寻甸县牛栏江流域水土流失综合治理技术研究

陈加强

(云南省寻甸县仁德街道办林业管理服务中心,云南 寻甸 655200)

寻甸县牛栏江流域水土流失综合治理技术研究

陈加强

(云南省寻甸县仁德街道办林业管理服务中心,云南 寻甸 655200)

摘要：分析了寻甸县水土流失的现状,从地质、地形、地势、植被、降雨、毁林开荒、资源开发利用,植树造林等多方面剖析水土流失造成的原因。指出了治理牛栏江流域水土流失不能急于求成,必须实施综合治理,才能从源头上控制水土流失的产生,使经济稳步、快速、健康发展。

关键词：水土流失;治理;牛栏江;寻甸

中图分类号：S157.2

文献标识码：A

文章编号：编号：1674-9944(2015)09-0032-04

收稿日期：2015-07-07

作者简介：陈加强(1978—)，男，云南寻甸人,工程师,主要从事水土保持、森林资源培育、森林生态、森林调查工作。

1引言

牛栏江属长江水系,是金沙江右岸一级支流,流经寻甸县东部,主要支流有马龙河、长冲河等,发源于羊街镇,在羊街镇境内呈北南流向,进入塘子镇后,由南向北流注入金沙江,境内全长87 km,径流面积1133 km2。

2012年12月1日起施行的《牛栏江保护条例》把牛栏江德泽水库坝址以上集水区域列为牛栏江流域上游保护区。把牛栏江上游保护区又划分为水源保护核心区、重点污染控制区和重点水源涵养区,寻甸全境基本都在这个区域内。特殊的地理位置及地质地貌决定了寻甸县生态地位的重要性。通过寻甸牛栏江流域综合治理,不仅可以增强滇池水动力、改善滇池生态状况,而且可以大幅度提升牛栏江流域及寻甸县森林质量和生态功能,对构建长江上游生态屏障,保障国家大江大河安全,确保重点水利工程生态安全,具有不可替代的重要作用。

2水土流失的原因

产生水土流失的原因很多,造成的危害和程度也不一样,其中自然原因有:地形、气候、降雨、土壤性状、地质构造等;人为因素有:人口的增加、能源需求、乱砍滥伐、毁林开荒、工程建设等。寻甸属国家级贫困县之一,土地贫瘠、资源缺乏,在这种状况下人口的增长和资源的匮乏、林地和耕地、封山育林和群众放牧等矛盾冲突日益加剧,大面积的森林被砍伐,导致生态系统平衡失调,植被被破坏,土地裸露,土壤流失严重。水土流失由轻度的面蚀到沟蚀,逐渐发展成危害极大的泥石流。

2.1　地质岩性及坡度

寻甸县地形反差大,各种岩类出露齐全,断裂密集。牛栏江流域受小江东西支断裂穿境而过的影响,构造运动强烈,造成全流域内岩体破碎,完整性差,又由于岩性松软,易风化的松散岩类面积大,在干旱、暴雨等自然因素和人为活动的影响下,加剧了土地的侵蚀发展。另外寻甸境内山地面积较大,坡度陡,植被被破坏后表土极易流失,形成轻度的面蚀,为水土流失的发生产生了条件。

2.2　植被

寻甸天然植被由生长巨大的乔木、常绿灌木、草本植物和地衣植物等组成,形成良好的生态平衡系统,对水土保持、涵养水源等有着非常重要的作用。但由于人为影响,森林遭到大面积的砍伐,地表植被遭到严重的破坏,大量的土壤裸露在外,经过风吹日晒、雨水的冲刷等原因,加剧了水土流失的发生,这是寻甸水土流失的主要原因之一。

