶中強度水土流失區(Ⅰ2)、三峽庫區東段水源涵養帶輕中度水土流失區(Ⅰ3)、三峽庫區中段生態緩沖帶輕中度水土流失區(Ⅱ1)、三峽庫區中段綜合治理帶中度水土流失區(Ⅱ2)、三峽庫區中段水源涵養帶輕度水土流失區(Ⅱ3)和三峽庫區西段生態緩沖帶輕中度水土流失區(Ⅲ1)、三峽庫區西段綜合治理帶輕中度水土流失區(Ⅲ2)、三峽庫區西段水源涵養帶輕度水土流失區(Ⅲ3)9個二級區[2],劃分結果如圖1所示。

3.3 各分區特征

3.3.1 三峽庫區東段中低山水土流失區(Ⅰ)

該類型區系指重慶市云陽縣以東至湖北省夷陵區之間的地區,包括重慶市的開縣、云陽、巫溪、奉節、巫山和湖北省的巴東、秭歸、興山、夷陵等 9個縣(區),土地總面積 30 018.5 km2。區內地貌以南大巴山、巫山、齊躍山中低山為主,山高坡陡,水土流失嚴重,水土流失面積 16 603.46 km2,占該區土地總面積的 55.3%,平均侵蝕模數 3 096 t/(km2?a)。

Ⅰ1——三峽庫區東段生態緩沖帶中度水土流失區。該區位于三峽庫區東段沿江兩岸,是庫區東段主要的政治、經濟、文化聚集地,土地總面積 7 085.49km2;耕地面積占土地總面積的16.7%,耕地中坡耕地面積占耕地面積的 71.3%;林地面積占土地總面積的 60.3%;水土流失面積 4 149.28 km2,占該區土地總面積的 58.6%,侵蝕形式主要有面蝕、溝蝕以及伴隨重力侵蝕而發生的崩塌、滑坡、泥石流等。

Ⅰ2——三峽庫區東段綜合治理帶中強度水土流失區。該區位于三峽庫區東段庫周至第一級分水嶺之間的低山丘陵地帶,土地總面積 13 263.13 km2,是三峽庫區東段主要的農業生產地,農業人口集中。土地利用類型以林地和耕地為主,耕地面積 2 362.57 km2,占土地總面積的 17.8%,耕地中坡耕地占耕地總面積的 67.0%;林地面積 7 878.19 km2,占土地總面積的 59.4%。水土流失面積 7 459.34 km2,占土地總面積的56.2%,該區為水土流失綜合治理區域。

Ⅰ3——三峽庫區東段水源涵養帶輕中度水土流失區。該區主要分布在庫區第一級分水嶺以外區域,地貌以中、低山為主,土地總面積 9 669.88 km2;區內耕地面積 1 302.22 km2,占土地總面積的 13.5%,耕地中坡耕地約占耕地總面積的68.7%,且多為大于 15°的陡坡耕地;水土流失面積 4 994.84 km2,占土地總面積的 51.7%,水土流失以輕中度為主,占該區水土流失面積的 47.4%。

3.3.2 三峽庫區中段低山丘陵水土流失區(Ⅱ)

該類型區系指重慶市涪陵區以東至萬州區以西的地區,包括重慶市長壽、涪陵、武隆、豐都、忠縣、石柱及萬州 7個縣(區),土地總面積約 18 818.0 km2。區內地貌以低山丘陵為主,水土流失面積 8 351.47 km2,占土地總面積的 44.4%,平均土壤侵蝕模數 2 311 t/(km2?a)。

Ⅱ1——三峽庫區中段生態緩沖帶輕中度水土流失區。該區位于重慶涪陵區以東至萬州區以西的長江兩岸,是三峽庫區中段政治、經濟、文化、人口聚集地,土地總面積 6 319.68 km2;地貌以低山丘陵為主,地形坡度較大,絕大部分地區的坡度在15°以上;耕地面積 2 014.25 km2,占該區土地總面積的31.87%,耕地中坡耕地約占耕地總面積的 46.8%;水土流失面積 2 823.98km2,占區內土地總面積的 44.7%,水土流失以輕中度為主。

Ⅱ2——三峽庫區中段綜合治理帶中度水土流失區。該區主要位于庫區中段庫周至第一級分水嶺之間的低山丘陵地帶,是三峽庫區中段主要的農業生產區,農業人口集中,土地總面積 9 108.94 km2;地貌以丘陵為主,土地利用中耕地面積2 697.84 km2,占土地總面積的 29.6%,耕地中坡耕地面積所占比重達 52.8%;水土流失面積 4 069.74 km2,占土地總面積的44.7%,水土流失以輕中度為主。

Ⅱ3——三峽庫區中段水源涵養帶輕度水土流失區。該區主要分布在庫區中段第一級分水嶺以外區域,涉及武隆、豐都、涪陵、石柱 4縣(區)的部分地區,地貌以中、低山為主;土地總面積 3 389.38km2,耕地中坡耕地約占耕地總面積的 63.6%;水土流失面積 1 457.75 km2,占土地總面積的 43.0%,水土流失以輕度為主,占流失面積的 71.8%。

