榜沙河流域生態(tài)因子調(diào)查與分析

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省水土保持科學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730070)

榜沙河是渭河上游源頭區(qū)域來水量最大的一條河流，主流全長105.3km，流域面積3555km2，多年平均徑流量為4.39億m3，流域面積占入渭斷面以上渭河流域面積的46.67%，年均徑流量占入河處渭河斷面年均徑流量的84%。作為流域面積超過1000km2的14條渭河支流的上游源頭區(qū)域最大的一條河流，榜沙河維系著鴛鴦鎮(zhèn)渭河生態(tài)水量，也對鴛鴦鎮(zhèn)下游渭河生態(tài)水量產(chǎn)生著極為重要的影響。

1 榜沙河流域生態(tài)情況

榜沙河流域水沙異源。多年平均徑流量4.39億m3。榜沙河中上游主流區(qū)徑流量距平為5.22%，漳河徑流量距平為-3.07%，龍川河徑流量距平為0.66%，徑流主要來源于榜沙河中上游主流區(qū)。多年平均輸沙量400.2萬t。榜沙河中上游主流區(qū)輸沙量距平為-14.97%，漳河輸沙量距平為26.01%，龍川河輸沙量距平為2.34%。泥沙主要來源于漳河流域。

根據(jù)《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準》(SL 190—2007)，榜沙河流域?qū)儆谒η治g類型區(qū)(Ⅰ)西北黃土高原區(qū)(Ⅱ)區(qū)。其中北部的漳河流域漳縣三岔、武陽、鹽井、武當(dāng)、馬泉區(qū)域及下游武山境內(nèi)高樓、鴛鴦，以及中部的龍川河流域武山縣馬力鎮(zhèn)北部、漳縣新寺、馬泉等區(qū)域?qū)儆邳S土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)；西南部的武山縣馬力鎮(zhèn)南部榜沙河主流區(qū)，漳縣殪虎橋、金鐘、大草灘、貴青山、四族、石川、東泉，岷縣閭井、蒲麻、申都等區(qū)域既有土石山區(qū)，也有林區(qū)、高地草原區(qū)，區(qū)域各類水土流失類型區(qū)交錯出現(xiàn)。榜沙河流域水土流失面積共計2212km2，占區(qū)域總面積的62.22%，平均侵蝕強度為輕度，侵蝕模數(shù)2300t/(a·km2)。

表1 榜沙河流域水土流失現(xiàn)狀

位于北部黃土丘陵溝壑區(qū)的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以中低山黃土丘陵為主，為典型的黃土梁峁溝壑地貌，地形破碎，溝壑發(fā)育，區(qū)域平均溝壑密度2.81km/km2，溝道下切比較深，溝坡底部往往基巖、紅土層出露，溝道多呈“V”字形。區(qū)域植被類型以半干旱草原為主，山坡大多為荒草及部分灌木，部分溝道陰坡、半陰坡生長有針葉或闊葉落葉林，林地多為人工造林。通過區(qū)內(nèi)淤地壩淤積情況分析，結(jié)合漳縣、武山縣水土流失調(diào)查資料，區(qū)域平均土壤侵蝕強度為中度，侵蝕模數(shù)3200t/(a·km2)。

位于西部的漳河流域上游、龍川河流域上游為北秦嶺山地西緣，山體陡峻，山高谷深，基巖裸露，溝谷底多呈“U”字形，區(qū)域平均溝壑密度1.58km/km2。平均海拔2000m以上，區(qū)域植被類型為落葉闊葉林向草原過渡地帶，山谷陰坡、半陰坡生長有針葉或闊葉落葉林，林地多為天然次生林，陽坡、半陽坡多有灌草分布，高山緩坡及分水嶺一線梁坡有大片草場。結(jié)合漳縣水土流失調(diào)查資料，區(qū)域土壤侵蝕強度平均為輕度，侵蝕模數(shù)2000t/(a·km2)。

南部榜沙河流域上游區(qū)域多為海拔2000m以上中山，為高寒陰濕土石山區(qū)，溝道多呈“U”形或?qū)挕癡”型，區(qū)域平均溝壑密度1.71km/km2。山體渾圓，除了黑虎河峽谷段、冰溝峽谷段、胭脂溝峽谷段等高山峽谷溝坡較陡外，其余區(qū)域山坡都比較平緩，部分區(qū)域巖石裸露。區(qū)域植被類型為落葉闊葉林向草原過渡地帶，區(qū)域生長有大片的天然次生林和高山草甸草原。結(jié)合漳縣、岷縣、武山縣水土流失調(diào)查資料，區(qū)域平均土壤侵蝕程度為輕度，侵蝕模數(shù)1500t/(a·km2)。

