典型干旱地區(qū)水土流失特征及防治對策
——以巴里坤縣為例

張剛

（新疆水利水電科學研究院，新疆烏魯木齊 830049）

隨著我國經濟社會持續(xù)快速發(fā)展，資源約束趨于緊張，環(huán)境污染加劇、生態(tài)環(huán)境脆弱、生態(tài)系統(tǒng)失衡等問題日益突出[1]。黨的十九大就生態(tài)文明建設的發(fā)展理念、目標任務和戰(zhàn)略舉措作出了全面安排部署，明確提出要加大生態(tài)系統(tǒng)保護力度，推進水土流失綜合治理[2]。

水土保持生態(tài)修復是我國生態(tài)文明建設和發(fā)展綠色文明的重要途徑。為防止水土流失、恢復受損的生態(tài)系統(tǒng)、保護水資源、構建綠色經濟體系、踐行綠色生產方式，亟待制定一個國家層面上的水土保持綜合規(guī)劃，提出未來全面建成小康社會的若干發(fā)展策略[3-4]。

我國水土流失十分嚴重，經過治理，全國水土流失面積由20世紀80年代中后期的367.03萬km2[5]減少到目前的271.08萬km2，減幅達1/4。土壤侵蝕強度明顯下降，呈現(xiàn)出水土流失面積減少和強度降低的趨勢。目前，我國水土保持治理任務仍然很艱巨，生態(tài)系統(tǒng)依舊較為脆弱，水土流失量大面廣、局部地區(qū)嚴重的現(xiàn)狀尚未發(fā)生根本性改變，提升治理水平和推動治理進程是當前的重要任務。新疆地處歐亞大陸腹地，遠離海洋，干旱少雨，風多風大，是全國水土流失面積最大的省區(qū)。根據2019年新疆維吾爾自治區(qū)水土保持公報數(shù)據，新疆水土流失總面積83.98萬km2（不含凍融侵蝕），占全國水土流失面積的30.98%，占全疆國土面積的51.21%，其中水力侵蝕面積8.31萬km2、風力侵蝕面積75.67萬km2。水土流失是全區(qū)重大的生態(tài)環(huán)境問題，導致水土資源破壞、生態(tài)環(huán)境惡化、自然災害加劇，威脅生態(tài)安全、防洪安全、飲水安全[6]，是區(qū)域經濟社會可持續(xù)發(fā)展較突出的制約性因素。在此背景下，巴里坤縣水利局啟動了《巴里坤縣水土保持規(guī)劃（2020—2030年）》編制工作。水土流失對我國的水土資源和土地生產力造成了嚴重的破壞和損失，對區(qū)域性的水土流失特征分析及提出科學的防治措施具有重要意義。

1 區(qū)域概況及水土流失現(xiàn)狀

1.1 區(qū)域概況

巴里坤哈薩克自治縣是新疆維吾爾自治區(qū)東北部的一個邊境縣，位于天山山脈東段與東準噶爾斷塊山系之間的草原上，地理坐標為東經 93°00'～93°03'、北緯 43°35'～43°36'。 地勢東南高、西北低，地貌類型主要有山地、盆地和戈壁荒漠等。巴里坤山東西綿延逾160 km，平均海拔3 300 m，最高峰4 308.3 m。山勢總體走勢由東向西逐漸降低，至七角井盆地以北時陷落中斷。其海拔3 600 m以上的地帶終年積雪、山勢陡峭，坡度在60°以上，有許多是懸崖絕壁；海拔3 500 m以下地帶坡度減緩，一般坡度在10°～40°之間。本地區(qū)降雨稀少、蒸發(fā)強烈，氣候冬寒夏涼，光照充足，溫差大，無霜期短，最大凍土深達3 m。山上的植被以海拔2 800 m為界，以上為高山草甸和亞高山草甸，以下是天山云杉和西伯利亞落葉松林帶。受地理緯度和地形封閉程度的影響，生物氣候、地表徑流、植被和土壤等自然條件都呈明顯的水平和垂直地帶性差異，表現(xiàn)出土地類型及其屬性、土地組合等豐富多樣，土地資源豐富，土壤質量較差且水資源十分緊缺。該縣的植被主要為林木、草場和資源植物：林木資源數(shù)量偏少，覆蓋率低，分布不均勻；草場面積較大，草質優(yōu)良，但缺水草場面積大；資源植物主要有藥材、工業(yè)原料與保土固沙植物。

