周村區(qū)生態(tài)修復和水土保持彈性景觀功能研究

田 力

(山東省淄博市周村區(qū)政務服務中心,山東 淄博 255300)

0 引 言

開展水土保持工作是經(jīng)濟社會和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。近年來,各地通過一系列整改措施,在保持水土工作中取得較好的成效和重大進展[1-3]。周村區(qū)作為山東省淄博市在水土保持中具有顯著效果的典型區(qū),政府部門對該區(qū)域的水土保持現(xiàn)狀、規(guī)劃等事項進行了深入探究。盡管相關報道對周村區(qū)的生態(tài)狀況、水資源、水土流失消長、土地利用等進行了全面評價,但整體上從防洪安全、河湖治理、改善人居環(huán)境、生態(tài)安全建設等方面的分析研究相對較少[4-5]。基于此,本文著重分析周村區(qū)生態(tài)狀態(tài)和水土保持規(guī)劃方案,驗證水土保持的實施效果,以期為水土流失的管控提供科學的指導依據(jù)。

1 周村區(qū)水土保持和生態(tài)修復的預防及治理方案

1.1 研究區(qū)域概況

周村區(qū)地處山東省淄博市西部,地理坐標E117°41′-58′和N36°39′-54′,東西區(qū)間為25.3km,南北區(qū)間為27.3km,海拔為24.2～351.8m。該區(qū)包括 30個居民委員會和164個村民委員會,1個經(jīng)濟開發(fā)區(qū),南郊鎮(zhèn)和玉村鎮(zhèn)2個鎮(zhèn),城北路街辦、青年路街辦、永安路街辦、大街街辦、絲綢路街辦。該區(qū)氣候類型為暖溫帶大陸性季風型氣候區(qū),雨季集中在7-8月,年平均日照時間2 051.6h,年平均溫度約14℃,年平均降水量682.3℃,年平均絕對濕度11.6g/m3,年平均相對濕度62.0%。該區(qū)土壤結構良好,土層深厚,質地適中,土壤分為2個土類、4個亞類、8個土屬、18個土種。該區(qū)主要為褐土土類,植被為暖溫帶落葉林地帶的草木植物,森林樹種為果樹類、灌木類、喬木類。周村區(qū)境內(nèi)的主要河流為7條小清河水系,涉及青楊河、玉帶河、米溝河、涿河、淦河、陽河、孝婦河。根據(jù)淄博市水資源公報數(shù)據(jù)可知,平均水資源量為1 615.65m3/hm2,水資源總量3 502×104m3,人均水資源量120.73m3/人,多年平均產(chǎn)水模數(shù)為16.2×104m3/km2。區(qū)內(nèi)地表水供水量13 595×104m3,地下水資源量2 768×104m3。表1為周村區(qū)水資源供水量和用水量。

表1 周村區(qū)水資源供水量和用水量 /104m3

周村礦產(chǎn)有紫砂、長石石英、黏土、鋁礬土、煤等,耐材制品為鋁硅鎂、剛玉磚、硅磚、普通磚、標準磚等。生物資源包括青蛙、蛇等野生動物和菊花、花椒等野生植物。周村區(qū)總人口數(shù)量290 069人,農(nóng)業(yè)人口占比28.83%。全區(qū)居民人均可使用的資金25 258元;居民人均消費支出15 429元;城鎮(zhèn)居民人均可支配收入30 179元;城鎮(zhèn)居民人均消費支出17 647元;農(nóng)村居民人均消費支出為10 424元。周村區(qū)土地總面積216.75km2,未利用地面積3.85km2,建筑用地面積92.45km2,農(nóng)業(yè)用地面積120.45km2。

根據(jù)2020年山東省水土保持普查,周村區(qū)水土流失面積8.4km2。水土流失的原因可分為人為因素和自然因素,人為原因涉及人為活動、具有破壞性的生產(chǎn)建設活動[6-8]。自然因素為風力、植被、土壤、降水等;人為因素為牧、林、農(nóng)用地比例失調(diào)、工業(yè)活動頻繁、不合理的耕作方式等。

1.2 水土保護方案的需求分析

周村區(qū)水土保持工作的主要內(nèi)容:強化水土保持法律法規(guī)宣傳,強化水保執(zhí)法力度,重視監(jiān)督管理、引導民間資本參與水土保持項目、對開發(fā)建設項目水土保持情況進行審批和收費管理。周村區(qū)水保工作存在的問題:較大的水土流失綜合治理難度,較低的公眾水土保持意識,水土保持方案的申報審批率較低,水土保持執(zhí)法力量薄弱等[9-11]。周村區(qū)水土保護方案的需求分析見圖1。

