本文根據(jù)大青山地區(qū)的自然條件,科學地分析了該地區(qū)水土流失的原因,總結(jié)了近年來保護與治理的經(jīng)驗,指出了本區(qū)今后水土保持工作的發(fā)展方向和戰(zhàn)略措施。
1 基本情況
1.1 地形大青山地處內(nèi)蒙古高原,屬陰山山脈中段,東西長約 220km ,南北寬約50 km ,總面積大約1.1×104 k㎡ ,該區(qū)南部為土石質(zhì)山區(qū),溝壑縱橫,北部為丘陵區(qū),延綿起伏。
1.2 河流與水系區(qū)內(nèi)的主要河流、水系有大黑河、小黑河、什拉烏素河、昆都侖河、哈素海平原水庫、美岱東西滯洪區(qū)以及沿山各山溝。大黑河、小黑河的洪水直接注入黃河,什拉烏素河、昆都侖河及沿山各主要山溝都建有水庫,洪水經(jīng)水庫調(diào)水調(diào)沙有控制的下泄后進入哈素海平原水庫與美岱東西滯洪區(qū),再進行調(diào)節(jié)控制泄水流量,最后緩慢地流入黃河。
1.3 氣候本區(qū)屬大陸性半干旱氣候,特點是光照充沛,降水較小,蒸發(fā)劇烈。冬季漫長嚴寒,夏季炎熱短促,年月溫差大,春秋季溫度變化劇烈,冬春風大。多年平均氣溫為5.3℃,多年平均風速2.04m/s,大風一般集中在春季4~5月,風速可達3m/s以上,大風一般為西北風。
1.4 水文本區(qū)多年平均降水量為368.5mm,降水量多集中于夏季6~8月份,為237.7mm,占全年降水量的64.5%,且多暴雨。多年平均蒸發(fā)量為1870mm,是多年平均降水量的5.07倍。
1.5 植被本區(qū)主要植被有:山楊、白樺、油松、杜松、云杉、山杏、黃柳、山榆、三角楓等喬木,虎榛子、繡線菊、山刺玫、珍珠梅、水栒子、遼寧山楂、山荊子等灌木,唐松草、萎陵菜、白芍藥、黃花菜、鐵桿蒿、羊草、地榆、野豌豆、胡枝子等草本植物。
2 水土流失的危害生態(tài)系統(tǒng)的不平衡
主要是過度放牧的結(jié)果,引起了山區(qū)水土的嚴重流失,大量的泥沙被洪水帶到平原區(qū),淤塞了水庫,使水域面積縮小,沖毀了農(nóng)田、道路、水利工程和居民住房,同時也進入了黃河。
3 環(huán)境現(xiàn)狀及成因分析
3.1 環(huán)境現(xiàn)狀本區(qū)四季氣候分明,春季干旱少雨多大風,夏季炎熱,秋季涼爽,冬季漫長寒冷。本區(qū)水土流失比較嚴重,水土流失面積占總面積的34.1%。
3.2 成因分析
3.2.1 自然因素由于自然降水少,植被稀疏,沙塵暴逐年增多,致使地表土壤母質(zhì)發(fā)生磨損,同時暴雨強度大且集中,產(chǎn)生洪水后,大量泥沙被帶走。水力侵蝕為本區(qū)水土流失的主要形式,侵蝕模數(shù)為2000~5000t/(k㎡?a)。
降水量的分布,一般來說年降水量分布不均勻,發(fā)生水土流失的危險性就大。若年降水量大且分布均勻,不下暴雨,就不易產(chǎn)生水土流失。
暴雨是造成水土流失的主要原因。一般來說暴雨強度越大,雨滴也越大,再加上暴風雨使空中氣流紊亂,使雨滴降落速度往往超過自由落體的速度,加大了雨滴的沖擊力。
每次大的降雨,一般都造成嚴重的水土流失。
若前期雨量大,土壤中的水分基本飽和,則連續(xù)降雨會產(chǎn)生強烈的地表徑流,從而造成嚴重的水土流失。
坡度越陡,地表徑流流速越大,水土流失也越嚴重。坡度增大4倍,水流速度增大1倍,其侵蝕力增大4倍,沖失物質(zhì)的數(shù)量增多32倍,沖失物質(zhì)的體積增大64倍。
坡面越長,水土流失越嚴重。土壤流失量的增加與坡長的1.5或1.6次方成正比(據(jù)美國和前蘇聯(lián))。
自然坡面的形狀大致可分為五種:直線形坡面,其下半部因受水流沖擊,土壤流失最嚴重;凸形坡面,其下部也是土壤流失最嚴重的;凹形坡面,其上部受沖刷,下部被淤積;凸凹形坡面,又沖又淤;臺階形坡面,既可以增強土壤的滲透性,減少地表徑流,又能減低徑流速度。