2 生態(tài)因子分析

基于榜沙河流域水土保持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)利用的生態(tài)因子，根據(jù)研究目的、范圍、尺度，其非生物因子、生物因子、人為因子分別確定為：

a.非生物因子：?氣候，包括降水、風(fēng)、溫度、濕度、光照、蒸發(fā)量；?地形，包括坡度、坡向、溝壑；?土壤，包括土壤類型、結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量、含水量、抗沖性、抗蝕性；?河流，包括徑流、泥沙；?土壤侵蝕，包括侵蝕面積、侵蝕強度。

b.生物因子:植被，包括植被類型、覆蓋度。

c.人為因子:?人口分布；?農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，包括耕地、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；?畜牧業(yè)生產(chǎn)，包括種類、數(shù)量、養(yǎng)殖；?開發(fā)建設(shè)，包括基礎(chǔ)建設(shè)、采礦、建材、城鎮(zhèn)建設(shè)、水電開發(fā)。

d.水土保持：綜合治理、預(yù)防監(jiān)督。

2.1 流域生態(tài)因子分析

流域生態(tài)特征就是流域各種生態(tài)因子的表現(xiàn)，這種表現(xiàn)分為3個方面：?流域的自然屬性，是對自然形態(tài)的描述，一般這種因子的表現(xiàn)固定不變，或者在很長時間內(nèi)是相對穩(wěn)定的，稱之為流域生態(tài)的形態(tài)特征；?流域的功能屬性，是流域生態(tài)各項功能的表現(xiàn)，參考《全國生態(tài)功能區(qū)劃》，包括生態(tài)調(diào)節(jié)功能、產(chǎn)品提供功能、人居保障功能等，稱之為流域生態(tài)的功能特征；?流域生態(tài)的抗壓屬性，是對維持流域生態(tài)平衡狀態(tài)施加的各種影響的表現(xiàn)，稱之為流域生態(tài)的壓力特征。流域各種生態(tài)特征又是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的。

根據(jù)前面榜沙河流域生態(tài)因子分析，榜沙河流域生態(tài)特征見表2。

表2 榜沙河流域生態(tài)特征

續(xù)表

2.2 評價指標(biāo)計算結(jié)果

根據(jù)前述榜沙河流域生態(tài)因子分析結(jié)果，結(jié)合各縣統(tǒng)計資料、影像分析、現(xiàn)場調(diào)查，采用上述指標(biāo)計算方法，榜沙河流域生態(tài)評價體系指標(biāo)計算結(jié)果見表3。

3 主要治理技術(shù)對策

按照《生態(tài)功能區(qū)劃規(guī)程》的原則、方法，結(jié)合榜沙河流域在《甘肅省生態(tài)保護與建設(shè)規(guī)劃(2014—2020年)》《甘肅省主體功能區(qū)劃》《甘肅省水功能一級區(qū)劃》中的定位，根據(jù)《關(guān)于加強資源環(huán)境生態(tài)紅線管控的指導(dǎo)意見》的要求和精神，以主導(dǎo)功能為主進行榜沙河流域生態(tài)分區(qū)。

表3 榜沙河流域生態(tài)評價體系指標(biāo)計算結(jié)果 單位：分(滿分100)

3.1 河谷川地發(fā)展利用區(qū)

榜沙河流域河谷川區(qū)，尤其是中下游河谷川區(qū)，是區(qū)域經(jīng)濟社會最為發(fā)達的區(qū)域，集中了漳縣縣城及主要中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為榜沙河流域的經(jīng)濟走廊帶，也是流域生態(tài)環(huán)境最主要的受益區(qū)。

3.1.1 主要生態(tài)功能

該區(qū)主要生態(tài)功能體現(xiàn)在人居保障方面，包括人口、城鎮(zhèn)建設(shè)。區(qū)域人口主要集中在中下游河谷川區(qū)，而且農(nóng)村人口占比逐年減少，城鎮(zhèn)人口占比逐年增加。隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，以及因工作、學(xué)習(xí)、商業(yè)等原因的人口流動，該區(qū)人口密度會越來越高，城鎮(zhèn)規(guī)模也會越來越大，城市服務(wù)功能會越來越完善，各種企業(yè)也主要聚集在基礎(chǔ)設(shè)施比較完善的河谷川區(qū)。區(qū)域生態(tài)環(huán)境既要滿足經(jīng)濟社會的發(fā)展，也不能因經(jīng)濟社會的發(fā)展而惡化區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

