尋甸縣牛欄江流域水土流失綜合治理技術研究

陳加強

(云南省尋甸縣仁德街道辦林業管理服務中心,云南 尋甸 655200)

尋甸縣牛欄江流域水土流失綜合治理技術研究

陳加強

(云南省尋甸縣仁德街道辦林業管理服務中心,云南 尋甸 655200)

摘要：分析了尋甸縣水土流失的現狀,從地質、地形、地勢、植被、降雨、毀林開荒、資源開發利用,植樹造林等多方面剖析水土流失造成的原因。指出了治理牛欄江流域水土流失不能急于求成,必須實施綜合治理,才能從源頭上控制水土流失的產生,使經濟穩步、快速、健康發展。

關鍵詞：水土流失;治理;牛欄江;尋甸

中圖分類號：S157.2

文獻標識碼：A

文章編號：編號：1674-9944(2015)09-0032-04

收稿日期：2015-07-07

作者簡介：陳加強(1978—)，男，云南尋甸人,工程師,主要從事水土保持、森林資源培育、森林生態、森林調查工作。

1引言

牛欄江屬長江水系,是金沙江右岸一級支流,流經尋甸縣東部,主要支流有馬龍河、長沖河等,發源于羊街鎮,在羊街鎮境內呈北南流向,進入塘子鎮后,由南向北流注入金沙江,境內全長87 km,徑流面積1133 km2。

2012年12月1日起施行的《牛欄江保護條例》把牛欄江德澤水庫壩址以上集水區域列為牛欄江流域上游保護區。把牛欄江上游保護區又劃分為水源保護核心區、重點污染控制區和重點水源涵養區,尋甸全境基本都在這個區域內。特殊的地理位置及地質地貌決定了尋甸縣生態地位的重要性。通過尋甸牛欄江流域綜合治理,不僅可以增強滇池水動力、改善滇池生態狀況,而且可以大幅度提升牛欄江流域及尋甸縣森林質量和生態功能,對構建長江上游生態屏障,保障國家大江大河安全,確保重點水利工程生態安全,具有不可替代的重要作用。

2水土流失的原因

產生水土流失的原因很多,造成的危害和程度也不一樣,其中自然原因有:地形、氣候、降雨、土壤性狀、地質構造等;人為因素有:人口的增加、能源需求、亂砍濫伐、毀林開荒、工程建設等。尋甸屬國家級貧困縣之一,土地貧瘠、資源缺乏,在這種狀況下人口的增長和資源的匱乏、林地和耕地、封山育林和群眾放牧等矛盾沖突日益加劇,大面積的森林被砍伐,導致生態系統平衡失調,植被被破壞,土地裸露,土壤流失嚴重。水土流失由輕度的面蝕到溝蝕,逐漸發展成危害極大的泥石流。

2.1　地質巖性及坡度

尋甸縣地形反差大,各種巖類出露齊全,斷裂密集。牛欄江流域受小江東西支斷裂穿境而過的影響,構造運動強烈,造成全流域內巖體破碎,完整性差,又由于巖性松軟,易風化的松散巖類面積大,在干旱、暴雨等自然因素和人為活動的影響下,加劇了土地的侵蝕發展。另外尋甸境內山地面積較大,坡度陡,植被被破壞后表土極易流失,形成輕度的面蝕,為水土流失的發生產生了條件。

2.2　植被

尋甸天然植被由生長巨大的喬木、常綠灌木、草本植物和地衣植物等組成,形成良好的生態平衡系統,對水土保持、涵養水源等有著非常重要的作用。但由于人為影響,森林遭到大面積的砍伐,地表植被遭到嚴重的破壞,大量的土壤裸露在外,經過風吹日曬、雨水的沖刷等原因,加劇了水土流失的發生,這是尋甸水土流失的主要原因之一。

