窟野河沙棘生態(tài)減沙工程準格爾旗項目區(qū)監(jiān)測成果分析評價

鄭 忠

（內(nèi)蒙古自治區(qū)準格爾旗水土保持局，準格爾 010300）

1 項目區(qū)概況

窟野河為黃河的一級支溝，位于黃河流域中上游的右岸，屬多沙粗砂區(qū)范圍，準格爾旗項目區(qū)為窟野河流域的上游（見圖1），項目區(qū)屬于黃土和砒砂巖丘陵溝壑區(qū)，項目區(qū)地貌特點為上下游落差大，土層覆蓋薄，溝壑發(fā)育，地形支離破碎，溝壑縱橫，砒砂巖裸露，水土流失嚴重。準格爾旗項目區(qū)流域面積為1058.07km2，水土流失面積為952.26km2，多年平均侵蝕模數(shù)為11400t/（km2·a），年徑流量0.92億m3，年輸沙量0.11億t；多年平均降水量380mm，多年平均蒸發(fā)量為2078.3mm，區(qū)內(nèi)干燥多風。

圖1 窟野河流域沙棘減沙工程準格爾項目區(qū)位置圖

項目實施前準格爾旗項目區(qū)植被蓋度為14.6%，林地面積為0.84 萬hm2。流域內(nèi)天然草地由于過度放牧而導致土地生產(chǎn)力極低，草場退化嚴重，土地資源利用率低，現(xiàn)有林地、農(nóng)地、人工草地的土地利用率只有21%，而荒地卻占了61%，其它用地占17%，土地利用結(jié)構(gòu)不盡合理，特別是近年來的濫墾亂伐、公路修建、礦產(chǎn)開采等造成了嚴重的水土流失，一遇暴雨極易形成水土流失，一遇大風極易形成沙塵暴，流域內(nèi)現(xiàn)有人口為4624人。

窟野河沙棘生態(tài)減沙工程2008年開始實施，建設(shè)期為5年，2008～2012年。準格爾旗項目區(qū)分3 個類型區(qū)，其中裸露砒砂巖區(qū)1023.01km2，黃土丘陵溝壑區(qū)33.09km2，風沙區(qū)1.86km2，準格爾旗項目區(qū)治理任務為2.95萬hm2，其中裸露砒砂巖區(qū)2.8萬hm2，黃土丘陵溝壑區(qū)0.1萬hm2，風沙區(qū)0.05萬hm2。共涉及11 條小流域，三個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

2 項目監(jiān)測的主要內(nèi)容及方法

2.1 監(jiān)測內(nèi)容

監(jiān)測內(nèi)容主要包括3 方面：（1）項目區(qū)現(xiàn)狀和期末宏觀情況監(jiān)測，（2）項目實施過程監(jiān)測，（3）項目實施效果監(jiān)測。

2.2 監(jiān)測方法

采用遙感影像數(shù)據(jù)監(jiān)測宏觀信息，在廣泛收集項目區(qū)自然、社會經(jīng)濟和小流域水土流失資料的基礎(chǔ)上，采用2009年夏秋季遙感數(shù)據(jù)，對項目區(qū)現(xiàn)狀采集各流域水土流失主要因子背景值。以年度為周期，對項目實施的沙棘種植成果開展監(jiān)測。監(jiān)測將采用實地全面調(diào)查、專題實地調(diào)查、典型溝道觀測，多數(shù)據(jù)源相結(jié)合的方法監(jiān)測項目實施活動。在GIS 地理信息技術(shù)支持下，匯總和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)處理采用數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計概化方法。

2.3 成果分析方法

成果分析包括圖像數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表分析。

圖形數(shù)據(jù)：單幅地形圖上要準確反應出流域名稱、流域界線、圖班位置、圖班號、面積、實施年度、流域匯總面積等信息。

數(shù)據(jù)表分析：主要數(shù)據(jù)表有監(jiān)測分區(qū)表、社會經(jīng)濟狀況表、小流域劃分及現(xiàn)狀、項目治理任務、降雨數(shù)據(jù)表、植被蓋度治理度表、成果進度表、工程投資表、管護撫育表、生態(tài)效益分析表、減沙效益分析表、經(jīng)濟效益分析表、典型農(nóng)戶調(diào)查表及輔助表、苗木數(shù)量控制表。

2.4 監(jiān)測過程

2.4.1 苗木質(zhì)量監(jiān)測

項目區(qū)苗木質(zhì)量要求主要反應在5個方面：

1.苗木地徑以上高度≥25cm；

2.苗木地徑以上的粗度≥3mm；

3.苗木根系要發(fā)達，有側(cè)根3條以上；

4.苗木無機械損傷、無腐爛黑根現(xiàn)象

5.防止在運輸過程中苗木失水，必須將苗木假植在潮濕陰冷通風的地方，保證苗木的活力不受影響。

準格爾旗項目區(qū)在5個實施年度（2008～2012年）共使用1年生實生沙棘苗木7481 萬株，1年生扦插沙棘苗木362萬株，苗木全部經(jīng)過建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位三方共同驗收，苗木質(zhì)量全部達到Ⅰ級苗木標準，各個管理環(huán)節(jié)到位。

