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1 鹽漬化土壤及土壤次生鹽漬化的危害
1.1惡化生態(tài)環(huán)境,導致荒漠化的發(fā)展
土壤鹽漬化對生態(tài)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在:鹽漬化與荒漠化存在交互作用,鹽漬化后不論耕地或非耕地的土壤理化、生物性質都會惡化,團粒結構遭破壞,孔隙度減少,通水性、通氣性變差,土壤板結;土壤溶液中的離子濃度增大,pH值升高,電導率和可交換性鈉比率提高,土壤中的酶活性受到抑制,影響土壤微生物的活動和有機質的轉化,使土壤肥力下降;容易發(fā)生地表徑流和水土流失。由于鹽漬化的加重,使部分耕地被荒廢,加速了荒漠化的進程;土壤與水體的鹽分存在相互作用,含鹽土壤會對周圍的水體造成鹽污染,鹽漬化導致耕地資源的質量退化,是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定因素之一;鹽漬化問題會造成地下水質的惡化,還會對生物多樣性帶來一定的影響。
根據(jù)調查,由于鹽漬化與荒漠化交互作用的結果,新疆的農業(yè)生態(tài)環(huán)境十分脆弱。研究資料證明,鹽漬化土壤中過量鹽分離子對植物的生長發(fā)育會產生不良的影響,集中表現(xiàn)在以下方面:抑制生長、如種子發(fā)芽率下降、苗木生長緩慢、開花提前或滯后、結實率下降;離子毒害,如過量的Cl-使植物葉片黃化生長減慢、提前脫落、葉片變小或加厚;當鹽分濃度很高時,還可能引起植物在幾天內死亡。另據(jù)研究,土壤鹽漬化還會引起植物的生理干旱;傷害植物組織,尤其在干旱季節(jié);由于鈉離子的競爭,使植物對鉀、磷和其它營養(yǎng)元素的吸收減少,磷的轉移受到抑制,影響植物吸收營養(yǎng),從而影響植物的營養(yǎng)狀況;當外界濃度超過植物生長的極限鹽度時,植物質膜透性、各種生理生化過程和植物營養(yǎng)狀況受到不同程度的傷害,使植物的生長和發(fā)育受到不同程度的抑制,如高鹽分濃度可抑制植物種子萌發(fā)。
2 新疆土壤鹽漬化的綜合治理與改良
在認真總結國內外有關鹽漬化土壤的治理和次生鹽漬化防控最新成果的基礎上,根據(jù)新疆的實際情況,我們提出了如下的農業(yè)生物化學綜合治理改良方案,以實現(xiàn)建設優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境、適度的開發(fā)利用和作物的高產高效及農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標。
2.1治理原則
2.1.1改善生態(tài),實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展
新疆地區(qū)土壤鹽漬化發(fā)展的一個重要原因就是人類不合理的開發(fā)利用,導致原水系自然流勢的改變,打亂了水鹽的自然動態(tài)平衡,使原生生態(tài)環(huán)境、物質循環(huán)及能量流動受到干擾,引起生態(tài)失衡,導致了土壤次生鹽漬化的發(fā)展。因此,在治理改良中,首先必須對受到損害的生態(tài)環(huán)境進行調整和修復,嚴格禁止和糾正不合理和不科學的經(jīng)濟行為,促使區(qū)域經(jīng)濟步入可持續(xù)發(fā)展,生態(tài)環(huán)境得到恢復和改善,從而求得區(qū)域社會經(jīng)濟長期繁榮與穩(wěn)定。