圖1 周村區(qū)水土保護方案的需求分析

針對周村區(qū)水土保持監(jiān)測和監(jiān)督管理、生態(tài)狀況、水源地面源污染、水資源豐缺程度、水土保持現(xiàn)狀、水土流失、土地利用等方面的評價,進行需求分析。

對于人居環(huán)境和生態(tài)安全環(huán)境而言,需從3個方面進行優(yōu)化:①將小流域建設作為核心,利用生態(tài)修復方案,使生態(tài)環(huán)境向著良好的方向進行轉變。②提升具有良好生態(tài)區(qū)域的監(jiān)督力量,對土地和植被進行保護。③將水土流失防護作為基本任務,最大化發(fā)揮水土保持設施的服務功能,對生態(tài)環(huán)境進行保護和建設。

對于防洪安全和河湖治理而言:①建設自然保護區(qū)和河流上游水源涵養(yǎng)林。②強化監(jiān)督管理,防止建筑項目產(chǎn)生的垃圾。③建設濱河濱湖的植被保護帶,避免河流溝道岸坡,對水質進行凈化。

對于飲用水安全和水源保護而言:①降低化肥農(nóng)藥施用量,借助小型水利工程建設、小型垃圾和污水處理設施,建設生態(tài)農(nóng)業(yè)。②河道兩側需通過建設林草和生物護岸緩沖帶對水質進行改善。③通過生物措施對地表水水源進行處理,以減少藻類生長。

對于社會公眾服務能力而言:①根據(jù)最新水土保持法,對配套相關性文件進行更新,完善水土保持法規(guī)體系。②對水土保持監(jiān)督管理機構進行完善,提升水土保持監(jiān)督管理履行的能力,切實落實監(jiān)督管理的義務和責任[12-13]。③強化技術創(chuàng)新和科研能力,積極對從業(yè)人員的業(yè)務能力進行培訓。④積極推進水土保持宣傳工作,全面提升普通民眾對于水土保持的自我認知。

綜合多方面的需求分析,水土保持既能利用水土資源完成資源的合理開發(fā)和有效保護,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合能力,推進農(nóng)村經(jīng)濟的積極發(fā)展,極大程度提升農(nóng)民的收入。同時,還能通過水土流失的治理間接控制源污染源,給農(nóng)村居民的安全用水提供保障,實現(xiàn)自然生態(tài)各要素的合理安排,實現(xiàn)生態(tài)安全和資源的合理化配置,確保社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設[14-15]。

1.3 預防保護和治理規(guī)劃

研究結合周村區(qū)小流域的劃分情況以及《水土保持規(guī)劃編制規(guī)范》(SL 335-2014),確定最終的預防范圍。預防保護范圍為整個區(qū)域的國土面積,核心為市級水土流失重點預防區(qū);水庫和湖泊周邊、河流兩岸、重要水源地、河流源頭區(qū)。主要是指萌山水庫上游支流源頭區(qū)域,具體包括淦河兩岸、范陽河、米溝河、孝婦河干流;已經(jīng)開展小流域水土流失治理的工程;水質維護、生態(tài)維護、水源涵養(yǎng)水土保持功能的區(qū)域。水土保持預防區(qū)域及相應的小流域見表2。

表2 水土保持預防區(qū)域及相應的小流域

由表2可知,南部水源涵養(yǎng)區(qū)的小流域總面積40.04km2,總條數(shù)為4條;中部蓄水保水區(qū)的小流域總面積15.35km2,總條數(shù)為2條;東部河流水質保護區(qū)的總面積為94.16km2,總條數(shù)為3條;北部人居環(huán)境維護區(qū)的的總面積為37.65km2,總條數(shù)為7條。預防保護整體區(qū)域所涉及的小流域條數(shù)為16條,面積191.2km2,涉及8個街道或鎮(zhèn)。

預防保護的對象是指預防保護區(qū)域所需保護的人工水土保持措施、地面覆蓋物、林草植被,具體如下:水土流失綜合防治成果等其他水土保持措施;水庫和湖泊周圍、河流沿岸的植物保護帶侵蝕溝的溝岸和溝坡;人為破壞后很難修復和治理的地帶;覆蓋度高的草地、郁閉度高的人工林、天然林。全區(qū)規(guī)劃預防保護對象的總體面積24.45km2,近期和遠期規(guī)劃預防面積分別為4.57和17.95km2。依據(jù)預防對象在水土保持中的發(fā)揮的功能以及“大預防和小治理”的原則,研究配置預防保護措施體系,包括生態(tài)維護功能、水質維護功能、蓄水保水功能、 水源涵養(yǎng)功能。