1.2 水土流失的主要類型及占比

根據自治區(qū)2018年水土流失動態(tài)監(jiān)測數(shù)據，巴里坤縣輕度以上水力侵蝕和風力侵蝕水土流失總面積為26 183.75 km2，占全縣土地總面積的71.19%；中度以上侵蝕面積達11 979.1 km2，占全縣土壤侵蝕總面積的45.75%；輕度侵蝕面積達14 205 km2，占全縣土壤侵蝕總面積的54.25%。由地形地貌和植被覆蓋率等影響因素，侵蝕類型主要有水力侵蝕、風力侵蝕。其中：水力侵蝕面積為3 282.89 km2，占土壤侵蝕面積的12.54%；風力侵蝕面積為22 900.86 km2，占土壤侵蝕面積的87.46%。動態(tài)變化數(shù)據顯示，2018年水土流失面積比2011年減少1 550.18 km2。在海拔3 000 m以上的中高山區(qū)以凍融和風力交錯侵蝕為主。

1.3 水土流失危害

巴里坤縣水土流失危害主要體現(xiàn)在水蝕、風蝕與凍融侵蝕危害。水蝕危害發(fā)生在季節(jié)性、陣發(fā)性降水或在暴雨條件及冰雪融水情況下，因地表植被稀疏而易于形成地表徑流，并帶走土壤中大量養(yǎng)分。同時，地表徑流沖刷、匯集引發(fā)洪水、泥石流[7]，造成嚴重水土流失災害。洪水與泥石流危害沿線的農牧業(yè)生產、公路、鐵路、城鎮(zhèn)及各類水利工程等，給人民生命財產帶來巨大的損失。風蝕危害使土壤沙化造成養(yǎng)分流失、地力下降，嚴重影響農業(yè)生產和經濟發(fā)展。尤其是春初秋末，田地處于未耕種的狀態(tài)，地表裸露，大風起時帶走大量的塵土，給人民群眾的生產和生活帶來諸多影響。凍融侵蝕的危害主要發(fā)生在該縣東部、南部海拔3 000 m以上的中高山區(qū)，寒凍和熱融作用的交替進行使地表土體和松散物質發(fā)生蠕動、滑塌和泥石流，植被破壞，裸露凍土解凍加快。其不僅降低了土壤原有的抗蝕能力，而且解凍處地下冰融化所形成的裂隙以及解凍地表的沉陷又促進了融雪徑流的匯集，導致溝蝕的發(fā)展。徑流常給山區(qū)河流提供大量泥沙，造成河水泥沙含量增加、河道下游泥沙淤泥嚴重等水土流失現(xiàn)象。河水泥沙含量增加給沿線的水庫、發(fā)電站與微灌設施農業(yè)區(qū)帶來致命的負面效應。

2 水土流失的主要成因

水土流失成因主要由自然因素、人為因素兩部分組成，受自然因素影響的水土流失形式以水力侵蝕、風力侵蝕及極少的凍融侵蝕為主。侵蝕的形式以面蝕、溝蝕為主，與地形地貌、氣候條件、土壤植被等因素有關，三者既可以獨立發(fā)揮作用又可以相互發(fā)生作用，雙重作用會加快水土的流失。地形地貌與侵蝕的關系主要表現(xiàn)在2個方面：一是地貌類型的區(qū)域分布影響著侵蝕強弱的宏觀差異；二是地貌形態(tài)因素在侵蝕發(fā)展過程中起重要作用。

