連云港市贛榆區丘陵山區經濟林綜合效益監測

鄒 躍， 李亞雯， 徐天文， 高之棟

(1.連云港市贛榆區水利局， 江蘇 連云港 222100； 2.連云港市水利局， 江蘇 連云港 222000；3.江蘇省連云港市贛榆區水綜合執法大隊， 江蘇 連云港 222100)

生態環境退化是當今世界面臨的重大問題之一，山丘區生態系統的退化導致嚴重的水土流失，污染水庫、江河水體，對人類健康構成嚴重的威脅[1]。在新的時代背景下，我國必須搞好生態文明建設，保護好生態環境，解決水土流失等現實生態問題[2]。水土保持經濟林建設作為控制水土流失的有效手段之一，一方面可有效發展灌溉，解決人們生產生活難題，為當地經濟社會的可持續發展提供生態安全保障；另一方面可減少土壤侵蝕，有效保護土地資源，延長土地使用壽命，提高土地利用率和勞動生產率，促進土地利用結構的調整，實現農業高產穩產。

以江蘇省連云港市贛榆區旦頭河小流域水土保持綜合治理項目經濟林建設為例，通過對旦頭河小流域經濟林采用地面定點觀測和現場調查監測相結合的方法，得出旦頭河小流域水土保持綜合治理項目經濟林的綜合效益，對準確評價水土保持經濟林的綜合效益具有重要意義。

1 項目區概況

旦頭河小流域位于連云港贛榆區黑林鎮中部，在小塔山水庫匯水范圍內，該區域屬暖溫帶海洋性氣候，土壤類型為礫質砂壤土，巖石種類以片麻巖為主。小流域涉及興林村、富林村、大樹村、東康邑村、石溝村、吳山村、蘆山村、山前村和鎮東村共9個行政村，總人口18 376人，其中農業人口16 538人。

根據江蘇省水利廳關于《江蘇省省級水土流失重點預防區和重點治理區》的公告，贛榆區黑林鎮屬于江蘇省省級水土流失重點治理區；旦頭河小流域總土地面積22.87 km2，其中水土流失面積19.83 km2，年平均侵蝕模數1 350 t/(km2·a)，屬連云港低山丘陵土壤保持農田防護區，年侵蝕總量2.68萬t，以輕度為主，水土流失制約著當地農村社會經濟的發展。

1.1 自然概況

1.1.1 地質地貌

(1)地質：項目區屬連云港低山丘陵土壤保持農田防護區，土壤類型為礫質砂壤土，巖石種類一般以片麻巖為主。巖石的特性為抗蝕性較差，加之地表層覆蓋物疏松，因而水土流失嚴重。

(2)地貌：項目區地勢北高南低，西高東低，地面起伏高差較大。小流域內地形較為復雜，溝壑縱橫，成土母質以花崗片麻巖和花崗巖為主，表土層均為砂壤土，且土層薄。

1.1.2 水文氣象

旦頭河小流域屬暖溫帶海洋性氣候。年平均降水量886 mm，年平均蒸發量1 119.5 mm，年降雨主要集中在6—9月份，占全年降水量的73.9%。年平均無霜期214 d，年平均氣溫13.1℃，年太陽總輻射125.5千卡/mm2，年日照時數2 616 h，是江蘇省日照時數最長地區之一，雨熱同期，災害性天氣較少，既有利于植物生長，也有利于提高土地生產率。

旦頭河小流域5年一遇24 h最大降水量為150 mm，10年一遇24 h最大降水量為212 mm，20年一遇24 h最大降水量為258 mm。

1.1.3 土壤、植被

旦頭河小流域土壤以礫質砂壤土為主，含砂量高，土壤顆粒比面積小、肥力低，保蓄水能力差，不利于植被的恢復生長。土壤耕作層厚度為16～20 cm，犁底層厚度為8～10 cm。土層厚度在25～100 cm之間。土壤有機質含量0.59%～0.81%，全氮0.062%～0.076%，有效鉀93～119 PPM，有效磷3.0～4.4 PPM，pH值6.0～6.3，有機質含量不高，土壤肥力較差，土壤養分普遍偏低。耕層土壤容重1.35～1.52 g/cm3，孔隙度43.6%～45.9%，毛管孔隙度36.6%～39%，田間持水量19%～24.3%。

旦頭河小流域內現有的林木植被密度偏低，林草覆蓋率約為21%。植被種類主要有黑松、赤松、楊樹、榆樹、刺槐、蘋果、黃金梨等水保林和經濟林品種，多數為人工栽植，河坡及道路邊以天然雜草為主。

1.2 經濟社會情況

1.2.1 人口與勞動力

旦頭河小流域位于贛榆區的黑林鎮中部，涉及興林村、富林村、大樹村、東康邑村、石溝村、吳山村、蘆山村、山前村和鎮東村共9個行政村，總人口18 376人，其中農業人口16 538人，農業勞動力7 351個。

