陕西省杨陵区水土流失治理研究

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  摘要 以陕西省杨凌区大寨镇官村流域为例,对该流域水土治理进行了研究。从自然条件、社会经济、水土流失與水土保持方面,综述了研究区概况,通过对项目区的气候、土壤、地形等因素进行综合分析,提出了水土流失治理措施设计,包括水土保持林设计和经果林设计。
  关键词 水土流失;水土保持林;经果林
  中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)02-0086-03
  Abstract Taking basin of Guan Village, Dazhai Town, Yangling District, Shaanxi Province as an example, water and soil erosion control was studied. The general situation of the study area was reviewed from aspects of natural conditions, social and economic status, water and soil erosion and conservation. By comprehensively analyzing factors such as climate, soil, topography in the project area, measures for controlling soil and water erosion were proposed including soil and water conservation forest design, economic fruit forest design.
  Key words Soil and water loss;Soil and water conservation forest;Economic fruit forest
  水土流失一般是指在水力、风力、重力、冻融等外力和人类活动作用下,地表土壤被侵蚀、搬运和沉淀的过程,包括土地表面侵蚀和水土损失。水土流失主要分为水力侵蚀、风力侵蚀和重力侵蚀。
  我国水土流失面积294.91万km2,占国土面积的34.18%,每年水土流失总量达45亿t,损毁耕地6.67余万hm2,水土流失面积大、分布广、受灾重、治理难,成为我国一大环境问题。陕西是水土流失极为典型和严重的省份,既有风蚀,又有水蚀,还有重力侵蚀。陕西的黄河流域、长江流域的水土流失比其他省区更严重。杨陵作为国家唯一的农业高新技术产业示范区,水土流失治理同样任重道远[1]。笔者以杨陵区大寨镇官村流域为例,对水土流失治理进行了研究,以期为水保林、经果林布置及促进人居环境与自然环境和谐发展提供借鉴。
  1 研究区概况
  1.1 自然条件
  1.1.1 地质、地貌。
  选择位于杨陵区北部大寨镇的官村、黎张沟、陈沟及五泉镇的夹道村4个行政村(官村流域)作为项目区。项目区地处关中台塬区,以塬、坡、沟等多种地貌兼有,沟谷大多呈宽“U”型。塬面部分为第四系上更新统风积层的马兰黄土,下部为第四系中更新统风积层的离石黄土,最下部为第四系中更新统冲积层下部2层亚砂土夹砾石层,塬面主要由厚60.0~120.0 m,且夹有6.0~13.0 m古土壤层的黄土堆积物组成。
  项目区自然条件属暖温带季风半湿润气候区,四季分明,气候温和,雨量充沛,年均气温13.2 ℃,无霜期200 d以上,年日照时数2 500 h。多年平均径流深65 mm,多年平均径流量为401.9万m3,全流域多年平均汛期径流量占年径流量的80.60%以上,洪水径流量占年径流量的85.00%左右。
  该地区地形高差较大,属渭河三级阶地,以塬、坡、沟等多种地貌兼有,项目区土地总面积702.43 hm2,其中5~15 °土地面积592.84 hm2,占项目区土地面积的84.40%,15~25 °土地面积91.32 hm2,占项目区土地面积的13.00%,25~35 °面积7.73 hm2,占项目区土地面积的1.10%,大于35 °土地面积(10.54 hm2),占项目区土地面积的1.50%。项目区地面坡度及土地组成见表1、2[2]。
  1.1.2 土壤、植被。