3.1.2 主要生態(tài)壓力

a.建設(shè)用地比例提高，健康狀態(tài)指數(shù)下降。要滿足人口增長及經(jīng)濟社會的發(fā)展，建設(shè)用地逐年增加，建設(shè)用地比例持續(xù)提高，對水、土地等主要生態(tài)因素的需求持續(xù)增加，壓縮區(qū)域生態(tài)資源的生產(chǎn)空間。

b.開發(fā)建設(shè)擾動加大，健康狀態(tài)指數(shù)下降。隨著交通、能源供應(yīng)、供排水、通訊等城市基礎(chǔ)建設(shè)，滿足人居要求的城鎮(zhèn)建設(shè)，以及企業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)活動等，開發(fā)建設(shè)擾動范圍加大，對開發(fā)建設(shè)擾動指數(shù)造成巨大壓力。目前已在一般的低位狀態(tài)，稍有不慎，就會滑向較差，甚至差的狀態(tài)。

c.預(yù)防監(jiān)督壓力增大。預(yù)防監(jiān)督是維護流域生態(tài)穩(wěn)定的第一道防線。由于開發(fā)建設(shè)強度的增強，以及為開發(fā)建設(shè)服務(wù)的各種建筑材料需求的增加，預(yù)防監(jiān)督工作量也隨之增加，對預(yù)防監(jiān)督人員素質(zhì)、工作環(huán)境、力能要求也在提高。

3.1.3 主要對策

主要對策針對區(qū)域生態(tài)功能的正常發(fā)揮和面臨的主要壓力。

a.合理規(guī)劃城鎮(zhèn)規(guī)模及服務(wù)功能，以及各類型工業(yè)園區(qū)、商貿(mào)中心，統(tǒng)一規(guī)劃，有序建設(shè)，一切布局、施工方案、生產(chǎn)方案、供排水設(shè)計等均要以滿足生態(tài)保護、生態(tài)容量為前提。

b.一切開發(fā)建設(shè)活動都要滿足生態(tài)保護各項要求，尤其是不能觸碰生態(tài)紅線。生態(tài)保護要貫穿于項目建設(shè)、生產(chǎn)全過程。生態(tài)保護的效果評估也不能是一次性的，生態(tài)建設(shè)效果要有各階段目標(biāo)，對發(fā)現(xiàn)的問題要隨時修正。

c.加強預(yù)防監(jiān)督力度，對各種生態(tài)違法、違規(guī)現(xiàn)象要按照相關(guān)法律、法規(guī)及時查處，從制度上加大違法、違規(guī)的成本。對預(yù)防監(jiān)督的考核應(yīng)主要體現(xiàn)在各種違法、違規(guī)的表現(xiàn)方面。

3.1.4 范圍

包括漳河漳縣殪虎橋以下河谷區(qū)、龍川河貴清峽以下河谷區(qū)、榜沙河武山縣馬力鎮(zhèn)民武村以下河谷區(qū)，以兩岸山坡坡腳線后退500m為界，具體劃定考慮小流域、村莊的完整性。共計總面積78.33km2。

3.2 東北部黃土丘陵水土保持治理區(qū)

3.2.1 主要生態(tài)功能

該區(qū)主要生態(tài)功能為土壤保持和農(nóng)產(chǎn)品提供。榜沙河流域有2212.03km2水土流失面積，其中中度以上侵蝕面積726.68km2，主要集中在東北部黃土丘陵溝壑區(qū)。區(qū)域為典型的黃土梁峁溝壑地貌，地形破碎，溝壑發(fā)育，區(qū)域平均溝壑密度2.81km/km2，部分區(qū)域達到4.5km/km2，平均侵蝕模數(shù)3200t/(a·km2)。東北部黃土丘陵區(qū)為榜沙河流域主要糧食(包括薯類)生產(chǎn)區(qū)，比較嚴重的水土流失制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，土地貧瘠，單產(chǎn)較低。因此，區(qū)域水土流失治理成為生態(tài)修復(fù)的首要任務(wù)，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要求。