陽坡光照充足,蒸發(fā)量大,土壤水分少,植物生長不好,水土流失嚴重;陰坡光照不足,蒸發(fā)量小,土壤含水量大,植物生長好,水土流失不嚴重。
3.2.2 人為因素由于人口增加,牲畜增多,草場嚴重超載,過度放牧,致使植物不能結(jié)籽,草場被輪番踐踏,植被逐年稀疏,土壤沙化?!E砍濫伐,毀林毀草,開墾荒地,挖藥材,農(nóng)村掏礦、開采料石、挖土。
不合理耕作。
全墾整地和燒山整地造林。
4 水土保持工程建設的指導思想
以生態(tài)、經(jīng)濟效益為目標,對癥施治,宜林則林,宜灌則灌,宜草則草,宜農(nóng)則農(nóng),宜牧則牧,進行科學合理的水土保持措施配置,促進退耕還林,退牧還草,封山綠化,實現(xiàn)社會、生態(tài)、經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。
5 水土保持工程建設的基本原則
5.1 生物多樣性原則生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)維持平衡,資源持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。水土保持建設必須堅持更多的引進和推廣新的樹、灌、草品種,增加生物種類,堅持多種喬木、灌木和草的混交配置。
5.2 預防為主、治理為輔的原則健全機構(gòu),加強宣傳,提高全民的素質(zhì)。
5.3 保護、治理、開發(fā)統(tǒng)一的原則水土保持工程建設應實行保護性治理與開發(fā)性治理相結(jié)合的原則,實現(xiàn)生態(tài)、生產(chǎn)、生活的統(tǒng)一。
5.4 因地制宜分區(qū)治理的原則本區(qū)內(nèi)水土流失面積較大,成因復雜,應按照不同區(qū)域進行治理,因地制宜,全面推進。分區(qū)原則:南部為土石質(zhì)山區(qū)、北部為丘陵區(qū)、中部為過渡帶。
5.5 可持續(xù)發(fā)展的原則合理安排生產(chǎn)要素,調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),發(fā)揮當?shù)貎?yōu)勢,培養(yǎng)再生資源,注意近、中、遠期利益相結(jié)合,生態(tài)、社會、經(jīng)濟三大效益并重,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
5.6 統(tǒng)一規(guī)劃、綜合治理的原則堅持以大流域為骨干,以小流域為單元的統(tǒng)一規(guī)劃,綜合治理,綜合開發(fā),形成多功能、高效率的防治體系。
6 植被與水土流失的關(guān)系
植被覆蓋率越高,水土流失越輕微。植被可以減少雨滴的動能,從而消弱雨滴對地表的直接沖力,減少土壤的侵蝕,保持了水土。植被可延緩徑流的產(chǎn)生,由于樹冠截留降雨,林下枯枝落葉層吸收水分,延緩了產(chǎn)生徑流的過程,減少了徑流量。植被增強了滲透力,林草下層的枯枝落葉覆蓋地表,保護表土不被雨水打擊或沖刷,同時還能吸收大量的雨水。植被可改良土壤性質(zhì),林草有龐大的根系,不僅能固結(jié)土壤,同時大量的枯朽根條殘留在土壤里,增加了土壤有機質(zhì),能改良土壤的物理化學性質(zhì),從而增強土壤的滲透能力,減少地表徑流。
森林具有良好的保持水土的作用,因為樹林覆蓋,地表徑流狀況有了很大的變化:15—30%的降雨被樹冠截留,5—10%從林內(nèi)蒸發(fā)掉,50—80%被吸收和滲入土壤,只有10%以下的降雨形成徑流。
