浙江省水土流失的時空動態研究

廖承彬

(浙江省水土保持監測中心,浙江杭州 310009)

浙江省是全國經濟發達的省份之一。2006年浙江省人均G D P達到 3 975美元,位居全國第四,是全國人均 G D P(2 039美元)的 1.95倍。另據第五次全國人口普查結果,2004年浙江省城市化水平達到了 54%,超過了世界平均城市化水平(50%)[1]。浙江是一個丘陵山區面積遠大于平原區面積的山區省份,大部分城市位于沿海和河谷盆地,由于土地資源的限制,目前大部分的經濟開發活動集中在丘陵山區,快速的經濟發展和特殊的地形結構形成的剪刀差錯位,使浙江省的水土流失在時空分布上發生了很大變化。本研究就經濟快速發展背景下人為加速水土流失的時空動態特征進行了分析討論。

1 水土流失特征的時空動態趨勢

1.1 水土流失強度的時空動態趨勢

1987、1997、2000、2004年,浙江省先后開展了 4次水土流失遙感普查。結果表明:浙江省水土流失總面積從 1987年的25 708.00 km2減少到 2004年的13 654.13 km2,平均每年減少669.66 km2,減少類型以輕度水土流失為主。中度以上水土流失面積先增加后減少,強烈以上水土流失面積呈遞增趨勢,其遞增趨勢在空間分布上出現兩個極端(表1),一個出現在貧困山區,如麗水地區坡度大于 25°的坡地;另一個集中發生在低丘緩坡地的經濟開發工程建設區,如溫州地區。2004年浙江省劇烈水土流失面積相比前幾次普查結果增長趨勢最為明顯,尤其杭州市區和溫州市區增長速度最快,其次是山地丘陵面積廣、經濟發展水平相對較低的衢州和麗水地區(圖1)。

表1 強度以上水土流失面積變化km2

圖1 劇烈水土流失動態變化

1.2 低丘緩坡地是水土流失的主要發生地

浙江省屬南方紅壤丘陵區,水土流失以水力侵蝕為主,局部地區存在滑坡、泥石流等重力侵蝕,沿海地區還有一定程度的風力侵蝕。2004年全省水土流失遙感普查結果顯示:全省共有水土流失面積 13 654.13 km2,占土地總面積的 12.95%,其中坡度＜8°的水土流失面積占到 10.3%,8°—25°的占 57.4%,大于25°的占 32.3%。全省水土流失主要發生在 8°以上的坡地,在8°—25°的坡地相對集中(圖2)。雖然不同地區水土流失分布的坡度比例有所差異,但總的趨勢是以低丘緩坡地為主要的水土流失區(圖3)。從水土流失的強度來看,強烈水土流失面積743.37 km2,主要發生在 15°—25°的坡地;極強烈水土流失面積306.50 km2,集中發生在 25°—35°的坡地(表2)。

1.3 不同土地利用類型的水土流失面積

根據土地利用類型的分類標準,對 2003年浙江省土地利用現狀進行了調查統計,將全省土地利用類型分為 9大類,其中耕地面積占 19.3%,園地占 5.4%,林地占 52.8%,牧草地占0.1%,其他農用地占 4.6%,居民點及工礦用地占 6.3%,交通運輸用地占 0.6%,水利設施用地占 1.4%,未利用地占 9.5%。2004年的水土流失遙感普查統計結果顯示,在上述土地利用類型中水土流失率最大的是林地(19.4%),其余依次為園地(9.5%)、牧草地(9.2%)、耕地(7.0%)、其他農用地(3.8%),居民點及工礦用地(0.5%)最小。從水土流失強度分布特征分析,各種土地利用類型中以坡耕地的強度以上水土流失面積所占比例最大,其次為工礦用地和其他用地。從不同土地利用類型水土流失面積的空間分布來看,林地水土流失面積在各個市區都占很大的比重,趨勢與全省相一致,其他各類用地在各個市區的比重各有差異(圖4)。綜上所述,浙江省水土流失的時空分布特征可概括為:水土流失面積小、強度大,強度水土流失空間分布分散、時間集中性強、動態變化速度快,低丘緩坡地水土流失面積廣、強度大、類型多樣,水土流失治理效益顯著,人為誘發性水土流失突出。