3.2.2 主要生態(tài)壓力

a.水土流失治理任務(wù)比較大，治理程度距離生態(tài)恢復(fù)的要求還有一定差距，目前治理指數(shù)狀態(tài)一般。根據(jù)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的總體要求，區(qū)域水土流失治理的緊迫性很強。

b.區(qū)域內(nèi)也存在一定的生產(chǎn)建設(shè)擾動，對生態(tài)環(huán)境影響比較嚴重的有采石、取土等活動。

3.2.3 主要對策

a.加快進行以小流域綜合治理為主要內(nèi)容的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，通過各類梯田建設(shè)改造坡耕地，對荒坡進行造林、種草，增加植被覆蓋度。通過淤地壩工程、溝道谷坊、溝頭防護等溝道治理工程控制溝道發(fā)展，防止泥沙下泄。坡面治理與溝道治理相結(jié)合。對林草地封育禁牧，休養(yǎng)生息。

b.控制采石、取土等活動，加強管理，修復(fù)破壞的擾動面，生產(chǎn)活動必須滿足生態(tài)建設(shè)的要求。

3.2.4 范圍

包括漳河流域殪虎橋以下區(qū)域、龍川河四族以下北部區(qū)域及下游新寺鎮(zhèn)部分南岸區(qū)域、榜沙河馬力鎮(zhèn)民武以下區(qū)域，不含該區(qū)域河谷川區(qū)。具體劃定考慮小流域、村莊的完整性。共計總面積890.78km2。

3.3 中部土石山地生態(tài)恢復(fù)區(qū)

3.3.1 主要生態(tài)功能

該區(qū)主要生態(tài)功能為土壤保持和產(chǎn)品提供(農(nóng)產(chǎn)品、自然景觀旅游產(chǎn)品)。區(qū)域平均水土流失強度為輕度，土壤侵蝕模數(shù)平均2000t/(a·km2)，略低于榜沙河流域平均值。經(jīng)多年治理，區(qū)域生態(tài)功能正在恢復(fù)，各項生態(tài)評價指標(biāo)均在榜沙河流域平均值左右，部分已優(yōu)于平均值。該區(qū)為榜沙河流域糧食(包括薯類、豆類)、藥材重要生產(chǎn)區(qū)，也是畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要區(qū)域。區(qū)域內(nèi)貴清山國家森林公園為4A級旅游景區(qū)，是漳縣最重要、重點開發(fā)的旅游景區(qū)。因此，區(qū)域主要任務(wù)是保護已有生態(tài)建設(shè)成果，確保其向好的方向發(fā)展。

3.3.2 主要生態(tài)壓力

a.生態(tài)建設(shè)已取得一定成效，但生態(tài)環(huán)境還很脆弱。主要生態(tài)評價指標(biāo)在榜沙河流域平均值附近，有向好的方向發(fā)展的趨勢，但也有可能向差的方向發(fā)展。

b.區(qū)域內(nèi)貴清山景區(qū)旅游開發(fā)會對流域生態(tài)造成一定壓力，包括旅游項目基礎(chǔ)建設(shè)、游客活動、旅游服務(wù)等，都會在一定程度上干擾生態(tài)環(huán)境。

3.3.3 主要對策

a.對區(qū)域內(nèi)還未達到治理標(biāo)準的小流域進行以造林、種草為主的生態(tài)治理。對已成林草地及天然林草地封育禁牧，休養(yǎng)生息。

b.加強區(qū)域旅游管理，進行有序開發(fā)，合理規(guī)劃基礎(chǔ)服務(wù)，旅游項目開發(fā)必須滿足生態(tài)建設(shè)的要求。

3.3.4 范圍

東北部以黃土丘陵水土保持治理區(qū)為界，包括漳河流域殪虎橋以上竹林河鐵溝河口以下、東扎溝河陽山河口(金鐘鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū))以下區(qū)域，龍川河四族鎮(zhèn)霞布河下牙里以下、石川鎮(zhèn)與四族鎮(zhèn)分界線以下。具體劃定考慮小流域、村莊的完整性。共計總面積403.30km2。

3.4 西南山地水源涵養(yǎng)區(qū)

3.4.1 主要生態(tài)功能

該區(qū)主要生態(tài)功能為水源涵養(yǎng)。西南部山地為榜沙河及各主要支流源頭區(qū)，區(qū)域植被覆蓋度65%以上，有成片的天然林草地，設(shè)置有大草灘林場、石川林場、黑虎林場、閭井林場等森林管護單位，以及岷山種畜場、天門山牧場等草場生產(chǎn)單位。區(qū)域內(nèi)各條支溝基本常年都有水流，主要河流年徑流變化小，河水清澈。為保護秦嶺細鱗鮭等珍稀水生動物而設(shè)立的漳縣珍稀水生動物國家級自然保護區(qū)涉及漳河流域竹林河、漳河上游，龍川河流域霞布河，榜沙河流域黃家河、黑虎河、冰溝河。該區(qū)域?qū)S護榜沙河徑流穩(wěn)定有著非常重要的作用。