2.3　降雨

尋甸縣降雨多集中在6~9月,部分地方在雨季日降雨量可達100~200 mm。在復雜的地貌影響下,大部分地方易形成單點暴雨。在金源鄉,歷史上60 min降雨量極值達48.5 mm,在松散巖體和植被稀少的土壤上,降雨量達20 mm的便可產生徑流,在地表徑流的沖刷下,不但造成大量的面蝕和溝蝕,還會產生大面積的滑坡和泥石流。

2.4　毀林開荒

尋甸縣坡耕地面積921 069.8畝,其中坡度大于25°以上的耕地面積175 637.2畝,坡度在16~25°之間的耕地面積177 523.1畝,坡度在6~15°之間的耕地面積328 193.7畝。在牛欄江兩岸絕大部分耕地是陡坡地,這些陡坡地大多分布在經濟和文化不發達的地區,這里毀林開荒、陡坡耕種、輪歇等落后的生產方式比較普遍,廣種薄收,糧食產量低而不穩,不僅不能給農民增加收入、擺脫貧困,而且還造成生態環境的惡化,水土流失嚴重。農民失去賴以生存的土地,使本來就困難的生活更加的貧困,造成惡性循環。

2.5　不合理的資源利用

在經濟發展過程中,人們對資源、環境、經濟三方面的認識不足,在資源開發利用上協調處理不當,只顧眼前利益和局部利益,不惜以犧牲生態環境為代價來達到目的,致使森林植被遭到破壞,從而造成更多的水土流失。特別是在尋甸縣這樣一個經濟比較落后的地方,各種矛盾非常突出,不合理利用資源的情況更是嚴重。

2.6　營林措施粗放,林種、樹種結構單一

尋甸縣是一個實行民族區域自治的地方,相應的法律法規在貫徹、執行的過程中有一定的變通權,沒有完全發揮其法律效用。這樣使得管理的難度增加,缺乏有較措施來規范那些破壞生態的行為。近年來,為有效地遏制水土流失,各級政府將水土保持作為一項基礎工程來抓,大量營造以水土保持為主的植被。雖然植樹造林是恢復植被的主要手段,但在營林生產過程中,一是對整地方式與水土保持的關系不夠重視;二是由于投入的可開發利用的樹種沒有得到很好的利用,林種結構不合理,大面積營造純林,特別是針葉林,難以實現天然林的防護效果;三是造林工程驗收后,管理相對弱化,造林成果鞏固不好,沒有發揮應有的效用。

3水土流失造成的危害

3.1　養分流失嚴重

水土流失造成大量的氮、磷、鉀肥的流失,使土壤形成干、酸、瘦、薄,肥力下降,土層變薄,嚴重影響農業生產。全縣僅金源、甸沙、六哨、先鋒、功山5個鄉(鎮)每年因水土流失的有機質達0.6萬 t,其中流失氮0.07萬 t,流失磷0.09萬 t,有效鉀流失0.1萬 t,水土流失使有效的土地面積減少,農業利用價值降低,增加了農業生產的投入,這都是水土流失造成的危害。

3.2　河床升高、河流改道

由于水土流失,導致尋甸河床升高、改道、水庫淤積,影響河道的輸水和水庫的蓄水能力,縮短各種水利工程的使用壽命,無形中增加了不必要的重復投資。

3.3　土地水源涵養能力下降、災害頻繁

由于水土流失,致使土地、水源涵養能力下降,洪澇災害的頻繁,使部分地方失去了生存條件,加劇了貧困的進程。僅金源鄉、甸沙鄉平均每年暴發大小泥石流就達20多次,沖毀良田上千畝,損失糧食300萬 kg,淹埋溝渠80多條,每年經濟損失100多萬元。由于生態的惡化,抵御自然災害的能力下降,災害的發生頻率較大,嚴重影響了群眾的生產、生活。

4小流域綜合治理技術

小流域是泥石流主要發源地,小流域的治理是治理泥石流的基礎。由于雨水的急劇沖刷形成片蝕,由片蝕匯集形成比較小的溝蝕,然后再形成較大的侵蝕溝,最后形成小型的泥石流。針對尋甸水土流失實際,對牛欄江流域的治理宜采取以下8項技術措施。