2.4.2 種植成果監(jiān)測

5 個實施年度（2008～2012年）在3 個監(jiān)測分區(qū)內(nèi)共完成3.08萬hm2的種植任務，其中砒砂巖溝壑區(qū)完成2.99hm2、黃土丘陵溝壑區(qū)完成0.08hm2、風沙區(qū)完成0.01hm2。監(jiān)測周期為1年，監(jiān)測方法是實地采用1 萬地形圖勾繪圖班，GPS 輔助定位，采用CAD量算面積，造表匯總成果。

每年沙棘種植后，以小流域為單元，進行實地逐地塊調(diào)查，將質(zhì)量合格的種植地塊勾繪在1∶10000的地形圖上并記錄在監(jiān)測系列表中，要求勾繪的圖班面積準確率必須達到90%以上。實地用GPS采集圖班點并采用CAD 上圖，確定種植地塊的分布并計算出地塊面積。圖上所反映的信息見圖2。

圖2 2013年暖水項目區(qū)沙棘種植監(jiān)測成果圖

2.4.3 進度監(jiān)測與勞動力平衡

根據(jù)年度計劃任務確定勞動力數(shù)量，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)組織當?shù)貏趧恿Σ⒎峙涞礁鱾€流域進行沙棘種植，勞動力短缺的鄉(xiāng)鎮(zhèn)從周邊地區(qū)調(diào)配，保證種植任務按計劃完成。

進度監(jiān)測主要反應在勞動力是否組織充足，由于造林有季節(jié)性，也有時間限制，所以在種植期必須有充足的勞動力來保證進度，一般一個種植季按55d計算，一個勞動力平均每天可種植3畝，10000畝的種植任務需配備60個勞動力，各年度投入勞動力情況見表1。

表1 項目區(qū)實施年度使用勞動力情況

3 監(jiān)測成果分析與評價

3.1 沙棘種植數(shù)量與分布監(jiān)測

準格爾旗項目區(qū)5個實施年度（2008～2012年）在11條小流域內(nèi)共累計完成沙棘種植面積3.08萬hm2，詳見表2。

在5個實施年度期間，準格爾旗項目區(qū)共完成沙棘種植3.08萬hm2，其中沙棘經(jīng)濟林0.64萬hm2，沙棘生態(tài)林2.44萬hm2，當年成活率為80.5%；截止2013年12 月，項目區(qū)沙棘保存面積為2.5 萬hm2（表3）。項目區(qū)治理度32.3%，增加林草植被覆蓋率29.1%，土地利用結(jié)構(gòu)中，林草、荒溝地由原來的1∶8 變?yōu)楝F(xiàn)在的1∶3；水土流失嚴重的荒溝變?yōu)橛袃r值的沙棘林地。

表2 各流域種植成果

表3 各年度種植面積和保存面積

3.2 經(jīng)濟效益分析與評價

項目的直接經(jīng)濟效益為沙棘林產(chǎn)果、產(chǎn)葉量和在實時市場價格背景下的經(jīng)濟價值，項目經(jīng)濟效益監(jiān)測，將通過在沙棘掛果林中，抽取樣方調(diào)查產(chǎn)量和市場調(diào)查價格的途徑進行。到2015年產(chǎn)果量可達到1.69 萬t（根據(jù)實驗測算每畝可采90kg，可采面積為50%），產(chǎn)葉量可達到0.94萬t（根據(jù)實驗測算每畝可采50kg，可采面積為50%）。

根據(jù)實驗樣方調(diào)查推算出各年度可采沙棘果、葉量，到2015年沙棘果、葉量將達到高峰，詳見表4。充足的沙棘原料給沙棘企業(yè)提供了堅實的基礎(chǔ)，沙棘產(chǎn)業(yè)的開發(fā)和企業(yè)拉動使生態(tài)項目有了保證。

3.3 保水減沙效益潛力分析

準格爾旗項目區(qū)多年平均侵蝕模數(shù)為11400t/km2，監(jiān)測效益起算時間為2011年，植物措施減沙率和攔蓄徑流率按80%測算，到2015年項目區(qū)每年的減沙量達到228.16萬t，攔蓄徑流達到1744.83萬m3。