2.1 自然因素

巴里坤縣地形復雜、地貌類型多樣：高山（海拔3 000 m以上）地帶溝壑較多、地表坡降大，寒凍和熱融作用交替進行以及冰川的刻蝕作用使得山體表面破碎、溝谷下切較深，因而高山地帶是凍融侵蝕與重力侵蝕雙重作用發(fā)生區(qū)；中山（海拔1 600～3 000 m）地帶降水較多、沖溝發(fā)育，在暴雨及融雪洪水期，徑流沖蝕地表，形成以降水為主要營力的水力侵蝕區(qū)；在低山和沖洪積傾斜平原（海拔1 600 m以下）地帶，由于地表植被覆蓋率低、涵養(yǎng)水源的能力差、地表覆蓋物松散，在山上溝壑形成的洪水和降水雙重作用下形成水土流失。由于地理位置特殊等原因，區(qū)域內常年多大風，年大風日數(shù)平均可達149 d。大風具有起始突然、風力強大的特點，為風力侵蝕提供了動力。受干旱荒漠氣候影響，土壤主要為荒漠成土，土地沙化、質細結構松散；植被以超旱生灌木、半灌木和禾本科草類為主，覆蓋率低，很難抵御洪水和大風的侵蝕，在大風及降雨季節(jié)極易產生沙塵暴、沖刷等水土流失問題。

2.2 人為因素

隨著社會經濟的發(fā)展，巴里坤縣城區(qū)范圍逐步擴大，人類開發(fā)利用自然資源的程度進一步加深，特別是近年來隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，人類活動成為引發(fā)城鎮(zhèn)水土流失災害的主導因子[6]。人為因素的影響主要表現(xiàn)為各種工程建設、無序開礦采礦、亂挖土筑路、亂占濫伐、隨意放牧和超載放牧等。工程建設活動使地表再次裸露、擾動，風力、水力、機械搬運等造成新的水土流失。土工建設需要大量的砂礫石等建筑材料，部分建材開發(fā)商違反規(guī)范和要求，無序開發(fā)的采石場、采砂場、取土場使得地表植被大量破壞，地表裸露未及時治理。城市周邊的棄土場、建材開采后的洼地大多未采取任何水土保持措施，加劇了水土流失；同時建筑垃圾亂堆放、污水排放不達標，加劇了水土流失和土壤侵蝕，降低了環(huán)境質量。在農業(yè)灌區(qū)，重開墾輕保護，重利用輕培肥；部分地區(qū)耕作制度不合理，耕翻過多，土壤結構遭到破壞，春、秋兩季農地缺少必要的覆蓋；污水灌溉造成土壤和地下水污染、土壤肥力下降、沙化加重、生產力下降。在牧區(qū)，草場也存在不同程度的退化，其主要原因包括超載過牧；草場重利用、輕管理、投入少；草原蟲鼠害；草原旅游區(qū)管理松散；亂采濫挖藥材；各類廠礦占用草場；傾倒垃圾以及各種機動車輛碾壓破壞草場等。

3 水土保持現(xiàn)狀

3.1 采取的治理措施

隨著國家建設向中西部地區(qū)的轉移，巴里坤縣政府十分重視對生態(tài)環(huán)境的保護和改善，新建和改造了一大批以農田水利建設為中心的灌溉和排水工程，在平原地區(qū)建設了農田防護林網，提高防護林的覆蓋度，增強防御自然災害能力；大力開展林、草生物建設，提高環(huán)境承載能力，有效地減輕了平原地區(qū)的土壤風蝕與水蝕；在山谷出口修建谷坊、塘壩等工程設施，減輕了水蝕和泥沙下瀉。在重要的水源涵養(yǎng)地采取保護措施，減小人為擾動和過度放牧。通過一系列治理措施的實施，該縣人民在農田水利工程建設、治沙治堿、植樹造林和草原建設等方面取得了一定成績，為生態(tài)環(huán)境建設開發(fā)奠定了良好的基礎。