表2 不同強度水土流失面積 km2

2 水土流失時空分布特征的成因分析

浙江省的水土流失無論是在危害程度、誘發因素,還是在動態變化方面都被賦予了許多新的內涵,分析其成因是加強水土流失治理的基礎。

2.1 開發建設項目不同工期水土保持措施效益差異是強度水土流失面積波動的原因之一

浙江省水土流失時空變化特征的形成與其經濟發展模式、特殊的地形條件、水土保持工作歷史密切相關。自 20世紀 80年代以來,浙江省大力開展以小流域為單元,山、水、田、林、路相結合的綜合治理,水土流失面積大幅度減少,但隨著工業化和城市化進程的加快,各種類型的資源開發建設項目不斷上馬,開發建設項目誘發水土流失已成為浙江省新增水土流失的重要組成部分。開發建設項目誘發水土流失的主要方式可概括為三大類[2]:第一類,工程建設占用大量土地。一方面是在建設期內,建筑工地閑置和堆放建筑材料造成的水土流失;另一方面是為獲取建筑材料,在原材料產地大量堆放棄土(石)渣造成的水土流失。第二類,在道路建設過程中開挖邊坡、構筑人工邊坡、破壞下墊面結構,造成了嚴重的水土流失。第三類,隨著城市化的發展、勞動力的轉型和城市人口的增加,城市邊緣土地利用方式發生了很大變化,在土地利用轉型的過程中也會誘發水土流失。

杭州市和溫州市劇烈水土流失面積比例增長最快,這一現象與其經濟發展速度快、工程建設項目上馬力度大,而水土保持措施見效相對滯后密切相關。工程建設項目具有明顯的周期性,在施工期誘發水土流失較為嚴重,容易出現強度水土流失,主要呈線狀和點狀分散分布;竣工后植被恢復速度快,從而形成了水土流失時空動態變化速度快的特點,這與浙江省全面貫徹落實水土保持“三同時”制度以及優越的氣候條件有關。

以溫州市為例,浙江省 2005年水土保持監測公報顯示:2005年溫州市水土流失總面積和所占比例均位列浙江省首位,1987—2004年,雖然水土流失的總面積有所減少,但其中強度以上水土流失面積卻呈逐年增加趨勢,到 2004年強度以上的水土流失面積已經占到全市水土流失面積的 11.6%,水土流失面積也占到土地總面積的 34%以上。2004年的水土流失遙感普查結果也顯示:在浙江省水土流失嚴重的 24個縣區中,僅溫州市就占了 7個,其中市轄的甌海區(34.27%)和鹿城區(34.04%)更是位于全省前列。與水土流失狀況相反的是,這兩個縣級區的經濟發展速度很快,農民人均純收入在全省最高,其水土流失面積比例高、強度大的主要原因是工程建設項目上馬速度快、規模大,而相應水保設施的攔沙效益相對滯后。

城市化建設是工程開發建設的集中表現,浙江省城市建成區面積由 1998年的 827.54 km2擴展到 2004年的 1 891.82 km2。隨著城市化的快速發展,加之浙江省特殊的地理位置,決定了城市化發展必然要由近及遠向周圍丘陵山區滲透。在滲透過程中,城市周邊地區成為了人為活動強烈、土地利用轉型最快的地帶,在房地產開發上山、工業園區進溝、交通建設劈山開路、建材部門挖山取材、菜地爬坡、水田上山等活動迫使土地利用方式轉型的過程中必然會誘發不同程度的水土流失,同時加重了水土資源污染。目前,浙江省已開始進入人均 G D P從 3 000美元向 5 000美元邁進的重要階段,世界城市化規律表明這一時期是城市化的推進時期,說明浙江省在近幾十年城市化速度還會加快,城市化發展對水土資源和環境的影響也會不斷加大[4-5]。