4.1　小流域治理的規劃設計

一般情況下,小流域治理的范圍是兩山夾一溝,若流域面積大可分為多個山頭夾一溝,最后匯合成一條主侵蝕溝。在規劃設計中要打破地域界,以流域為總體治理單元,按照統一規劃,統一布局的原則對流域進行全面的踏查,了解水土流失產生的主要原因,對流域區內的各種地類進行區劃,編制作業設計實施方案,以小班為單位進行作業施工。

4.2　流域內的造林樹種選擇

通過區域定為荒山的地段,要嚴格遵守造林規程,選擇一些防護效果好,根系發達,冠幅較大的樹種作為主要造林樹種,輔以一些生命力旺盛的灌木樹種和一些適生范圍廣泛的草本植物進行種植,做到喬灌草結合。尋甸縣適宜種植的喬木樹種主要有云南松、華山松、旱冬瓜、滇青岡、麻櫟、滇楊。灌木主要有矮楊梅、棠梨、火把果、云南含笑等。在荒山及陡坡地造林樹種選擇中,必須嚴格遵循適地適樹的原則,根據不同的立地條件、土壤、海拔、氣候特征進行綜合分析,選擇適宜于本地生長,防護效果好的喬木、灌木及草帶。

4.3　小流域林種結構調整

在整個流域范圍內,可能存在有林地、疏林地、灌木林地、宜林荒山、放牧地、耕地。在林中結構調整中,要充分考慮各種因素,對流域內的土地利用進行充分合理的規劃布局,對防護林、用材林、薪炭林、經濟林所占比例進行最大范圍的優化調整,使林種結構逐步趨于合理,緩解各種爭執的產生。一般情況下,生態林、用材林、薪炭林、經濟林的比例為6∶2∶1∶1,不同的區域可適當的進行調整。為了達到水土流失治理的目的,一般生態林的比例不應低于70%。

4.4　小流域造林措施

4.4.1造林整地

在小流域治理造林中,造成林地塊一般是生態環境較惡化的地方,在整地中一般采用穴狀整地而不要采用全面整地和大面積破壞現有植被的整地方式,在陰坡一般是沿等高線進行不規則的整地,樹塘應呈“品”字型配置,或按品字形帶狀設置水平溝,帶寬、帶間距及水平溝的規格按當地10年一遇的最大徑流量確定。一般情況下每帶寬10~15 m,水平溝長2 m、寬0.8 m、深0.6 m。一般根據不同的樹種確定不同的造林密度、塘的大小、深淺、在每行造成林地段中留一行灌木草帶,在灌草帶造林密度應加大,灌草結構可由兩行草和一行灌木組成,帶寬為40 cm,草叢間距為20 cm,灌木間距為100 cm。陽坡一般采用魚鱗坑整地方式,規格、帶寬、帶間距仍按攔截10年一遇的標準確定,魚鱗坑長徑0.8 m、短徑0.6 m、深0.5 m,如圖1所示。

圖1　水土保持治理模式

4.4.2造林栽植

在造林栽植中,分別根據不同的樹種確定塘的深度。喬木樹種的栽植一般以根系舒展為宜,不宜過深也不宜過淺。過深導致塘內集水爛根,過淺由于雨水沖刷而使根露出土壤表面死亡。造林時回填土要填滿、壓實、不能用塊狀土或死土復塘,要充分利用周圍的熟土和肥力較好的表土作回填土。并將苗向上提起一點,保證主根伸展(這是相對于裸根苗來說,容器苗壓實即可不必提根)。陡坡地造林和干旱較嚴重的地方,將整地時挖出的塊狀土、草根或周圍的細石在塘的下方圍成一個半圓的堰以利于保持水土。灌木造林中,根據灌木生長的根系確定塘的大小和栽植的深度。種植草帶一般以條狀點播為宜,塘過深影響草的蔭發,過淺則被雨水沖跑。復土時,要求土壤必須整細,以保證草的正常生長(圖2、圖3)。