3.2 存在的不足

該縣脆弱的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀并未發(fā)生實質性的改變，森林覆蓋率依然偏低；河道治理、水土保持小流域治理及防洪工程基礎薄弱，仍有大部分河流、小流域、山洪溝亟須治理；濕地保護、水源地保護力度不足；礦產資源開發(fā)力度不斷加大，開發(fā)后的礦區(qū)生態(tài)治理不及時且投資不足，導致環(huán)境質量下降，對綠洲安全的威脅日趨加重。部分生產建設項目仍存在“重編制、輕監(jiān)測”現(xiàn)象。執(zhí)法體系不夠完善，預防監(jiān)督工作不到位，水土保持監(jiān)測的人員不固定，未設置長期觀察監(jiān)測站點，監(jiān)測內容較少，達不到動態(tài)監(jiān)測與公告項目的要求。長期以來受人員、技術、資金等各方面因素制約，水土保持監(jiān)測始終是一個非常薄弱的環(huán)節(jié)：一方面，技術力量薄弱、手段落后、監(jiān)測體系不完備[8]；另一方面，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據共享平臺，限制了監(jiān)測數(shù)據的有效利用，不能及時準確地反映水土流失的動態(tài)變化，使人為的水土流失加劇。

4 防治對策

水土流失強度較大的區(qū)域或僅依靠生態(tài)修復措施難以奏效的區(qū)域，應針對其水土流失特點及規(guī)律，因地制宜，因害設防，科學配置各項水土流失綜合治理措施，注重生態(tài)景觀協(xié)調性的原則[9-10]。實行防護林生態(tài)林防沙治沙生態(tài)恢復建設項目、水土保護小流域綜合治理及河道山洪溝治理項目、礦山環(huán)境保護與治理等工程，逐步建成完整的水土流失防治體系。根據不同類型的水土防護和生態(tài)需求，結合周邊環(huán)境特點和適生植被，科學統(tǒng)籌規(guī)劃與設計[11]，以生態(tài)優(yōu)先為水土保持設計理念。重點治理影響農林業(yè)生產和人類居住環(huán)境的水土流失區(qū)域，以及直接影響人類居住及生產安全的防風治沙區(qū)域。

4.1 水土保持基本方針

堅持“預防為主、保護優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的水土保持工作基本方針，按照水土保持“從事后治理向事前保護轉變、從以治理為主向治理與自然修復相結合轉變”的要求，全面預防由自然因素和人為因素引發(fā)的水土流失，促進水土資源“在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護”，加強封育保護、自然修復等措施，保護地表植被，擴大林草覆蓋，將潛在水土流失危害消除在萌芽狀態(tài)，加強監(jiān)管、嚴格執(zhí)法，從源頭上有效控制水土流失。確保重點區(qū)域水土保持“功能不降低、性質不改變”“誰破壞、誰治理”等要求，有效遏制生態(tài)系統(tǒng)退化的趨勢。

4.2 防護林、生態(tài)林、防沙治沙生態(tài)恢復建設項目

針對該縣綠洲外圍生態(tài)區(qū)位置重要、風沙危害嚴重、具備治理條件的區(qū)域，依靠中央財政補助項目資金，通過防護林、生態(tài)林和防沙治沙項目的實施，保護綠洲外圍荒漠林草植被，以“綠荒山，增綠地”為生態(tài)修復目標，有效改善區(qū)域內生態(tài)狀況。進一步開展沙化草原治理，加大修復力度，增強現(xiàn)有植被監(jiān)管，提升自然修復能力，科學合理使用天然草原，人為增加草原的面積，減少地表的裸露，防止現(xiàn)有的草原退化，同時防止土壤的沙化和水蝕危害。實施輪牧、休牧、舍飼圈養(yǎng)、禁牧制度，科學測算荒漠林草場載畜量，實施天然草原草畜平衡制度，依托天然草原退牧還草、退耕還草等項目開展沙化草原治理工作。利用沙區(qū)光、熱、土地資源優(yōu)勢，在水資源允許的條件下，依托防沙治沙和退耕還林還草工程，發(fā)展適合沙區(qū)的種植（經濟林）、養(yǎng)殖業(yè)，通過培育沙產業(yè)鞏固防沙治沙和退耕還林還草成果。提倡實行科學的耕作制度，防止農田土壤沙化和肥力下降。同時，通過種植沙生梭梭、沙拐棗、紅柳、駱駝刺、高山植被等極端耐鹽堿、耐寒、耐干旱、抗風沙、易成林的林草種，有效防止風沙對撂荒土地的侵蝕。持續(xù)做好退耕還林還草工程的管理工作，依據《退耕還林條例》加強管理，落實好國家完善退耕還林還草補助政策，確保退耕農戶的生計和鞏固退耕還林成果。