2.2 農業經濟林開發建設是導致林地水土流失比重大的原因之一

植樹造林、提高植被覆蓋度是治理水土流失的主要措施,然而在浙江省卻出現了林地水土流失面積比重大的特殊現象,究其原因是受近 10多年來大力發展經濟林的影響。經濟林的經營和管理決定了其不同于一般的天然林和其他用材林。一是經濟林的單一性和單株生長的生理需求特點導致了其林相結構簡單、郁閉度低、截流能力差,限制了其控制水土流失的能力;二是林下鋤草、施肥、灌溉、剪枝等人為干擾頻率高的管理特點,造成了林下地面裸露、土壤板結入滲能力下降,失去了減少地表徑流的作用;三是經濟林的更替周期短,尤其是果樹林的更替更為突出,在林地轉換的初期植被覆蓋度很低,基本上無覆蓋,水土流失最為嚴重。

近幾年,浙江省各地丘陵山區大力發展經濟林,農民收入大幅度提高,但是在經濟林開發初期會誘發一定程度的水土流失。以竹林地為例,坡地竹筍是各地居民食用的主要蔬菜之一,德清縣的早竹園地超過 2 000 hm2,大部分是近 10年來種植的,因早竹園地要常年保持土質疏松,不能修成水平梯田,水土流失現象非常嚴重。例如,嵊州金庭鎮桃形李開發基地的水土流失問題較為典型,據 2005年 9月的中國水土流失與生態安全綜合科考紅壤區浙江考察組調查數據,金庭江流域面積 51 km2,現有水土流失面積 18.39 km2,其中中度和強度水土流失面積占到了水土流失總面積的 54%,且主要分布在靈鵝村、華堂村一帶的桃形李經濟林開發基地,浙西北的山核桃林地的水土流失也非常嚴重。據浙江省土壤侵蝕潛在危險性分析評價,浙江省56.69%的耕地面積屬于低潛在侵蝕危險性區域;而林地則不同,有 50.43%處在高潛在侵蝕危險區域,40.63%分布于中潛在危險性區域;園地面積的 68.2%分布在中高潛在危險性區域。

2.3 經濟發展和勞動力轉型是水土流失面積減少的原因之一

水土流失治理需要一定的經濟基礎,近幾十年來浙江省經濟飛速發展,省委省政府和各級領導非常關注水土保持工作,投入到水土保持領域的經費逐年增加,陸續開展的一些水土保持重點治理工程使水土流失面積大幅度下降。一個地區的水土流失狀況和該地區的經濟發展有著高度的相關性。在經濟發展的初期,區域產業結構以第一產業為主,工業結構處于初級產品和原材料加工階段,農業土地利用方式粗放,經濟的發展對水土資源的依賴性很強,但是經濟實力和人們對水土保持的理性認識很低,會從不同方面、通過不同方式對水土資源造成負面影響,導致水土流失的加劇和狀況惡化。在經濟發展的中期階段,產業結構發生了變化,第二、三產業的比重加大,對土地的依賴性降低,隨著經濟的發展,人們對環境的要求在提高,水土資源保護意識得到了增強,從而使得當地的水土流失狀況逐步得到減緩和遏制。到了經濟發展的高級階段,一方面坡地的利用方式轉型加快,人們通過高投資、精經營的開發方式提高單產、縮小面積,其余坡地退耕還林還草大大減少了水土流失;另一方面政府加大對水土保持和生態建設的投資,將水土保持工作提高到一個重要日程上來,加大了水土流失的治理力度,使水土流失的面積大幅度減少。

隨著經濟的發展和鄉鎮企業的興起,農村勞動力結構發生了較大轉變。2004年,浙江省從事農林牧漁業的勞動力只占農村勞動力總數的 39.3%,有 60.7%的勞動力外出打工或從事建筑業及其他非農行業,農村出現了許多棄耕坡地。近年來,很多農民自發地將所棄耕地實行土地利用方式轉變,其中趨向自然生態恢復的占大多數,部分實行轉移承包,將耕地轉為林草地,對坡耕地水土流失狀況的改善起到了促進的作用。