2.1.2治水培肥,實行治標和治本有機結合
基于防控土壤鹽漬化的“水鹽定向遷移”原理和“鹽分上移地表排鹽”技術,實行全新的水利工程改良模式勢在必行。但治理脫鹽減堿僅是治標措施,多年來新疆治理鹽漬化和防控土壤次生鹽漬化的實踐證明,必須通過長期大量施用有機肥料、酸性肥料和農作物營養(yǎng)套餐施肥技術,努力補充和平衡土壤中作物所需的各種陽離子,減少對作物生長有毒害的鈉離子,通過離子平衡提高作物的抗鹽性。因此,在防控鹽漬的同時,必須進行肥鹽調控,以水洗鹽,以肥培土,促進作物高產,使鹽漬化土壤由低產變中高產,由惡性循環(huán)走向良性循環(huán)。
2.1.3重在治本,實施農業(yè)生化技術綜合治理改良系統(tǒng)工程
目前,國內外有大量的、具有一定成效的治理鹽漬土和防控次生鹽漬化的先進技術和措施。值得關注的是,某一項或某幾項治理改良技術盡管有較好的效果和效益,但是大多數(shù)是治標不治本的單項技術。有的只能產生短期效益,或者是中期效益;有的強調單項工程治理,忽略了生態(tài)環(huán)境的改善和恢復等。因此,鹽漬化土壤的治理和土壤鹽漬化的防控應該是一個系統(tǒng)工程,必須根據(jù)新疆地區(qū)的資源條件,從修復生態(tài)開始,因地制宜實施農業(yè)治理、生物治理和物理化學治理技術措施有機結合的“標本兼治”系統(tǒng)工程,我們稱之為“農業(yè)生化技術綜合治理改良技術”。
2.2 改良措施
2.2.1 物理治理
物理治理改良就是利用一些物理的方法和措施,如興修水利工程、耕作治理、換土措施等,以達到治理改良鹽漬土及防控次生鹽漬化的目的。
2.2.1.1 興修水利工程
充分研究與調控土壤中的水鹽運行規(guī)律,是農業(yè)生化技術綜合治理鹽漬化最重要的中心環(huán)節(jié)。通過興修水利工程措施,如用灌溉淡水把鹽分淋洗到底土層或以水滲帶鹽分排出,淡化土層和地下水等。
2.2.1.2 耕作治理
耕作治理改良主要是對鹽漬化土壤的不良物理性質進行改良,改善土壤結構和孔隙度等不良性狀,削弱或切斷上下層土壤的聯(lián)系,阻止地下水和土壤水直接上升到地表。
2.2.2 化學治理
化學治理是采用化學改良劑置換鹽漬化土壤中的鈉離子,從而降低鹽漬土中的交換鈉離子含量,達到降低土壤鈉堿化度的目的。土壤膠體中的主要離子由鈉換成鈣后,可促進土壤團粒結構的形成,降低土壤容重,增加土壤透水性,促進洗鹽速度,達到治理鹽漬化的目的。
2.2.3 農業(yè)和生物治理
研究資料表明:當土壤含鹽量達到占干土重0.2%,植物生長受阻;而當土壤含鹽量達到2.0%以上,大多數(shù)植物死亡。但是,不同的植物(作物及品種)的耐鹽性有很大差異。據(jù)初步調查,我國現(xiàn)有鹽生植物423種,分屬66科,199屬。耐鹽植物的改良治理功能是:增加地表覆蓋,減緩地表徑流,調節(jié)小氣侯,減少水分蒸發(fā),抑制鹽分上升,防止表土返鹽、積鹽。
2.2.3.1 植樹造林
樹木對水的截留量是作物或草地的10~100倍。鹽漬化土壤植樹造林,可防風固沙,降低地下水位,調節(jié)小氣候,抑制鹽分上升,還可以減輕旱澇災害,有很好的治理改良效果。鹽漬地造林要選擇抗鹽堿性強的林種,喬木樹種有旱柳、垂柳、刺槐、側柏、桑樹、苦楝、白榆、杏、棗等;灌木樹種有枸杞、紫穗槐、沙棗、沙棘、胡楊、小意楊、圣柳、杞柳、白蠟條等??死斠朗械慕?jīng)驗證明:采用喬喬混交、喬灌混交兩種造林模式,可以提高鹽漬地造林成活率。
2.2.3.2 種植牧草