7 主要措施在綜合規(guī)劃治理基礎上,堅持管理措施、生物措施與工程措施相結(jié)合,生態(tài)建設與經(jīng)濟建設相結(jié)合,建立小流域生態(tài)農(nóng)牧業(yè)系統(tǒng)綜合防治開發(fā)體系。
7.1 水土保持坡面工程在南部土石質(zhì)山區(qū)進行整地,挖水平溝和魚鱗坑,水平溝規(guī)格為200×80×60cm3,每1650個/h㎡;魚鱗坑規(guī)格為80×80×60 cm3,每3300個/ h㎡.整好地后,栽植喬灌木,增加降雨攔蓄能力,可抵御十年一遇的洪水沖刷。
有條件的地方,可以修筑梯田,以增加攔截徑流的能力。
7.2 改變農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和牧業(yè)經(jīng)營方式7.2.1 等高橫條間栽在北部丘陵區(qū),農(nóng)業(yè)區(qū)田間應實行等高橫條間栽技術(shù),以凈耕作物與密生作物交叉成條帶種在同一田區(qū)內(nèi)。田區(qū)橫條間栽的條帶平行田間邊緣,或以其它基線規(guī)劃,而一般的橫條間栽均沿等高線種植,又有些區(qū)域?qū)⑿蓍g地與谷類作物交叉成條帶栽培。橫條間栽主要優(yōu)點為:(1)植物本身自我抗風;(2)土壤風蝕的距離限于兩條林帶之間;(3)保持水分的能力較大,尤其是降雪;(4)收獲期可能提早。而主要缺點為:(1)如果帶太窄,機械耕犁發(fā)生問題;(2)發(fā)生害蟲時需保護的邊緣增多。條帶的寬度應足使機械耕種方便,但又不能寬到容許過多的土壤損失,故其寬度應根據(jù)土壤的耐沖度、植畦方法、作物種類等而決定。 7.2.2 等高耕、橫條間栽及耕作法水土保持耕作法中基本工程技術(shù)之一為將上下坡的耕作方法及作物經(jīng)營方式調(diào)整至等高耕作和橫條間栽,以提高土壤的抗沖蝕能力。
各種不同的耕作法所造成的土壤表面,對微水文方面的反應將有重大的影響,如地表的粗糙度、畦壟、低洼、貯蓄雨水的特性、積雪以及影響地面徑流速度等。上述每一項影響均直接與水分滲入及土壤層中水分貯存有直接的關(guān)系。
當犁溝、播種溝及中耕溝為上下坡時,形成一天然溝,徑流水必然集中于溝內(nèi),其坡度增加,水的流速也增加,結(jié)果造成土壤沖蝕。
等高耕的耕作方向與等高線近于平行。平緩的土地,等高耕可減低地面水流速度。如在畦或溝內(nèi)種植,畦溝將增加蓄水量。
橫條間栽包括一連串不同作物的橫條,各項田間操作均橫跨|考試|大|坡向或沿等高線。此項栽培法并非單純橫條栽培而已,其辦法包括若干優(yōu)良的農(nóng)耕技術(shù)在內(nèi),如良好的作物輪作制度、等高耕作、適當耕作方法、覆蓋作物等。三條常用的橫條間栽方式:(1)等高橫條間栽:橫條完全沿等高線并配合以明顯的作物輪作制度;(2)田區(qū)橫條間栽 橫條為相等寬度并橫跨主坡方向栽培,在地形太復雜而不能作等高條帶時,應配合適當?shù)乃罚ㄈ鐬榉里L而施行橫條間栽,則應設立平行的條帶并與風向垂直);(3)防沖橫條間栽:利用若干草類或豆種作物條帶種???于不規(guī)則輪作的作物條帶之間,此項防沖條帶的寬度不一定相等,也許設在田區(qū)中某些有關(guān)鍵性的坡地內(nèi),其主要目的為加強防沖作用。防沖條帶的種類依作物栽培制度、地形及沖蝕種類的不同而異。
以永久草地及豆科作物與谷類及行栽作物橫條輪作的效果最佳。
經(jīng)過適當設計的輪作可使作物生長更加茂盛,覆蓋土地的面積比率增加,更加強了等高橫條間栽的效果。等高橫條間栽再配合以等高耕,有效地截短了坡度。天然溝應留作草水路之用,以發(fā)揮水土保持的最高效能。
7.2.3 橫條間栽的定線橫條間栽的定線方法有三種:(1)條帶的方向應與等高線平行;(2)條帶設計為均勻?qū)挾?,以關(guān)鍵等高線設定之;(3)同樣寬度與不同寬度的橫條間栽相間排列,并以防沖帶予以調(diào)節(jié)。