3 浙江省水土流失治理的重點調控建議

浙江省水土流失的主要原因不僅是過去常見的陡坡墾殖和砍伐森林,而且出現了許多例如土地利用結構調整、勞動力轉型等經濟發展過程中新的誘發因素。面對水土保持工作的新挑戰,應調整重點治理方向,采取更加積極主動和有針對性的治理措施。

3.1 加大開發建設項目水土流失防治力度,提高治理標準,縮短恢復期

在原有水土保持法律、法規和監督管理體系的基礎上,一要加大開發建設項目水土保持方案申報審批制度、“三同時”制度和竣工驗收制度的實施力度;二是要完善和提高水土保持方案編制的技術標準體系;三是要提高開發建設項目水土保持的投入資金,在開發建設區提倡實施以水土保持工程措施為主配以生態措施的綜合治理方法,提高地面復綠率,力爭縮短恢復期,最大限度地遏制由開發建設項目誘發的新的水土流失。

3.2 改變常規的經濟林經營方式,減少林地的水土流失面積

鼓勵和教育農民不要只顧眼前利益,要應用科學方法和生態學知識經營經濟林和園地。采取林灌草相結合的多層林相結構,選擇在時間上相互接應和空間上互不爭光、爭水、爭肥的品種,實行林下免耕,增加植被的覆蓋度和地面枯枝落葉層的厚度,提高土壤的入滲和蓄水能力。經濟林地不同于其他林地,科學的管理是必需的,因此要配套必要的水土保持工程措施,削減坡面徑流,減小徑流的侵蝕能力。

3.3 加強棄耕坡地的管理,大力推行坡耕地層層攔蓄的水土保持措施體系

對棄耕坡地的管理和治理應在保證土地政策不變的前提下實行村鎮統一管理或轉移承包和調整土地利用方式,實施人工輔助的生物措施,改種多年生、覆蓋度大、易管理的林草樹種,既能保證棄耕坡地的充分利用,又發揮了棄耕坡地生物措施保持水土的作用。

對坡耕地的水土流失治理應采取層層設防和工程、農業、生態綜合防治措施。首先在坡面和溝頭修建水土保持工程措施,進行坡改梯建設。在溝谷修建截水溝、沉沙池、蓄水池等小型水利水保工程,加強溝頭防護,控制溝壑發展。按照 “截、引、排、蓄”相結合的原則,綜合配置坡溝徑流調控體系,攔蓄和排泄坡面徑流,減少坡面水土流失。其次在實施工程措施的基礎上,對于坡度小于 20°的坡地,調整其土地利用結構,實施農業耕作措施,進行季節性作物調整,減少地面裸露時間;對于大于20°的坡地,提倡實施水土保持生態修復,加強林草植被建設及管制的改進,減少人類對生態系統的干擾;尤其是對于 25°以上的坡地,要實行退耕還草還林和封山育林,依靠生態系統本身的自組織和自調控能力,使部分或完全受損的生態系統恢復到相對健康的狀態。

3.4 加大生態移民力度,加快水源地水土流失防治是確保飲用水源地安全的重要途徑

在一些自然條件惡劣、貧困落后的山區,動員和鼓勵村民進行生態移民。根據當地的實際情況進行移民規劃:從山坡移到溝川,實行封山育林等水土保持措施;從山區移到平川,進行全流域三位一體的水土保持生態修復,確保飲用水源地安全。同時,總結之前生態移民的成功經驗,加大移民力度,提高經濟補償標準,完善生態移民的準則規程和經濟補償機制。

[1]徐立.土地資源短缺背景下浙江城市化的發展模式[J].經濟論壇,2006(11):23-25.

[2]張麗萍,張銳波,柳云龍.城市擴建誘發水土流失的空間地理場分析[J].水土保持通報,2002,22(6):20-22.

[3]仇保興.國外城市化的重要教訓[J].城市規劃,2004(4):8-10.

[4]仇保興.國外城市化的重要教訓(續)[J].城市規劃,2004(5):8-19.

[5]王治國,張云龍,劉徐師,等.林業生態工程學——林草植被建設的理論與實踐[M].北京:中國林業出版社,2000.