預防保護區(qū)域小流域的水土保持措施可依據(jù)地形部位進行劃分,分別為坡地系統(tǒng)和溝道系統(tǒng)。坡地系統(tǒng)的措施類型可分為生產(chǎn)道路、蓄水池、截排水溝、梯田工程、經(jīng)果林、水土保持林、封禁治理;溝道系統(tǒng)包括河溝道整治、古坊工程、堰壩工程。重點預防保護工程為8條小流域,總面積22.84km2。規(guī)劃近期和遠期的重點預防保護的小流域均為4條,預防保護面積分別為6.50和16.34km2,區(qū)域分別包括黑山、東道、下沙、朱首灣流域和南營、演禮莊、清泉、玉帶河流域。治理規(guī)劃的總面積25.55km2,包含6個小流域,具體為彭陽、河東、小尚、青楊河、丁家、馬鞍山,其中小尚和馬鞍山為遠期重點治理。治理對象包括坡度≥3°、坡地坡度<25°、水土流失分布較為集中且侵蝕強度較為嚴重的耕地和果園,治理措施體系為坡面防護體系、溝道攔蓄防護體系、坡面徑流調(diào)控體系。

2 周村區(qū)生態(tài)修復和水土保持效果分析

首先參考國家和省級建設工程的投入水平,對重點工程進行投資匡算。水土保持措施的重點預防和重點治理的投資匡算見圖2。重點預防和重點治理的投資規(guī)模分別為1 151.8和704.0萬元,近期投資規(guī)模分別為327.8和397.1萬元,遠期投資規(guī)模分別為824.0和306.9萬元。重點預防和重點治理的近期工程規(guī)模分別為6.5和4.57km2,遠期工程規(guī)模分別為16.3和3.53km2。

圖2 水土保持措施的重點預防和重點治理的投資匡算

然后分別從蓄水效應和保土效應兩個方面進行分析,結果見表3。依據(jù)重點預防和治理小流域的水土保持措施的配合比,近期梯田工程、水土保持林草、生態(tài)修復面積分別約為1.81、2.84、5.64km2,蓄水定額分別為600、400、100m3/hm2,保土定額分別為30、20、10t/hm2。經(jīng)綜合測算,各項措施正常實施且發(fā)揮效益后,新增蓄水效應和保土效應分別為27.86×104和1.67×104m3。

表3 不同水土保持措施的蓄水保土效應

最后分析社會經(jīng)濟效應和生態(tài)效應,它們對于社會的可持續(xù)發(fā)展和居民的長遠利益息息相關。通過地面源污染的治理,可實現(xiàn)對耕地的保護和治理,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,加速現(xiàn)代化管理,間接提升農(nóng)民的收入。水土保護規(guī)劃實施后,蓄水保土的效應得到極大程度的發(fā)揮,水庫江河的泥沙淤堵可得到良好的控制,進而提升防洪能力,降低干旱、洪澇等自然災害的危害,對人民群眾的生命財產(chǎn)安全、基礎設施、保護農(nóng)業(yè)起著推動作用。水土保持工程的增產(chǎn)增效分攤系數(shù)為0.7,經(jīng)計算,年增經(jīng)濟收入104.72萬元。蓄水保土效應和經(jīng)濟效應的相關性見圖3。

圖3 蓄水保土效應和經(jīng)濟效應的相關性

經(jīng)Spearman相關性系數(shù)分析可知,蓄水效應和保土效應均與經(jīng)濟效應呈正向相關性,相關性數(shù)值分別為0.628和0.526,且均具有顯著性,即蓄水保土效應越強,則相應的經(jīng)濟效應越強。水土保持方案實施后,生態(tài)效應體現(xiàn)在以下幾個方面:①提升植物植被的覆蓋率,改善生態(tài)環(huán)境,促進生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性。②減少泥沙的下泄狀況,降低面源污染情況的發(fā)生率。③提升水土保護的治理程度,建設生態(tài)文明。通過實施各措施且能正常產(chǎn)生效應后,保護和利用水土資源,提升防災和減災能力,建設水土保持生態(tài)文明。

3 結 論

針對目前周村區(qū)水土保持存在的治理效應低等問題,本文提出一種針對生態(tài)保護和水土保持的預防治理方案。研究結果顯示,重點預防和重點治理的投資規(guī)模分別為1 151.8和704.0萬元,近期投資規(guī)模分別為327.8和397.1萬元,遠期投資規(guī)模分別為824.0和306.9萬元。重點預防和重點治理的近期工程規(guī)模分別為6.5和4.57km2,遠期工程規(guī)模分別為16.3和3.53km2。經(jīng)綜合測算,各項措施正常實施且發(fā)揮效益后,新增蓄水效應和保土效應分別為27.86×104和1.67×104m3。經(jīng)Spearman相關性系數(shù)分析可知,蓄水效應和保土效應均與經(jīng)濟效應呈正向相關性,相關性數(shù)值分別為0.628和0.526。研究結果表明,所提出的水土保持預防和治理方案對于其他區(qū)域的生態(tài)治理和環(huán)境保護具有借鑒意義。