冉文建
(重慶市萬州區水土保持中心 重慶 404020)
水土流失問題長期影響我國部分地區自然生態環境以及經濟發展,長久以來的水土流失問題是受自然條件影響和人為活動影響而導致的。我國地質構造運動發生頻繁,地形特點多為山丘、丘陵為主,西部地區地形地貌特點尤為明顯,以及季風降水具有不確定性等諸多自然條件共同作用下,使水土流失具有發生的前提條件。上世紀50年代建國初期,大量開墾土地、濫砍濫伐致使水土流失加劇。上世紀90年代后,環境保護意識加強,水土保持措施效果已初步顯現,局部生態環境破壞嚴重地區得到顯著改善,部分主要河流輸沙量呈逐年減少趨勢。但從整體來看,依舊存在植被破壞、水體污染而造成更大程度水土流失的問題[1][2]。
萬州區地處重慶市東北部,是長江上游港口城市,境內多山丘,普子鄉沙坪峰海拔1762米為境內最高點,黃柏鄉近長江處海拔106米為境內最低點,山丘、丘陵面積約為全區面積25%,山間平地面積少且分布零散。萬州區境內流域面積50平方公里以上河流、溪澗數量多達100條,河流分布廣、密度高、高低落差大,均屬長江水系。萬州區境內流域面積100平方公里以上的河流共計8條,總水域面積超過100平方公里。
萬州區為亞熱帶季風性濕潤氣候,是長江中下游地區的典型氣候。一年四季氣候分明,夏季、冬季氣溫、降水變化幅度大,全年降水量充足。整體而言,萬州區臨近長江且降水多,因此水資源豐富。
截止到2018年,全國水土流失面積超過250萬平方公里,超過全國面積的四分之一。相比于2011年,通過七年的水土保持工作,成功治理超過21萬平方公里水土流失區域,減少面積相當于一個湖南省的面積[3]。但從整體出發,依舊存在著個別問題,西部地區森林植被大量被砍伐,森林涵養水源能力下降,水土流失加劇;河流沿岸修建公路,破壞沿岸植被,致使大量土壤裸露,遇強降雨時土壤流入河流;工業廠區污水直排入河,造成水體污染,導致生態系統破壞。由此,雖然我國水土保持取得一定程度的進展,但存在的問題依舊嚴峻,需要每一個水保人的共同努力。
萬州區地處長江中上游,山勢高、坡勢陡,溝深壑長、河流密集,因此,萬州區水土流失問題不容忽視。由于多為丘陵、山丘地形,水土流失類型以水力侵蝕為主。其次,在下部被水流掏空的溝壑和陡坡也會發生重力侵蝕。除此之外,風力侵蝕、植物侵蝕以及化學侵蝕帶來的影響依舊不能忽視,以上不同水土流失多數是單獨進行,部分發生混合作用,進一步導致水土流失程度加深。
1.土壤肥力衰退
水土流失對農業最大的影響是導致土壤肥力下降,嚴重制約水土流失地區農業發展,甚至對當地農業造成嚴重損失。內在原因是土體顆粒間孔隙中含有的水分因水土流失而帶走,內部孔隙體積也隨之減少,導致田間持水率下降,有效農田水灌溉系數降低,農作物產量降低,農民群體收入減少,貧困人口增加。
陡坡耕地主要為萬州區主要耕地類型,在持續強降雨過程中,坡度對斜坡耕地水土流失量影響較大,坡度越大水土流失程度越嚴重。土壤中的氮、磷、鉀、有機質等養分都同時流掉,造成土地日益瘠薄,田間持水能力降低,耐旱性差,又加劇了干旱的發展,其結果是農作物產量很低[4][5]。
2.影響水土資源開發利用
長期水土流失會嚴重影響水資源開發利用,大量泥沙進入河道,至下游河流水速變緩,泥沙開始沉積,沉底泥沙抬升河床,進而引發一系列問題。例如河床太高,河流防洪標準下降,蓄水能力降低,直接影響沿岸水利設施的灌溉、補源、防洪、除澇等效益發揮和防汛安全。且土壤顆粒形成黏性較強的淤泥,嚴重影響河道通航能力,在水閘處形成堵塞,降低水利設施的使用效率,甚至造成水利設施失效報廢。