1.2.2 農村產業結構

旦頭河小流域總土地面積22.87 km2，其中耕地面積10.12 km2，人均耕地0.06 hm2。根據《贛榆統計年鑒(2017)》，項目區2016年農村經濟總收入10 726萬元，其中：第一產業5 194萬元，第二產業3 137萬元，第三產業2 395萬元，可分配凈收入7 869萬元，農民人均所得11 422元，農業產值10 277萬元，糧食總產量7 524 t，人均糧食占有量409 kg。

農業生產：糧食作物主要以小麥、玉米等為主，經濟作物以花生、大豆等為主，糧食平均畝產496 kg。

1.3 土地利用情況

旦頭河小流域土地種植主要以小麥、玉米、大豆、花生、山芋等旱作物為主，溝渠、道路、河灘等均栽植楊樹等用材林，其中耕地面積10.12 km2，占總面積的44.25%，多為坡耕地，耕作層較淺，多為“三跑田”，即跑水、跑土、跑肥，土地利用率較低。

2 監測方法

根據《水土保持生態環境監測網絡管理辦法》(水利部令第16號，24號令修定)、《水土保持監測技術規程》(SL277—2002)[3]和《連云港市贛榆區旦頭河小流域水土保持綜合治理項目實施方案》的具體要求，為掌握旦頭河小流域綜合治理工程建設中在整修梯田、修筑生產路、塘壩護坡、進地涵洞、過路涵洞、田頭跌水、節水灌溉、保土耕作以及栽植樹木等人為擾動地表過程中產生的水土流失狀況，評價工程區各項水土保持措施的實施效果，及時提出水土流失的防治措施，開展旦頭河小流域水土保持綜合治理項目工程水土保持監測工作。

根據旦頭河小流域水土保持綜合治理項目各防治區工程建設中的水土流失特點，采用地面定點觀測和現場調查監測相結合的方法，開展該項目的水土流失監測工作。

2.1 影響水土流失主要因子的監測

影響水土流失的主要因子：降水量和降雨強度、地形地貌、地面組成物質、植被類型與覆蓋率等，主要采用現場觀測和資料分析的方法，范圍涉及整個小流域的主要區域。

(1)降水量和降雨強度一般采用自記雨量計和雨量筒相結合的方法進行觀測分析、計算；本項目監測借用夾谷山水土保持試驗站氣象場實測降雨資料。

(2)地形地貌的調查主要包括地貌類型和地面坡度組成兩個方面。地貌類型是指在一定的范圍內，各種地貌形態彼此在成因上相互聯系，有規律的組合，反映了一定的外表形態和成因。

(3)地面組成物質主要指土壤和形成土壤的主要礦物質。監測時，需要了解不同土壤類型的分布范圍、面積。可以利用取土鉆或其他方法取樣，進行土層厚度、土壤質地的分析，以便采取科學合理的整地工程與植樹種草措施。

(4)植被覆蓋率的監測通過實地全面調查或典型地段觀測，對天然林草和人工林草測算。主要指標包括林草植被的分布、面積、種類、群落、生長情況和演替規律等。根據調查觀測情況，計算林地的郁閉度、林草植被覆蓋率等指標，分析說明植物群落生態特征、演替規律等。

標準地的面積為投影面積，要求喬木林20m×20m、灌木林5m×5m、草地1m×1m。進行觀測并計算其郁閉度、草地覆蓋率和類型區林草的植被覆蓋度。計算公式如下：

林地郁閉度：

D=Fa/Fe

(1)

式中：D為林地的郁閉度(或草地的覆蓋度)；Fa為樣方面積；Fe為樣方內林冠(草冠)垂直投影面積。

草地覆蓋率：

C=f/F

(2)

式中：C為林(或草)植被覆蓋率；f為林地(或草地)面積；F為類型區總面積。

2.2 水土流失形式、面積、強度的監測

主要調查侵蝕的形式、分布和面積，并實地測量土壤流失量。調查的水蝕形式包括面蝕和溝蝕。

采用標樁法測定土壤流失量，將直徑0.6 cm、長80 cm的鋼釬，在選定的坡面樣方小區按照1 m×1 m的間距分縱橫方向共計9支鋼釬垂直打入地下，使鋼釬釘帽與坡面齊平，并在釘帽上涂上油漆，編寫編號登記入冊，分汛前汛后各觀測1次，汛期每月觀測1次，當日雨量大于50 mm時加測。觀測釘冒露出地面高度，同時考慮土體本來沉降的基礎上，計算土壤侵蝕深度和侵蝕量，計算公式為

A=ZS/1000cosθ

(3)

式中：A為土壤侵蝕數量；Z為侵蝕深度；S為水平投影面積；θ為斜坡坡度。

3 經濟林監測

3.1 氣象因子監測

土壤流失與降雨強度密切相關，凡是產生地表徑流的降雨均能引起土壤侵蝕，根據水土保持有關試驗研究，日降水量大于10 mm作為侵蝕性降雨指標。因此監測降雨時，對日雨量大于等于10 mm的降雨天數進行統計和分析，并作為分析土壤侵蝕強度的指標之一。