3.3.3 三峽庫區西段低山丘陵水土流失區(Ⅲ)

該類型區主要位于庫區西段,包括重慶市主城 9區(北碚、渝北、沙坪壩、江北、渝中、南岸、大渡口、九龍坡、巴南區)和江津區,土地總面積約 8 673.0 km2。區內地貌以低山丘陵為主,除江津區四面山為海拔 1 000 m以上的中山外,大部分為海拔200～1 000 m的低山丘陵。水土流失面積 3 087.17 km2,占該區土地總面積的 35.6%,平均土壤侵蝕模數 1 503t/(km2?a)。

Ⅲ1——三峽庫區西段生態緩沖帶輕中度水土流失區。該區位于庫區西段沿江兩岸,涉及重慶市主城區、巴南區的全部和江津區的部分地區,土地總面積 3 605.67 km2。地貌以丘陵為主,土地利用以耕地、林地、城鎮及交通用地為主,其中:耕地面積 1 202.31km2,占土地總面積的 33.3%,坡耕地面積占耕地總面積為 40.1%;林地面積 1 196.48 km2,占土地總面積的33.2%;城鎮及交通用地 1 004.21 km2,占土地總面積的27.9%。區內水土流失面積 1 292.31 km2,占土地總面積的35.8%,其中輕度水土流失面積 801.29 km2,占流失面積的62.0%;水土流失以輕中度為主。

Ⅲ2——三峽庫區西段綜合治理帶輕中度水土流失區。該區位于庫區西段重慶主城區以外的低山丘陵區,以農業生產為主,是主城區的生態屏障,涉及重慶市渝北、沙坪壩、北碚、巴南、九龍坡和江津區的部分地區,地貌以丘陵為主。土地總面積 4 488.63 km2,耕地面積 1 501.24 km2,占土地總面積的33.4%,耕地中坡耕地面積 682.81 km2,占耕地總面積的45.5%;林地面積 1 355.70 km2,占土地總面積的 30.2%。水土流失面積 1 638.96 km2,占土地總面積的 36.5%,其中輕度水土流失面積 957.84km2,占該區水土流失面積的 58.4%;水土流失以輕中度為主。

Ⅲ3——三峽庫區西段水源涵養帶輕度水土流失區。該區位于重慶市江津區四面山保護區,土地總面積 578.70 km2,屬中山地貌;土地利用以林地和耕地為主,林地面積 214.12 km2,占土地總面積的 37.0%,耕地面積 188.61 km2,占土地總面積的 32.6%;水土流失面積 155.90km2,占土地總面積的 26.9%;水土流失以輕度為主。

4 水土流失分區防治對策

根據防治目標和各水土流失類型區的特點,科學布設水土保持措施,以達到綜合防治水土流失的目的。

在三峽庫區東段生態緩沖帶中度水土流失區(Ⅰ1)、三峽庫區中段生態緩沖帶輕中度水土流失區(Ⅱ1)和三峽庫區西段生態緩沖帶輕中度水土流失區(Ⅲ1)3個區內,采取營造環庫周水土保持林、坡耕地改造、坡面水系工程配套、修建攔沙壩和谷坊及溝道整治工程、布設水土流失面源污染防治試點等多種水土保持措施,強化水土保持監督執法,嚴格執行水土保持“三同時”制度管理,遏制人為水土流失。

在三峽庫區東段綜合治理帶中強度水土流失區(Ⅰ2)、三峽庫區中段綜合治理帶中度水土流失區(Ⅱ2)和三峽庫區西段綜合治理帶輕中度水土流失區(Ⅲ2)3個區內,開展以小流域為單元的綜合治理,建設高標準的基本農田,重點做好排灌溝渠、蓄水池窖和沉沙凼、田間道路等坡面工程的配套,提高水利化程度,開展集約經營,推行等高植物籬,提高土地的利用率和產出率,促進陡坡耕地退耕還林還草,最大程度地增加林草植被;有計劃地發展果園和經濟林,以達到改善農業生產基礎條件、促進群眾增收的目的。

在三峽庫區東段水源涵養帶中度水土流失區(Ⅰ3)、三峽庫區中段水源涵養帶輕度水土流失區(Ⅱ3)、三峽庫區西段水源涵養帶輕度水土流失區(Ⅲ3)3個區內,采取以沼氣池為主的能源替代措施加強對現有植被的保護,實行全面封禁,充分依靠大自然的力量實現生態的自我修復。

[1]廖純艷.三峽庫區水土流失防治的實踐與發展對策[J].中國水土保持,2009(1):1-3,51.

[2]長江水利委員會水土保持局,長江科學院,長江流域水土保持監測中心站,等.三峽庫區水土保持規劃[R].武漢:2009.