4.3 小流域治理建設項目

小流域水土流失的主要因素是水蝕，即在季節(jié)性、陣發(fā)性降水或在暴雨發(fā)生后，由于地表植被稀疏易于形成地表徑流，并沖刷、匯集引發(fā)洪水，造成嚴重水土流失災害。暴雨還可產生濺蝕、面蝕，雨水沖刷岸坡，形成溝壑。水蝕給項目區(qū)農牧業(yè)生產和基礎設施帶來較大的破壞。以小流域水土保持綜合治理為主，坡溝兼治綜合工程，以達到“治溝河”的治理目的。通過增加工程措施（護岸工程、谷坊、攔沙壩、小型蓄水等）、林草措施（種植人工林、經濟林）、生態(tài)修復（圍欄封育、補撒草籽）等工程的實施，減少地表裸露，增加植被覆蓋率，防止坡溝的水蝕危害，減輕小流域內植被退化和水土流失現(xiàn)象，避免河流淤堵、坡溝發(fā)展加劇及土地荒漠化和土壤肥力下降，同時提高土地生產率，促進當?shù)剞r牧業(yè)社會經濟發(fā)展，使當?shù)厮临Y源、環(huán)境與經濟發(fā)展走上良性循環(huán)。

4.4 礦山地質環(huán)境治理

礦山資源的開發(fā)對環(huán)境造成極大破壞，礦山環(huán)境問題對生態(tài)、工農業(yè)生產和社會經濟發(fā)展造成較大影響。對礦山損毀土地進行金屬污染調查，發(fā)現(xiàn)金屬污染及時治理，防止危害周邊的地下水、河湖農田等，土壤治理后進行復墾、復林，破壞的植被進行恢復。對礦山“三廢”進行綜合治理、綜合利用或無害化處理，對露天坑可利用建筑棄土回填后再綠化。對廢石場進行綜合利用或永久性坡面穩(wěn)定化處理，防治護坡，及時對礦山開發(fā)修筑的道路進行復林復草等，以達到“平礦坑”修復的目的。礦山開發(fā)后的修復治理關鍵在于采用合適的修復技術，多做調查，因地制宜，就地取材，根據當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)多樣性進行植被修復，促進自然修復功能的發(fā)揮。針對現(xiàn)存的礦業(yè)和待礦產開發(fā)項目，嚴格執(zhí)行水保方面的規(guī)章制度，相關單位不定時巡查，促進相關建設企業(yè)的重視，避免無序開發(fā)。