旦頭河小流域2018年降水量及大于10 mm的降水量情況詳見表1。

3.2 經濟林措施調查監測

經濟林共栽植151129株，其中大樹村栽植藍莓77659株，石溝村栽植蘋果60642株，富林村栽植獼猴桃12828株，其中藍莓株行距為1.5 m×2 m，密度為3333株/ hm2；蘋果株行距為3 m×4 m，密度為833株/ hm2，獼猴桃株行距為3 m×4 m，密度為833株/ hm2；2018年3月中旬至4月底栽植完成。植物措施工程建設在汛期前完成，未造成水土流失。

3.3 土壤流失量監測

根據旦頭河小流域未采取任何水土保持治理措施的區域徑流量及泥沙量成果分析，未治理區共發生8次徑流，徑流總量為153 254 m3，平均泥沙含量為8.85 kg/m3，推算出旦頭河小流域未采取任何水土保持治理措施區域的年土壤侵蝕模數為1 356.3 t/(km2·a)。

表1 2018年降水量及大于10 mm降水量監測結果

4 監測結果分析

4.1 土壤流失量監測結果

根據旦頭河小流域2018年汛期，采集徑流觀測點徑流量并水樣測定，其中新修梯田區平均泥沙含量為3.42 kg/m3，未治理區平均泥沙含量為8.85 kg/m3，由此得出小流域綜合治理后的泥沙含量比未治理區減少5.43 kg/m3，減少61.4%。

通過旦頭河小流域徑流泥沙情況分析，因2018年度降雨總量較少，而且降雨強度較緩，2個徑流觀測場汛期只產生6次和8次徑流，根據經流觀測數據計算，結果見表2。

由表2分析可知，2018年度旦頭河小流域綜合

表2 旦頭河小流域治理前后土壤侵蝕量對比

治理區和未治理區徑流觀測場分別產生6次和8次徑流，通過分析得出綜合治理后比未治理區土壤侵蝕模數減少6.9倍，土壤流失量較治理前減少10 981.4 t，減少5.9倍。因此，根據2018年度旦頭河小流域降水情況分析，大于10 mm降雨次數是17次，降水量為548.0 mm。

4.2 水土資源監測結果

旦頭河小流域經過綜合治理后，水土流失面積顯著減少，微度侵蝕面積為19.00 km2，占原水土流失面積的95.8%；輕度侵蝕面積僅有0.83 km2，僅占原水土流失面積的4.2%。詳見表3～4。

表3 旦頭河小流域治理前水土流失情況

表4 旦頭河小流域治理后水土流失情況

5 經濟林水土保持效益監測

5.1 蓄水保土效益

旦頭河小流域綜合治理后，林草面積增加111.5 hm2，林草覆蓋率提高5.2%，年減沙量0.26萬t，年保水量6.48萬m3。主要治理措施保土、保水效益估算見表5。

表5 旦頭河小流域經濟林蓄水保土效益表

5.2 水土保持效益監測

5.2.1 增產效益

研究區經濟林節水灌溉面積48.67 hm2，主要灌溉桃樹、黑莓和苗木等經濟作物。通過實施高效節水項目實施完成，果樹等經濟作物畝產增加200 kg。按水果單價4.5元/kg計，增產60元/hm2。實施節水灌溉后，果樹等經濟作物年增產效益為65.7萬元。

5.2.2 社會效益

水土保持經濟林建設可產生兩個方面的社會效益，即，減輕自然災害和促進社會進步。

(1)減輕自然災害

水土保持經濟林建設，一方面可有效地減輕洪澇、干旱等自然災害，蓄洪興利，發展灌溉，解決人們生產生活難題，為當地經濟社會的可持續發展提供生態安全保障；另一方面可減少土壤侵蝕，有效地保護土地資源，延長土地使用壽命，提高土地利用率和勞動生產率，促進土地利用結構的調整，實現農業高產穩產。

(2)促進社會進步

水土保持經濟林建設，為實現優質高產高效的農業生產奠定基礎，給人們安居樂業創造良好的生態環境。同時，有效提高了土地的利用率、改善了當地條件，調整了農業產業結構，促進農村各業的可持續發展，有效改善居住環境質量，提高當地的環境容量和承載能力，促進人與自然的和諧[4]，從而推動各項社會事業的發展和精神文明建設，為進一步建設生態城市、完成城鄉一體化奠定了良好的基礎。更是加強農村基礎設施、推進新農村建設、提高農業綜合生產能力的重要舉措。

6 結 論

通過對旦頭河小流域水土保持綜合治理項目區經濟林的監測結果分析，水土保持經濟林建設能夠很好地發揮蓄水保土效益，與此同時，經濟林建設為項目區增產增收、提高農民年收入有著積極意義，是實現農業可持續發展的重要條件和重要保障，是引領農民脫貧致富奔小康的重要途徑，也是新農村建設的重要內容。