沙棘林對攔蓄徑流和泥沙具有顯著的作用，沙棘林可防止雨滴直接擊打地面，減少因雨滴擊濺引起地面土壤結(jié)構(gòu)破壞而造成的水土流失；當徑流經(jīng)過茂密的沙棘林時，增加了徑流的阻力，降低了徑流的流速和動能，使徑流中的泥沙大量沉積于沙棘林中，起到蓄水保土的作用，實地觀測溝道里3年以上的沙棘林每年淤積泥沙厚度為10～15cm。減沙量和攔蓄徑流量的計算公式分別為：

表4 項目直接經(jīng)濟效益

式中：V攔為沙棘減沙量（萬t）；V徑為沙棘攔蓄徑流量；S保為沙棘保存面積（萬hm2）；MS為侵蝕模數(shù)（萬t/km2·a）取1.14萬t/（km2·a）；h為徑流深（mm）取69.7mm；0.8為攔沙率和攔蓄徑流率。

到2015年沙棘林全部發(fā)揮效益，年可攔沙228.16萬t，詳見表5。

表5 各年度效益

3.4 生態(tài)效益監(jiān)測

通過項目的實施，項目區(qū)內(nèi)植被覆蓋度增加了29.1%，治理度增加了32.3%，每年增加了地表腐殖質(zhì)0.5～1.5cm，增加了土壤的粘結(jié)度，沙棘有很強的固氮能力，能增強土壤肥力。各小流域詳細數(shù)據(jù)見表6。

表6 各小流域新增植被覆蓋率和治理度

大部分荒溝變成了有生態(tài)效益和經(jīng)濟價值的沙棘林地，沙棘林豐富了植物資源，給野生動物的生存提供了良好條件，項目區(qū)出現(xiàn)了新的野生動物，生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。

3.5 社會效益

項目的實施給當?shù)剞r(nóng)民致富提供了條件，參與項目的農(nóng)戶平均每年每人增收4300 元，項目區(qū)內(nèi)的農(nóng)戶平均每人每年增加收入547元，提高了家庭經(jīng)濟收入和生活水平，改善了生產(chǎn)條件。

共選取典型農(nóng)戶24戶，其中參與項目的13戶、沒有參與項目的11 戶，對典型農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營和家庭情況、參與項目活動的內(nèi)容和數(shù)量、直接經(jīng)濟收入、項目帶來的經(jīng)濟收入、年消費情況進行了跟蹤調(diào)查。調(diào)查的結(jié)果是參與項目的農(nóng)戶經(jīng)濟收入比沒有參與項目的多30%左右，參與項目的農(nóng)戶一半以上的經(jīng)濟收入來源于項目，且恩格爾系數(shù)為0.43，說明這些農(nóng)戶達到了小康生活（沒有參與項目的農(nóng)戶平均恩格爾系數(shù)為0.51）。

4 結(jié)論與討論

本次監(jiān)測突出該項目沙棘溝道攔截泥沙監(jiān)測兼顧項目其他效益監(jiān)測，項目監(jiān)測結(jié)合窟野河流域在項目實施期的水沙運動以及降雨等資料進行動態(tài)監(jiān)測，經(jīng)過5年（2008～2012年）連續(xù)監(jiān)測完成了窟野河流域沙棘減沙工程準格爾旗項目區(qū)的監(jiān)測任務。監(jiān)測技術(shù)可行、經(jīng)濟合理，技術(shù)落線符合實際項目的需求。

（1）準旗項目區(qū)在11 條小流域內(nèi)5年共完成3.08 萬hm2種植任務，成活率達到80.5%，保存面積為2.5萬hm2，保存率為81.2%。

（2）5 個實施年度共有640 余人參與項目的實施，共投入勞動力14.81萬工日，培訓種植農(nóng)戶400余人次，項目區(qū)農(nóng)戶平均每人每年通過項目增收457元。

（3）到2015年項目區(qū)每年的減沙量達到228.16萬t，攔蓄徑流達到1744.83 萬m3，給黃河的淤積減輕了壓力，每噸清淤費按1.5 元計算，每年節(jié)約清淤費342.24萬元。

（4）項目經(jīng)過5年的實施使準格爾旗項目區(qū)植被蓋度增加了29.1%，治理度達到了32.3%。當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境得到了較大的改善，增加了空氣濕度，生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡。

（5）項目的經(jīng)濟效益主要反應在沙棘林產(chǎn)果量和產(chǎn)葉量上，到2015年項目區(qū)可采果量將達到1.69萬t，可采葉量將達到0.94 萬t。這將為沙棘產(chǎn)業(yè)的開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)，項目區(qū)的農(nóng)戶從中可以受益。

[1]杜文嫣.中國水土保持探索與實踐[C].北京：中國水利水電出版社，2005，378-383.

[2]郭連生.荒漠化防治理論與實踐[C].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學出版社，1998，1-7.

[3]中華人民共和國水利部.水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程[Z].SL277-2002.