2.3　降雨

寻甸县降雨多集中在6~9月,部分地方在雨季日降雨量可达100~200 mm。在复杂的地貌影响下,大部分地方易形成单点暴雨。在金源乡,历史上60 min降雨量极值达48.5 mm,在松散岩体和植被稀少的土壤上,降雨量达20 mm的便可产生径流,在地表径流的冲刷下,不但造成大量的面蚀和沟蚀,还会产生大面积的滑坡和泥石流。

2.4　毁林开荒

寻甸县坡耕地面积921 069.8亩,其中坡度大于25°以上的耕地面积175 637.2亩,坡度在16~25°之间的耕地面积177 523.1亩,坡度在6~15°之间的耕地面积328 193.7亩。在牛栏江两岸绝大部分耕地是陡坡地,这些陡坡地大多分布在经济和文化不发达的地区,这里毁林开荒、陡坡耕种、轮歇等落后的生产方式比较普遍,广种薄收,粮食产量低而不稳,不仅不能给农民增加收入、摆脱贫困,而且还造成生态环境的恶化,水土流失严重。农民失去赖以生存的土地,使本来就困难的生活更加的贫困,造成恶性循环。

2.5　不合理的资源利用

在经济发展过程中,人们对资源、环境、经济三方面的认识不足,在资源开发利用上协调处理不当,只顾眼前利益和局部利益,不惜以牺牲生态环境为代价来达到目的,致使森林植被遭到破坏,从而造成更多的水土流失。特别是在寻甸县这样一个经济比较落后的地方,各种矛盾非常突出,不合理利用资源的情况更是严重。

2.6　营林措施粗放,林种、树种结构单一

寻甸县是一个实行民族区域自治的地方,相应的法律法规在贯彻、执行的过程中有一定的变通权,没有完全发挥其法律效用。这样使得管理的难度增加,缺乏有较措施来规范那些破坏生态的行为。近年来,为有效地遏制水土流失,各级政府将水土保持作为一项基础工程来抓,大量营造以水土保持为主的植被。虽然植树造林是恢复植被的主要手段,但在营林生产过程中,一是对整地方式与水土保持的关系不够重视;二是由于投入的可开发利用的树种没有得到很好的利用,林种结构不合理,大面积营造纯林,特别是针叶林,难以实现天然林的防护效果;三是造林工程验收后,管理相对弱化,造林成果巩固不好,没有发挥应有的效用。

3水土流失造成的危害

3.1　养分流失严重

水土流失造成大量的氮、磷、钾肥的流失,使土壤形成干、酸、瘦、薄,肥力下降,土层变薄,严重影响农业生产。全县仅金源、甸沙、六哨、先锋、功山5个乡(镇)每年因水土流失的有机质达0.6万 t,其中流失氮0.07万 t,流失磷0.09万 t,有效钾流失0.1万 t,水土流失使有效的土地面积减少,农业利用价值降低,增加了农业生产的投入,这都是水土流失造成的危害。

3.2　河床升高、河流改道

由于水土流失,导致寻甸河床升高、改道、水库淤积,影响河道的输水和水库的蓄水能力,缩短各种水利工程的使用寿命,无形中增加了不必要的重复投资。

3.3　土地水源涵养能力下降、灾害频繁

由于水土流失,致使土地、水源涵养能力下降,洪涝灾害的频繁,使部分地方失去了生存条件,加剧了贫困的进程。仅金源乡、甸沙乡平均每年暴发大小泥石流就达20多次,冲毁良田上千亩,损失粮食300万 kg,淹埋沟渠80多条,每年经济损失100多万元。由于生态的恶化,抵御自然灾害的能力下降,灾害的发生频率较大,严重影响了群众的生产、生活。

4小流域综合治理技术

小流域是泥石流主要发源地,小流域的治理是治理泥石流的基础。由于雨水的急剧冲刷形成片蚀,由片蚀汇集形成比较小的沟蚀,然后再形成较大的侵蚀沟,最后形成小型的泥石流。针对寻甸水土流失实际,对牛栏江流域的治理宜采取以下8项技术措施。