4.5 重點區(qū)域（流域）和重要行業(yè)水土保持綜合治理工程

重點區(qū)域（流域）和重要行業(yè)水土保持綜合治理工程主要針對涉及境內礦產資源開發(fā)、油氣資源開發(fā)、其他重點開發(fā)建設項目區(qū)域開展，主要包含境內工業(yè)園區(qū)、礦業(yè)區(qū)、城鄉(xiāng)產業(yè)建設區(qū)、生態(tài)濕地保護區(qū)、水源保護區(qū)、林草業(yè)資源保護區(qū)等。濕地、水源、林草業(yè)區(qū)域以自然修復工作為主、人為生態(tài)修復為輔，嚴格劃定保護區(qū)域，禁止人為干擾，以達到“保濕地、促生態(tài)”的發(fā)展目標。其他重點區(qū)域推進開展區(qū)域性水土保持規(guī)劃，做好統(tǒng)籌安排，同時要嚴格落實開發(fā)建設項目水土保持方案編制、水土保持監(jiān)測及驗收工作，嚴格確保開發(fā)建設項目水土流失工作落實到位，以達到“早規(guī)劃、嚴落實”的建設目的。各大區(qū)域或建設項目加強水保專業(yè)人才的配備，提前規(guī)劃和事前預防，邊建設邊治理邊保護，重大工程建設應編寫緊急預案。工業(yè)區(qū)裸露的地表及時綠化，開發(fā)建設區(qū)的棄土及時綠化或覆蓋，防止水土流失和揚塵，對建筑垃圾嚴格按照環(huán)保要求處置，防止亂扔亂棄而污染環(huán)境。積極探索水土保持和生態(tài)景觀建設統(tǒng)一規(guī)劃，既能保持水土，又能促進生態(tài)景觀建設、美化環(huán)境。針對現(xiàn)存的油氣田和廢棄的油氣開發(fā)井項目，要及時治理和定期開展巡查。開展生產建設項目水土保持專項整治行動是切實落實水土保持監(jiān)管“強手段、補短板”的重要舉措，是督促生產建設單位依法依規(guī)履行水土流失防治的重要抓手，嚴格控制人為活動造成的水土流失，有力促進了生態(tài)文明建設，保障了經濟社會可持續(xù)發(fā)展。重要行業(yè)的水土流失綜合治理主要采取生態(tài)修復方法，通過土地整治、土地復墾、種植林草等措施促進區(qū)域生態(tài)恢復，為區(qū)域經濟的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

4.6 監(jiān)測站網建設及規(guī)劃

在巴里坤縣水土保持監(jiān)測工作現(xiàn)狀的基礎上，加強對監(jiān)測工作進行全面、系統(tǒng)的規(guī)劃，并充分利用已有水文站點、山洪災害監(jiān)測點、水質監(jiān)測點等資源，建立一個覆蓋全縣的水土保持數(shù)據采集系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)和信息傳輸系統(tǒng)以及配套的水土保持數(shù)據庫。受資金和人員限制，建議引入無人機遙感技術[12]和衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據和數(shù)字化影像[13]，即采用地面監(jiān)測、低空無人機監(jiān)測和天空衛(wèi)星遙感監(jiān)測的綜合模式，發(fā)揮其作業(yè)效率高、野外監(jiān)測人員工作量少、經費節(jié)省等優(yōu)點[14]，為建立和完善水土流失動態(tài)監(jiān)測網絡提供有力的保障，以達到“強監(jiān)測”管理為目的。對存在的問題建設單位，要依法落實水土流失防治的主體責任，迅速制定整改方案并限期整改，依法編制水土保持方案，切實做好人為活動造成的水土流失防治工作。對拒不整改的生產建設單位，將其納入水土保持信用監(jiān)管“重點關注名單”“黑名單”，實施信用懲戒，采取更加嚴厲的責任追究措施。

5 結語

在繼續(xù)實施防護林、生態(tài)林、防沙治沙生態(tài)恢復建設項目，水土保持小流域綜合治理及河道治理建設項目，濕地、水源地保護建設項目，礦山環(huán)境保護與治理項目等治理措施的基礎上，進一步完善全縣水土流失監(jiān)測網絡和監(jiān)督管理體系。注重綜合治理，尊重自然、保護優(yōu)先、提高管理、強化治理，推進水土流失防治體系和防治能力現(xiàn)代化建設，促進重點防治地區(qū)生態(tài)趨向好轉，使水土流失面積減少、強度下降，有效控制人為水土流失，有效改善林草植被覆蓋狀況，力爭在短時間內取得水土保持生態(tài)文明建設的初步成效，為全縣各部門、各區(qū)縣部門和社會共同參與水土流失防治提供科學指導和有力支撐。