3.4.2 主要生態(tài)壓力

a.天然林草保護壓力比較大，水源涵養(yǎng)功能指數(shù)仍位于良好狀態(tài)下游。

b.區(qū)域仍有部分水土流失面積沒有得到有效治理，水土流失治理指數(shù)還處于一般狀態(tài)。

c.在一些較大支流下游區(qū)段同樣存在河道采沙較亂且未采取防護、采坑未恢復(fù)的現(xiàn)象，河灘受到一定程度的破壞。在部分山地、溝坡有采石場開采、加工各類石材，擾動、破壞植被較為嚴重，廢棄采場也未整治恢復(fù)。

d.區(qū)域主要河流適合水電開發(fā)的區(qū)段較多，在榜沙河主流黑虎河上規(guī)劃有梯級電站，岷縣、漳縣均有榜沙河及主要支流水電開發(fā)計劃。水電站建設(shè)對流域生態(tài)的影響已引起國家高度重視，計劃中的水電開發(fā)將成為榜沙河流域潛在生態(tài)壓力。

3.4.3 主要對策

a.加強天然林草保護力度，對區(qū)域內(nèi)還未達到治理標(biāo)準的小流域進行以造林、種草為主的生態(tài)治理。對已成林草地及天然林草地封育禁牧，休養(yǎng)生息。

b.合理引導(dǎo)畜牧業(yè)發(fā)展，防止過度放牧。

c.控制山坡采石、河道挖沙等活動，加強管理，修復(fù)破壞的擾動面，生產(chǎn)活動必須滿足相關(guān)法律法規(guī)及生態(tài)保護的要求。

d.將要實施的水電開發(fā)要嚴格生態(tài)管理，有序進行，規(guī)劃布局、設(shè)計、建設(shè)活動必須滿足生態(tài)要求。

3.4.4 范圍

以中部土石山地生態(tài)恢復(fù)區(qū)為界，包括漳河流域殪虎橋鎮(zhèn)、金鐘鎮(zhèn)、大草灘鎮(zhèn)，龍川河流域四族鎮(zhèn)、石川鎮(zhèn)、蒲麻鎮(zhèn)部分村社，榜沙河流域馬力鎮(zhèn)、東泉鄉(xiāng)、蒲麻鎮(zhèn)部分村社、閭井鎮(zhèn)、申都鄉(xiāng)等區(qū)域。具體劃定考慮小流域、村莊的完整性。共計總面積2182.59km2。

4 結(jié) 語

針對存在的主要問題，按照項目區(qū)的地形地貌特征、氣候特征、水土流失規(guī)律和當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟特點，采取工程措施、植物措施相結(jié)合的辦法，因地制宜，因害設(shè)防，對位配置，合理布局。以實施區(qū)為單元，從上到下逐層布設(shè)，形成“山、水、田、林、路”綜合配套體系，自然降水采用“截、治、攔、排”綜合治理方案，建成梁峁、梁坡、溝道三道侵蝕防護與治理開發(fā)并重的水土保持綜合防治體系，將災(zāi)害消滅在源頭上。

本文提出了基于水土保持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的包含河流泥沙、溝壑密度、開發(fā)建設(shè)擾動指數(shù)、預(yù)防監(jiān)督等15種評價指標(biāo)的榜沙河流域生態(tài)評價體系，將開發(fā)建設(shè)擾動指數(shù)、預(yù)防監(jiān)督作為生態(tài)壓力納入流域生態(tài)評價體系，以不同開發(fā)建設(shè)項目類型水土流失防治工作表現(xiàn)及預(yù)防監(jiān)督的結(jié)果表現(xiàn)作為指標(biāo)計算值，以生態(tài)服務(wù)主導(dǎo)功能為主對榜沙河流域進行生態(tài)分區(qū)，分為河谷川地發(fā)展利用區(qū)、東北部黃土丘陵水土保持治理區(qū)、中部土石山地生態(tài)恢復(fù)區(qū)、西南山地水源涵養(yǎng)區(qū)。本文可作為榜沙河流域水土保持生態(tài)修復(fù)治理規(guī)劃、設(shè)計、評價等前期工作的參考，也可為榜沙河流域生態(tài)紅線劃設(shè)、生態(tài)治理措施選定的依據(jù)，同時為類似地區(qū)、類似流域生態(tài)修復(fù)實踐提供借鑒，為構(gòu)建渭河上游源頭區(qū)生態(tài)安全屏障，恢復(fù)重建退化的生態(tài)系統(tǒng)提供可靠的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。