4.1　小流域治理的规划设计

一般情况下,小流域治理的范围是两山夹一沟,若流域面积大可分为多个山头夹一沟,最后汇合成一条主侵蚀沟。在规划设计中要打破地域界,以流域为总体治理单元,按照统一规划,统一布局的原则对流域进行全面的踏查,了解水土流失产生的主要原因,对流域区内的各种地类进行区划,编制作业设计实施方案,以小班为单位进行作业施工。

4.2　流域内的造林树种选择

通过区域定为荒山的地段,要严格遵守造林规程,选择一些防护效果好,根系发达,冠幅较大的树种作为主要造林树种,辅以一些生命力旺盛的灌木树种和一些适生范围广泛的草本植物进行种植,做到乔灌草结合。寻甸县适宜种植的乔木树种主要有云南松、华山松、旱冬瓜、滇青冈、麻栎、滇杨。灌木主要有矮杨梅、棠梨、火把果、云南含笑等。在荒山及陡坡地造林树种选择中,必须严格遵循适地适树的原则,根据不同的立地条件、土壤、海拔、气候特征进行综合分析,选择适宜于本地生长,防护效果好的乔木、灌木及草带。

4.3　小流域林种结构调整

在整个流域范围内,可能存在有林地、疏林地、灌木林地、宜林荒山、放牧地、耕地。在林中结构调整中,要充分考虑各种因素,对流域内的土地利用进行充分合理的规划布局,对防护林、用材林、薪炭林、经济林所占比例进行最大范围的优化调整,使林种结构逐步趋于合理,缓解各种争执的产生。一般情况下,生态林、用材林、薪炭林、经济林的比例为6∶2∶1∶1,不同的区域可适当的进行调整。为了达到水土流失治理的目的,一般生态林的比例不应低于70%。

4.4　小流域造林措施

4.4.1造林整地

在小流域治理造林中,造成林地块一般是生态环境较恶化的地方,在整地中一般采用穴状整地而不要采用全面整地和大面积破坏现有植被的整地方式,在阴坡一般是沿等高线进行不规则的整地,树塘应呈“品”字型配置,或按品字形带状设置水平沟,带宽、带间距及水平沟的规格按当地10年一遇的最大径流量确定。一般情况下每带宽10~15 m,水平沟长2 m、宽0.8 m、深0.6 m。一般根据不同的树种确定不同的造林密度、塘的大小、深浅、在每行造成林地段中留一行灌木草带,在灌草带造林密度应加大,灌草结构可由两行草和一行灌木组成,带宽为40 cm,草丛间距为20 cm,灌木间距为100 cm。阳坡一般采用鱼鳞坑整地方式,规格、带宽、带间距仍按拦截10年一遇的标准确定,鱼鳞坑长径0.8 m、短径0.6 m、深0.5 m,如图1所示。

图1　水土保持治理模式

4.4.2造林栽植

在造林栽植中,分别根据不同的树种确定塘的深度。乔木树种的栽植一般以根系舒展为宜,不宜过深也不宜过浅。过深导致塘内集水烂根,过浅由于雨水冲刷而使根露出土壤表面死亡。造林时回填土要填满、压实、不能用块状土或死土复塘,要充分利用周围的熟土和肥力较好的表土作回填土。并将苗向上提起一点,保证主根伸展(这是相对于裸根苗来说,容器苗压实即可不必提根)。陡坡地造林和干旱较严重的地方,将整地时挖出的块状土、草根或周围的细石在塘的下方围成一个半圆的堰以利于保持水土。灌木造林中,根据灌木生长的根系确定塘的大小和栽植的深度。种植草带一般以条状点播为宜,塘过深影响草的荫发,过浅则被雨水冲跑。复土时,要求土壤必须整细,以保证草的正常生长(图2、图3)。