治理改良鹽漬化,前期最好先種植耐鹽堿的牧草。據(jù)研究,連續(xù)種植牧草后,土壤中的有機質、速效氮、速效磷大都有所增加。根據(jù)新疆的治理實踐,草木樨、苜蓿等牧草的生物產量高,治理鹽堿土效果好。
2.2.3.3 種植耐鹽作物
耐鹽作物有向日葵、蓖麻、谷糜類、甜菜、玉米、棉花、高粱、大麥等。同時通過遺傳育種,水稻、小麥等糧食作物的強抗鹽新品種不斷涌現(xiàn)。
參考文獻:
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[關鍵詞]坡耕地 水土流失 研究現(xiàn)狀 治理措施 發(fā)展趨勢
中圖分類號:S157.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)13-0334-01
坡耕地是指分布在山坡上,地面平整度差,跑水跑肥跑土突出,作物產量低的旱地。是山區(qū)人口數(shù)量增多與耕地資源缺乏這對矛盾發(fā)展的產物。坡耕地水土流失造成河流、水庫淤積,導致土壤退化和農業(yè)減產。坡耕地的存在,嚴重制約旱地作物產量的大幅度提高。坡耕地的治理是一項較為復雜的系統(tǒng)工程。
1 坡耕地水土流失及其治理研究
1.1 影響因素
影響坡耕地水土流失因素較多,國內外學者在這方面的研究已經(jīng)取得相當多的成就。從這些學者的研究成果中我們得知,地形、地貌、土壤類型及降雨等自然地理因素和人類活動因素諸如坡度、耕作水平、耕作方式和作物類型等眾多因素都影響到坡耕地的水土流失。
1.1.1 地形、地貌、坡度及坡長
坡度及坡長是在地形、地貌中的具體表現(xiàn)。坡度對土壤侵蝕的影響主要表現(xiàn)為,坡度影響著降雨入滲的時間,對坡面的入滲產流特征具有明顯的效應。在產流情況下,坡度與徑流的速度有關,從而影響到坡面表層土壤顆粒起動、侵蝕方式和徑流的挾沙能力。坡耕地土壤侵蝕與坡度和地形部位有關,坡耕地土壤侵蝕量在山坡中、上部是侵蝕最嚴為強烈的地帶,而在坡頂侵蝕較弱,在坡下有土壤堆積。土壤侵蝕強度在流域分布呈現(xiàn)上游>中游>下游;土壤侵蝕強度沿坡面分布呈現(xiàn)出較弱―強―弱的變化趨勢,存在明顯的侵蝕強弱交替變化規(guī)律。
1.1.2 土壤結構性及耕作底層透水能力
土壤的物理性|特別是土壤的透水能力對坡耕地的水土流失有很大的影響。土壤結構性與侵蝕的關系具有兩重性:對于強大暴雨初期或者是一次歷時較短的暴雨,結構性好的土壤由于透水性強,雨水滲入土壤并向下滲透,并不形成徑流,即使產生徑流,也比較小。而結構性較差的土壤上容易產生徑流,并把粉碎的的土粒帶走。結構性差的土壤產生較大的養(yǎng)分流失。但是當暴雨繼續(xù)時,由于降水量遠遠超過土壤的滲透能力,徑流量和徑流速度都同時增加,土壤的侵蝕作用就取決于表層土壤顆粒與其下部的顆粒的結合能力大小。這時,結構性好的土壤反而比表面平滑結實的土壤易受侵蝕。
對于不透水或入滲能力很低的犁底層的坡耕地,由于其排水能力差,坡地表層土壤很容易達到飽和狀態(tài)。大多數(shù)降雨直接轉換化為地表徑流或次地表徑流,形成較大徑流量。土壤和受到徑流強烈地沖刷、侵蝕,泥沙隨徑流大量流出坡地;然而,對于有較好透水能力的坡耕地,顯然其排水能力強,坡地降雨除了小部分存儲在地表土壤中外,其余通過2個途徑轉換:入滲水和徑流水。地表徑流量較小,其沖刷能力弱,土壤侵蝕量也相應少許多,因此,存在不透水底層或入滲低犁底層的坡耕地,具有潛在的嚴重土壤侵蝕趨勢,尤其在初始土壤含水量較高的情況下(二次降雨)。
1.1.3 耕作方式