圖2　穴狀整地

圖3　魚鱗坑整地

4.4.3造林的管理

造林后,管理是關鍵,對造林地塊要安排專門的護林員,實行嚴格的封禁管理。禁止牛、羊等牲畜危害,對造林要及時進行檢查、補植,特別是陡坡種植的草帶要認真觀察,出現死亡要及時補種,造林要求成活率不低于85%,種草成活率不能低于60%。

4.5　小流域內的經濟林栽植和混農林的推廣

在流域區內,對嚴重水土流失的農地,可根據當地的具體條件而定,一方面可以爭取退耕還林,另外還可進行林糧間作,即在農地中種植一定的經濟林樹種,如板栗、核桃、花椒及其它經濟林果,種植的方式可采用規格化種植,在造林密度選擇上,可根據樹種的冠幅而定,株距可適當縮小,行距可適當加大,一方面不影響農民的正常耕作,另一方面可林糧間作增加群眾的經濟收入。同時對水土流失也可得到有效的控制。

4.6　小流域內毛細沖溝的治理

水土流失較嚴重的小流域內毛細沖溝一般分布較廣,而且程度不一。為了有效的控制毛細沖溝對侵蝕溝泥沙的輸入,治理侵蝕溝,首先必須對毛細沖溝進行治理。在治理毛細沖溝時,本著從上到下,從簡從便的方式進行。對小沖溝利用生物小壩或就地取材堆砌小石壩,對泥沙進行層層攔截,使泥沙層層瓦解,最后使輸入主侵蝕溝的泥沙減少到最小值。堆砌小攔砂壩的距離根據坡度的緩急和泥沙流量而定,越密其效果越好,一般情況2~5 m一道。小攔砂壩的高度以溝的深度一樣,一般以能有效控制泥沙為宜。

在沖溝較深的地方,除用石頭支砌小攔砂壩以外,還可用滇楊、火把果等萌生能力較強的樹樁作為樹籬,然后種植一些灌木,編成籬笆狀,以對輸入的泥沙進行攔截。多數樹籬樁在雨水條件較好的情況下,通過泥沙的堆集,堆埋,可以成活長成大樹,從而使攔沙效果明顯增強,生物攔砂壩可根據地形及現地材料而定,一般5~10 m設一道,攔沙效果較好。

4.7　侵蝕溝的綜合治理

侵蝕溝是小流域匯水和泥沙流經的主要地段在侵蝕溝治理中,主要以工程治理為主,然后輔以一定的生物治理。侵蝕溝的治理,首先在選定治理的范圍內,進行詳細的現場考查,根據面蝕、溝蝕現狀確定綜合治理方案,現場調查時必須解決好以下問題:

4.7.1根據水量、泥沙量的大小和面蝕治理情況再進行綜合考慮

一般在水流平緩的兩條主侵蝕溝的交匯下方設立攔砂壩。在攔砂壩外業調查中,要對其溝深、寬度先進行細致的測量、記錄,然后根據泥沙量的大小確定該砂壩的高度、厚度。在計算中要求盡量精確。壩體較小起不到攔沙的效果,或被泥沙沖垮,壩體過大造成不必要的經濟損失。一般情況下,一道攔砂壩5~7年可填滿為宜。

4.7.2在侵蝕溝兩側合理栽植適生樹種

在侵蝕溝的兩側可設計一些如滇楊、圣誕、水冬瓜、柳樹等耐濕性樹種,進行非規格化栽植,能種一棵種一棵,能種兩棵種兩棵。壩塘中也可種植一些比較大的滇楊樹樁,但不能種植比較小的苗木,以免泥沙堆集時被淹埋,造成不必要的浪費。

4.7.3合理編制預算

內業編制小流域綜合治理示意圖,測算攔砂壩的材料費、工時費,編制施工作業設計,制作施工圖紙,預算投資金額。

4.7.4根據侵蝕發育程度及危害程度科學設計攔砂壩

在設計中,攔砂壩的規格要求視侵蝕溝發育程度和對溝外農田、村莊的危害程度,于局部支溝交匯處或侵蝕溝的溝口修筑大型石料干砌成漿砌攔砂壩。壩體外側為階梯形狀,上部呈凹狀,上部表面用高標號砂漿封頂,使攔砂壩不積水,又可阻擋泥沙,壩體的高度一般以上一道壩的壩腳平行,也可稍微高一些,對上道壩起保護作用。為減少水對壩腳的沖刷,造成壩體倒塌,在施工中必須對壩體進行清基,使壩體基礎深入土壤中1m左右,確保壩體堅固耐用。