图2　穴状整地

图3　鱼鳞坑整地

4.4.3造林的管理

造林后,管理是关键,对造林地块要安排专门的护林员,实行严格的封禁管理。禁止牛、羊等牲畜危害,对造林要及时进行检查、补植,特别是陡坡种植的草带要认真观察,出现死亡要及时补种,造林要求成活率不低于85%,种草成活率不能低于60%。

4.5　小流域内的经济林栽植和混农林的推广

在流域区内,对严重水土流失的农地,可根据当地的具体条件而定,一方面可以争取退耕还林,另外还可进行林粮间作,即在农地中种植一定的经济林树种,如板栗、核桃、花椒及其它经济林果,种植的方式可采用规格化种植,在造林密度选择上,可根据树种的冠幅而定,株距可适当缩小,行距可适当加大,一方面不影响农民的正常耕作,另一方面可林粮间作增加群众的经济收入。同时对水土流失也可得到有效的控制。

4.6　小流域内毛细冲沟的治理

水土流失较严重的小流域内毛细冲沟一般分布较广,而且程度不一。为了有效的控制毛细冲沟对侵蚀沟泥沙的输入,治理侵蚀沟,首先必须对毛细冲沟进行治理。在治理毛细冲沟时,本着从上到下,从简从便的方式进行。对小冲沟利用生物小坝或就地取材堆砌小石坝,对泥沙进行层层拦截,使泥沙层层瓦解,最后使输入主侵蚀沟的泥沙减少到最小值。堆砌小拦砂坝的距离根据坡度的缓急和泥沙流量而定,越密其效果越好,一般情况2~5 m一道。小拦砂坝的高度以沟的深度一样,一般以能有效控制泥沙为宜。

在冲沟较深的地方,除用石头支砌小拦砂坝以外,还可用滇杨、火把果等萌生能力较强的树桩作为树篱,然后种植一些灌木,编成篱笆状,以对输入的泥沙进行拦截。多数树篱桩在雨水条件较好的情况下,通过泥沙的堆集,堆埋,可以成活长成大树,从而使拦沙效果明显增强,生物拦砂坝可根据地形及现地材料而定,一般5~10 m设一道,拦沙效果较好。

4.7　侵蚀沟的综合治理

侵蚀沟是小流域汇水和泥沙流经的主要地段在侵蚀沟治理中,主要以工程治理为主,然后辅以一定的生物治理。侵蚀沟的治理,首先在选定治理的范围内,进行详细的现场考查,根据面蚀、沟蚀现状确定综合治理方案,现场调查时必须解决好以下问题:

4.7.1根据水量、泥沙量的大小和面蚀治理情况再进行综合考虑

一般在水流平缓的两条主侵蚀沟的交汇下方设立拦砂坝。在拦砂坝外业调查中,要对其沟深、宽度先进行细致的测量、记录,然后根据泥沙量的大小确定该砂坝的高度、厚度。在计算中要求尽量精确。坝体较小起不到拦沙的效果,或被泥沙冲垮,坝体过大造成不必要的经济损失。一般情况下,一道拦砂坝5~7年可填满为宜。

4.7.2在侵蚀沟两侧合理栽植适生树种

在侵蚀沟的两侧可设计一些如滇杨、圣诞、水冬瓜、柳树等耐湿性树种,进行非规格化栽植,能种一棵种一棵,能种两棵种两棵。坝塘中也可种植一些比较大的滇杨树桩,但不能种植比较小的苗木,以免泥沙堆集时被淹埋,造成不必要的浪费。

4.7.3合理编制预算

内业编制小流域综合治理示意图,测算拦砂坝的材料费、工时费,编制施工作业设计,制作施工图纸,预算投资金额。

4.7.4根据侵蚀发育程度及危害程度科学设计拦砂坝

在设计中,拦砂坝的规格要求视侵蚀沟发育程度和对沟外农田、村庄的危害程度,于局部支沟交汇处或侵蚀沟的沟口修筑大型石料干砌成浆砌拦砂坝。坝体外侧为阶梯形状,上部呈凹状,上部表面用高标号砂浆封顶,使拦砂坝不积水,又可阻挡泥沙,坝体的高度一般以上一道坝的坝脚平行,也可稍微高一些,对上道坝起保护作用。为减少水对坝脚的冲刷,造成坝体倒塌,在施工中必须对坝体进行清基,使坝体基础深入土壤中1m左右,确保坝体坚固耐用。