侵占河道種植農作物不僅造成了農業面源污染,化肥隨雨水進入河流污染水體,也是造成萬州區水土流失的一個重要原因。侵占河道破壞原生覆蓋植被,致使土壤大面積裸露,在持續強降雨天氣條件下,水土流失嚴重,一定程度上加劇河底泥沙沉積。土壤肥力下降,被侵占河道被棄置又得不到有效的治理,造成土地資源浪費。
3.污染水質影響生態
由于水土流失導致含氮磷化肥流入河流,致使水體出現富營養化,嚴重影響水質,并且治理困難,耗時耗財。大量藻類植物生長迅速,覆蓋河面。一方面影響河道通暢,造成部分水利設施的堵塞,例如1987年,因巢湖富營養化繁殖大量水藻,致使濾池被藻類堵塞而不得不停止工作,造成巨額經濟損失。另一方面致使水體溶氧量下降,對水生動物生存構成威脅,甚至導致大量水生動物死亡。其次,藻類植物通過自身作用產生毒素,少量硝酸鹽及亞硝酸鹽通過被人畜飲用,最終會使毒素在人體積累,導致中毒生病。
通過各種工程措施治理水土流失造成的危害,保護且合理開發利用水土資源以及預防水土流失稱之為水土保持工程措施。根據治理目的及具體應用特點分為坡面治理工程、溝道工程、蓄排水工程及護岸治灘工程四類。萬州區地形以丘陵、山地為主,在山區農業中坡面占主導地位,而坡地是水土流失產生的有利地形條件,因此坡面治理是水土保持措施的先決條件。為穩定農作物產量,萬州區水土保持工程措施多采用消除減緩坡度、降水就地入滲及攔蓄等措施。
水土保持農業措施不僅可以起到治理水土流失、提高土壤肥力的作用,同時能有效提高農業生產率,是一項惠民工程[6]。農業措施通常分為耕作、栽培、土壤培肥及旱作農業節水四類,根據萬州區自身特點,為保護三峽庫區自然生態環境,治理水土流失,提高農業生產率,水保農業措施多采用坡改梯形式。坡改梯具體工作內容包括:場地清理、排水、田坎施工、表層土體保留、田間場地修平,并且將可利用廢料及土方運至指定地點,避免造成施工水土流失。項目實施后,水土保持工作全部完成,同時充分利用水利設施,提高田間持水率,萬州區作物產量得到提升。
水土保持植物措施不僅可以起到防治水土流失、進一步提升綠化美化的作用,同時能有效提高生態環境保護,是一項關系到“綠水青山就是金山銀山”工的程。根據萬州區自身特點,為保護三峽庫區腹地生態環境,防治水土流失,實現“產業生態化,生態產業化”,水保植物措施多采用“主體保護、就地選擇、大小適宜”的措施。三峽庫區水保植物措施在初步設計階段就納入考慮,根據萬州區氣候氣象和經濟發展情況選擇本地的植物,根據項目所在地情況考慮大小不等的樹木、花草等,進行三同時措施保證植物措施實現。
水土保持工作中目前存在兩個主要問題,信息系統及監測系統不完善,具體措施落實不到位,嚴重影響水土保持工作效率。水土保持信息系統主要存在問題是部分地區水保部門在信息系統建立之前的紙質版資料未能及時數字化處理,導致信息缺失;各部門之間信息系統不能整合,資料傳遞效率低,信息不能第一時間共享。水土保持監測系統問題也比較突出,例如,水保監測自動化準確率低,要與人工采集的數據進行對比校正。水保監測結果運用不充分,主要服務于上級部門,生產建設項目實施等方面基本不參考水保監測結果;水保監測缺乏事中事后監管,監測技術力量偏弱。
通過建立涵蓋各部門的網絡信息平臺,內分為不同板塊且按不同地區、不同部門劃分不同等級,同時解決信息系統及監測系統各部門不能及時共享數據信息的問題,實現各地區各部門信息自由化處理、交互。提升水保現代信息技術化管理水平,組建一支專門的信息技術骨干隊伍,加大現代信息技術培訓力度,完善相關設施設備,對水土流失實施現代信息化管理,提高管理體系信息化和現代化。
近年來,隨著水土保持重視程度的提升,水土保持工作取得一定的成效,為了保持多年來水土保持的工作成果,還需通過各方努力,將水土保持工程措施、植物措施、農業措施落到實處。保障生態環境可持續利用,確保水土資源合理利用,提高和維護農業生產,實現水土保持這一功在千秋的事業。