條帶寬度以各地情況而異,旱地農(nóng)作或風蝕嚴重地區(qū),條帶寬度不宜太寬,但各條帶寬度應便利耕作,至少應一倍或數(shù)倍于耕作農(nóng)機具寬度,條帶寬度一般應在10~15m之間。
7.2.4 草場及農(nóng)田的經(jīng)營模式本區(qū)應建立輪流休牧制度、推廣免耕種植技術(shù)或農(nóng)作物收割后留高茬,以達到預防水土流失的目的。土壤流失除考慮水蝕外,還應考慮風蝕,所以在種植條帶之間應留有一定寬度的復合防風林(喬、灌、草混栽)。在坡度大于15度的坡地及丘陵部不宜種植農(nóng)作物,應栽植灌木與草,交通和管護條件允許時,盡可能栽植經(jīng)濟林。
7.3 地面覆蓋覆蓋的材料有樹葉、草、秸桿及其它有機質(zhì)材料。覆蓋物的作用:(1)覆蓋物破裂雨滴,減小其沖擊力及飛濺土壤;(2)覆蓋物阻擋地面水流而控制土壤表層沖蝕;(3)維護土壤構(gòu)造,增加水分的滲入量。
7.4 加大宣傳與執(zhí)法力度健全機構(gòu)與制度,完善水保監(jiān)督管理法規(guī)體系,大力宣傳教育,增強全民的水保意識,同時嚴格執(zhí)法,違者必究。
7.5 自然修復根據(jù)氣候條件,采取人工降雨措施,增加降水量,靠大自然的力量恢復植被。
7.6 興建工程,攔截、沉淀泥沙,減少泥沙入黃量在山區(qū)主要山溝修建水庫,利用水庫的調(diào)洪調(diào)沙功能,將高泥沙含量的洪水引入鹽堿地和荒地,使泥沙沉淀下來,同時改造鹽堿地和荒地。在小山溝修建谷坊,攔截部分泥沙,保持水土。在山前平原區(qū)修建滯洪區(qū),沉淀泥沙,改造土地,減少泥沙進入黃河的總量。
7.7 移民根據(jù)本區(qū)的承載能力,有計劃地實施移民工程,以減少對本區(qū)環(huán)境的破壞,同時對牲畜實行圈養(yǎng)?!?/div>
8 效果分析
通過幾年的保護與治理,47%山羊由原來的牧養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿︷B(yǎng),山地植被破壞減輕,恢復較為明顯。植被蓋度由原來的21.4%提高到了現(xiàn)在的56.7%。
9 結(jié)論
9.1 通過圍封禁牧,植被不致被重復踐踏,能使其正常生長,結(jié)籽繁殖。
9.2 通過挖水平溝和魚鱗坑,抵御了十年一遇的洪水,泥沙不致被水帶走,造成水土流失。
9.3 植被蓋度由原來的21.4%提高到56.7%. 9.4 通過修建水庫、谷坊、滯洪區(qū),有效地阻止了泥沙流入黃河。
10 建議
10.1 堅決貫徹《水土保持法》,以人為本,預防為主,依法防治水土流失。
10.2 大力推行牲畜圈養(yǎng),加大退耕還林,退牧還草的力度,促進傳統(tǒng)畜牧業(yè)向現(xiàn)代畜牧業(yè)的轉(zhuǎn)變。
10.3 保護性治理與開發(fā)性治理相結(jié)合。
10.4 切實搞好農(nóng)村荒山荒坡產(chǎn)權(quán)制度改革。
10.5 根據(jù)氣候條件,飛播或人工播種耐寒耐旱的優(yōu)質(zhì)牧草,增加植物品種,改善植被結(jié)構(gòu)。
10.6 以種植需水量小的作物(如莜麥、蕎麥、谷子、豆類等)為主。
10.7 大力推廣復合農(nóng)業(yè)生態(tài)工程技術(shù),走以林果業(yè)為主、兼顧農(nóng)牧業(yè)的農(nóng)牧林經(jīng)草復合生態(tài)工程建設的路子。
10.8 喬、灌、草立體優(yōu)化|考試|大|配置,綜合治理。
10.9 引進高新科學技術(shù),堅持發(fā)展生物多樣性原則,使新的優(yōu)良品種植物得以生存發(fā)展。底板裂縫。
土壤 條帶 徑流
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