4.8　小流域内封山育林管护

有林地、疏林地、灌木林地是小流域内的主要组成部分,要使流域内水土流失得到有效控制,必须对流域范围内的林地实行全面封禁禁止砍伐、禁止放牧、锄草、积肥等破坏森林植被的人为活动。对部分林窗现象实行封育补造,造管结合。对纯林进行林分改造,间种一些落叶树种和灌木树种,增加森林的防护效益。

5小流域综合治理的结果分析

流域综合治理,是应用生物措施和工程措施相结合的办法,对生态比较脆弱的地区实施的生态工程治理,它是以小流域为治理单元,通过认真的调查分析,在流域内采用多种形式的治理方式,宜农则农,宜林则林、宜草则草,宜灌则灌、宜坝则坝,造林时采用沿等高线营造草灌乔林带是小流域综合治理的治理模式,在营造林带后,在林间种植一灌草带的科学合理的布置方式,有利于保留和恢复原有植被,增加生物多样性,利于形成稳定的生物群落类型,对于阻拦雨水对泥沙的冲刷起到很好的保护作用。小冲沟的治理,是利用生物和简单易行的工程措施,对小冲沟的泥沙进行层层拦截,控制泥沙直接冲入侵蚀沟形成泥石流。沟蚀的治理是利用工程措施,将流入侵蚀沟的泥沙进行屯集,然后再种植一些耐湿性好的树种以固定泥沙,保护坝体。小流域综合治理是一项比较省工、省钱而且效果比较好的工程措施,通过对小流域实施综合治理,能比较有效控制区域内的水土流失,保护农田、河流、水库,改善小区内气候,提高农民的粮食产量和经济收入,使区域内生态环境逐步趋于平衡。

6小流域综合治理的成果

通过这些年的综合治理,寻甸县在治理水土流失方面取得了很大的成绩。共完成治理面积约1 256.38 km2,其中营造水土保持林600.2 km2、退耕还林500.84 km2,种植经济林120.12 km2,种草35.22 km2,修建拦砂坝10座,每年减少侵蚀量39 874 t。现在被淹埋的田地正在逐步恢复利用,泥石流的已基本得到控制,地表植被正逐步恢复,生态环境明显改善。但是由于各种原因,有些治理成果被破坏,在加大治理的同时,还要加强相关政策法规的宣传和有关配套工程的落实及严格管理。必须要把小流域治理作为长抓不懈的工作来做,在巩固治理成果的同时,还要继续加大防治力度,将小流域治理与高新技术应用相结合,把预防、保护、治理与开发利用结合起来,使该县的生态环境治理、保护得到更快更好的发展。

参考文献：

[1] 国家林业局.西部地区林业生态建设与治理模式[M].北京:中国林业出版社,2000(5).

[2] 王礼先.流域管理学[M].北京:中国林业出版社,2003(5).

[3] 中德合作造林专家组.寻甸县中德合作造林项目面蚀、沟蚀综合治理[R]:寻甸:中德合作,造林专家组,1996.

[4] 孙时轩.造林学(总论)[M].北京:中国林业出版社,1982.

[5] 杨定国,陈国阶.长江上游生态重建与可持续发展[M].成都:四川大学出版社,2013.

[6] 史德明.长江流域水土流失与荒漠化灾害关系剖析[J].土壤侵蚀与水土保持学报,2010,5(1):17.

[7] 胡海波,张金池,阮宏华.98 长江荒漠化的成因及对策分析[J].福建林学院学报,2011,19(4):303~306.