  项目区内土壤以褐土为主,还有少量草甸土、冲积土和砂土。土壤大体分为两大层,上层为覆盖层,下层为自然褐土剖面。覆盖层厚薄不一,最薄的仅十几厘米,最厚的可达1.0 m,一般0.5 cm左右。覆盖层从上到下又可细分为耕层、犁底层和老耕层。覆盖层以下为原来的褐土剖面,可细分为古耕层(古耕腐殖质层)、黏化层、钙基层和母质层。土壤有机质含量为0.800%~1.500%,1.000%左右居多。垠娄土全氮含量为0.080%左右,全磷含量一般为0.050%左右,多数0.150%。垠娄土表层有机质含量平均为1.129%,全氮含量0.077%,全磷含量0.179%,全钾含量2.311%,土壤覆盖层质地轻、疏松,结构较好,透水通气性强,有利于作物的出苗和苗期生长。
  项目区水土保持林有刺槐、侧柏,经果林中极少有,植被覆盖率约25.80%,小范围栽种经济林果难以达到农民预期的经济效益。因此,发展经果林是改善当地经济的有效途径。
  1.1.3 气象、水文。
  年平均降水量654 mm,年内降雨分布不均,1—3月降水少,仅占全年降水量的3.50%;4—6月降水量占全年降水量的17.60%;7—9月降水以暴雨的形式出现,强度大,占全年降水量的76.50%;10—12月受北方干燥空气影响,降水量少,占全年降水量的2.40%。10年一遇(10.00%)3、6、24 h降雨量分别为60.20、68.80和91.30 mm,5年一遇(20.00%)3、6、24 h降雨量分别为46.90、53.60和73.15 mm。   无霜期200 d以上,年日照时数2 500 h。
  多年平均径流深65 mm,多年平均径流量为401.9万m3,全流域多年平均汛期径流量占年径流量的80.60%以上,洪水径流量占年径流量的85.00%左右。
  1.2 社会经济状况
  1.2.1 行政区划及人口。
  项目区有农户1 159户,农业人口 4 400人,人口密度627人/km2,劳动力1 861人。
  1.2.2 土地利用。
  项目区土地面积702.43 hm2,现有耕地面积435.47 hm2(坡耕地面积240.30 hm2),林地面积72.36 hm2,村庄及道路面积90.02 hm2;荒坡面积51.74 hm2,其他用地52.84 hm2。土地利用结构以农用地为主,林地面积极少,农林面积结构相差悬殊,这种土地利用结构极不合理,应进行土地利用调整,改变当地人们广种薄收的耕种形式,25 °以上的耕地应禁止耕种,以提高土地利用率,增加林木覆盖度,改善生态环境。
  1.2.3 经济。
  2014年项目区人均耕地面积0.10 hm2,农民人均纯收入4 960元,一、二、三产业结构比例为5∶5∶1,是一个典型的农业区。
  1.3 水土流失、水土保持状况
  1.3.1 水土流失。
  项目区总面积702.43 hm2,水土流失面积541.00 hm2,占总面积的77.00%。其中,微度流失88.72 hm2,占流失面积的16.40%;轻度流失359.22 hm2,占流失面积的66.40%;中度流失87.64 hm2,占流失面积的16.20%;强度流失5.41 hm2,占流失面积的1.00%。平均侵蚀模数955.8 t/(km2·a),为属区内的重点治理区。截至2013年底,累计治理水土流失面积2.67 km2(其中,水保林72.36 hm2,基本农田195.17 hm2),占流失面积的49.50%,属区内重点治理区。
  项目区水土流失的主要因素是自然因素,包括地形较陡、降雨集中、土壤抗冲刷能力差、植被不好。另一个因素是人为因素,包括毁林毁草、陡坡开荒、不合理耕作、任意弃土弃渣、乱砍乱伐、任意放牧修路等,破壞了地表植被,降低了土壤肥力,影响农业生产,威胁城镇安全。水土流失主要表现在以下几方面:
  ①耕地减少,质量下降;②污染水质,影响生态平衡;③水土保持植物措施少,林草覆盖度低,生态小环境差,水旱灾害频繁,给周边群众生产生活带来了极大威胁,严重阻碍了生产发展和群众生活水平的提高。
  1.3.2 水土保持。
  为了控制水土流失,发展农村经济,当地政府及群众坚持开展了以中低产田改造、加强农田灌溉设施为主的水土保持工作,已初步形成了水土流失防护体系。截至目前,累计治理水土流失面积2.67 km2(其中,水保林72.36 hm2,基本农田195.17 hm2),占流失面积的49.50%。目前,水土保持工作已取得一定成效,但由于治理措施单一,资金投入不足,尚未形成完整的水土保持综合防治体系,生态环境仍然脆弱,经济发展缓慢。
  目前水土保持工作仍存在以下几方面问题:
  ①缓坡耕种形成一定水土流失。项目区存在一定缓坡耕地,虽经过多年治理,但仍存在一定的坡地耕种现象,塬面缓坡耕地形成径流,导致塬边存在一定侵蚀现象。
  ②植被破坏依然存在。项目区仍存在一定的滥垦滥牧现象,使坡面人工林遭到破坏,诱发较为严重的水土流失。
  ③开发建设项目人为水土流失仍然存在。个别地方水土保持法监督执法工作较为薄弱,人为水土流失尚未得到有效遏制。
  ④项目区内防治水平有待进一步提高,水土流失治理措施配置需要进一步优化。
  2 治理措施设计
  2.1 设计原则
  根据项目自身特点和所处地区自然条件,结合杨凌现代农业示范园区建设规划,对塬面坡度较小的缓坡地带发展经果林,坡面栽植水保林,既可防治水土流失,改善生态环境,又能提高农民经济收入[3]。
  通过对项目区的气候、土壤、地形等因素的综合分析,水土流失治理应遵循以下原则:
  ①紧密结合杨凌现代农业示范园区发展及设施农业总体规划。
  ②首先考虑发展项目区经济要求,其次兼顾经济实用和防治水土流失、保持水土作用。
  ③选择适合当地产业发展及经济价值较高的果树。治理措施包括水土保持和经果林设计,具体措施设计见表3。
  2.2 水土保持林设计
  2.2.1 树种选择。
  水保林树种优先选择易种植、易繁殖和管理、抗病虫能力强的乡土树种,以及当地使用过的树种,水土保持乔木林树种选择侧柏、刺槐。按3 m×2 m株行距造林,密度为1 667株/hm2。苗木要求2年生一级苗,随起苗随栽植,栽后浇透水,加强管理,防止人畜破坏,防止林地火灾,防治病、虫、鼠害。根据立地条件类型进行造林标准设计,编制水土保持造林标准设计,作为造林的技术依据。水保林设计见图1。
  2.2.2 整地方式。
  侧柏和刺柏栽植地坡度较陡,土层较薄,采用小鱼鳞坑整地,每坑平面呈半圆,长径0.6 m,短径0.5 m,坑深0.5 m,坑内取土在下沿做成弧状土埂,高0.3 m。上下坑口依据乔木林的行距和株距呈“品”字形排列,坑两端开挖0.2 m,倒“八”字形截水沟。
  2.2.3 幼林检查和补植。
  栽植后必须每年秋、冬季对幼苗进行全面检查,加强苗木管理,采取松土、灌溉、施肥、除蘖、修枝等措施进行管护。对于因机械损伤、病虫害、自然条件、人为活动等因素死亡的苗木,及时采取补植措施,幼苗补植需采用同一树种的大苗或同龄苗,从而确保植苗植草的当年成活率在80.00%以上,3年后保存率在70.00%以上,避免“只造不管”或“重造轻管”,提高植苗的实际成效,及早发挥林草水土保持和美化的功能。   2.3 经果林设计
  2.3.1 树种选择。
  依据“适地适树适经济”原则,营造经果林,结合杨陵区的特殊环境;优先选择适生果树,以及当地群众栽植果树,并考虑以下原则:
  ①首先考虑发展项目区经济要求,其次兼顾经济实用和防治水土流失、保持水土作用。
  ②选择具有当地产业发展,经济价值较高的果树。③选择易种植、繁殖和管理、抗病虫能力强的果树。因此,经果林选择在交通便利、土质好、光照条件好,坡度在5 °以下的坡耕地栽植,经果林树种以猕猴桃为主。
  2.3.2 植物措施设计。
  水土保持经果林树种选择猕猴桃、苹果,按3.0 m×4.0 m株行距造林,密度为834株/hm2。要求用3年生一级苗,随起苗随栽植,栽后浇透水,加强管理,提高成活率。经果林设计见图2。
  2.3.3 整地方式。
  经果林主要有猕猴桃,均栽植在3 °以下的坡耕地上,采用块状方形整地,长、宽、深0.6 m×0.6 m×0.6 m。
  2.3.4 抚育管理。
  果树根据生长情况進行拉枝和修剪,并加强人工管护。
  2.3.5 施工工序。
  果园施工应遵循选苗、清理场地、放线、栽植、补植、抚育管理等工序[4]。
  3 结语
  通过建设,项目区治理水土流失面积156 hm2,建设期末
  项目区水土流失治理面积达到4.24 km2,治理程度由治理前的49.50%达到78.20%,年均减少侵蚀量1 万m3以上,人为水土流失得到有效控制,生态环境明显改善,生态景观与水土保持措施科学配置,人居环境与自然环境和谐发展。该项目实施后,改善了农业生产条件,使项目区人均纯收入增加500元,土地利用结构趋于合理,农、林、牧、副各业协调发展,为当地农民带来很大经济效益;林果业发展将进一步带动其他产业的发展,同时将扩大劳动就业领域,增加社会就业机会,提高人民生活水平,促进产业结构调整,提高农民生产技能,为杨陵区社会发展注入新的活力[5-6]。
  参考文献
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