4.8　小流域內封山育林管護

有林地、疏林地、灌木林地是小流域內的主要組成部分,要使流域內水土流失得到有效控制,必須對流域范圍內的林地實行全面封禁禁止砍伐、禁止放牧、鋤草、積肥等破壞森林植被的人為活動。對部分林窗現象實行封育補造,造管結合。對純林進行林分改造,間種一些落葉樹種和灌木樹種,增加森林的防護效益。

5小流域綜合治理的結果分析

流域綜合治理,是應用生物措施和工程措施相結合的辦法,對生態比較脆弱的地區實施的生態工程治理,它是以小流域為治理單元,通過認真的調查分析,在流域內采用多種形式的治理方式,宜農則農,宜林則林、宜草則草,宜灌則灌、宜壩則壩,造林時采用沿等高線營造草灌喬林帶是小流域綜合治理的治理模式,在營造林帶后,在林間種植一灌草帶的科學合理的布置方式,有利于保留和恢復原有植被,增加生物多樣性,利于形成穩定的生物群落類型,對于阻攔雨水對泥沙的沖刷起到很好的保護作用。小沖溝的治理,是利用生物和簡單易行的工程措施,對小沖溝的泥沙進行層層攔截,控制泥沙直接沖入侵蝕溝形成泥石流。溝蝕的治理是利用工程措施,將流入侵蝕溝的泥沙進行屯集,然后再種植一些耐濕性好的樹種以固定泥沙,保護壩體。小流域綜合治理是一項比較省工、省錢而且效果比較好的工程措施,通過對小流域實施綜合治理,能比較有效控制區域內的水土流失,保護農田、河流、水庫,改善小區內氣候,提高農民的糧食產量和經濟收入,使區域內生態環境逐步趨于平衡。

6小流域綜合治理的成果

通過這些年的綜合治理,尋甸縣在治理水土流失方面取得了很大的成績。共完成治理面積約1 256.38 km2,其中營造水土保持林600.2 km2、退耕還林500.84 km2,種植經濟林120.12 km2,種草35.22 km2,修建攔砂壩10座,每年減少侵蝕量39 874 t。現在被淹埋的田地正在逐步恢復利用,泥石流的已基本得到控制,地表植被正逐步恢復,生態環境明顯改善。但是由于各種原因,有些治理成果被破壞,在加大治理的同時,還要加強相關政策法規的宣傳和有關配套工程的落實及嚴格管理。必須要把小流域治理作為長抓不懈的工作來做,在鞏固治理成果的同時,還要繼續加大防治力度,將小流域治理與高新技術應用相結合,把預防、保護、治理與開發利用結合起來,使該縣的生態環境治理、保護得到更快更好的發展。

參考文獻：

[1] 國家林業局.西部地區林業生態建設與治理模式[M].北京:中國林業出版社,2000(5).

[2] 王禮先.流域管理學[M].北京:中國林業出版社,2003(5).

[3] 中德合作造林專家組.尋甸縣中德合作造林項目面蝕、溝蝕綜合治理[R]:尋甸:中德合作,造林專家組,1996.

[4] 孫時軒.造林學(總論)[M].北京:中國林業出版社,1982.

[5] 楊定國,陳國階.長江上游生態重建與可持續發展[M].成都:四川大學出版社,2013.

[6] 史德明.長江流域水土流失與荒漠化災害關系剖析[J].土壤侵蝕與水土保持學報,2010,5(1):17.

[7] 胡海波,張金池,阮宏華.98 長江荒漠化的成因及對策分析[J].福建林學院學報,2011,19(4):303~306.