人類活動中對坡耕地水土流失影響的最大的表現(xiàn)是耕作方式和作物類型。不同的耕作方式和習慣對坡耕地的水土流失具有明顯的影響。根據(jù)坡耕地坡長、坡度大的特點,順坡壟較橫坡或斜坡壟作更容易產生水土流失。通過輪作、間作、套種等措施可以提高地面覆蓋率、增加地面粗糙度,從而降低雨滴濺蝕。據(jù)楊友瓊等在云南玉米間作蔬菜和草帶的試驗研究表明玉米間作蔬菜和牧草對徑流、土壤侵蝕的影響,間作的水土保持效果優(yōu)于玉米單作。免耕、深松、少耕、也是研究較多的耕作措施,這些通常和覆蓋一起實施,眾多研究表明免耕覆蓋、深松覆蓋能延遲產流、增加入滲、增加穩(wěn)滲率、提高坡耕地水分蓄積能力和利用效率一。在種植不同的作物時由于各種農作物的生長習慣及播種季節(jié),需要進行覆蓋的作物在生長初期明顯能減少水土流失。安雨康韌ü田間試驗進行了坡耕地玉米水土保持耕作措施研究.結果表明:相對于裸地種植,坡耕地玉米雙壟蓋膜蓋草種植能有效減輕水土流失、促進玉米生長發(fā)育,是一項有利于農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保護性耕作措施。
1.2 治理措施
1.2.1 工程措施
減少坡耕地水土流失的工程技術主要為反坡水平階、隔坡梯田及坡改梯。反坡水平階對產流產沙調控作用顯著。在黃土高原丘陵溝壑區(qū),隔坡梯田與水窖蓄水配合,不但可滿足作物生長過程需水,而且又可防止水土流失,是適宜推廣的坡地降雨徑流調控方式,這對坡地水土資源高效利用具有實際指導意義。坡改梯綜合治理中人工模擬降雨結果表明:降雨強度達到1小時50mm以上時,坡地均產流產沙,但梯地降雨強度達到1小時60mm以上時才產流產沙,且侵蝕強度遠小于坡地,可見梯地的保水保土能力明顯優(yōu)與坡地,在降雨強度不大的情況下甚至可以完全避免水土流失,坡耕地治理減流減蝕效益顯著。
1.2.2 植物措施
坡耕地水土流失治理的植物措施主要為植物籬。植物綠籬能改變坡面的微地形,可以有效地對坡面徑流進行攔擋,阻滯徑流中的懸浮物和推移質,也增加了地表徑流的入滲。植物籬對不同粒徑的土壤顆粒的流失均有控制效果,但對粒徑較大的顆粒的流失控制效果更明顯,在減少水土流失的同時,還能減少養(yǎng)分流失,具有良好的保水保土保肥的能力。
2 坡耕地綜合治理研究現(xiàn)狀
上個世紀80年代大力進行小流域綜合治理以來,我國很多專家學者均致力于相關領域的研究,在坡耕地水土流失形成機制、應對措施及產生效益等方面取得大量的研究成果,但是專項研究坡耕地水土保持綜合治理的很少。至2010年開展坡耕地水土流失綜合治理試點工作以來,我國每年均投入大筆資金進行坡耕地水土流失綜合治理專項工程。至此,部分專家學者開始就坡耕地水土流失專項治理進行研究,由于開始時間較晚,目前大部分學者的研究均從效益方面著手進行。根據(jù)文朝菊、李延慶等的研究表明,實施坡耕地水土流失綜合治理能顯著減少水土流失,具有良好的經(jīng)濟效益,生產條件得到改善,產業(yè)結構得到調整,土地生產率提高,經(jīng)濟效益顯著,達到了促進農業(yè)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的目的。
3 存在問題
目前的研究主要集中在坡耕地產生水土流失的機制、控制措施以及由地表徑流產生的水土流失所帶來的面源污染等方面。但是對坡耕地治理措施中地表徑流轉化為壤中流后,養(yǎng)分隨壤中流遷移所帶來的土壤養(yǎng)分變化趨勢和影響方面的研究變化很少。
4 發(fā)展趨勢
經(jīng)過幾十年的研究,在坡耕地水土流失形成機制、影響因素及防治措施等方面已經(jīng)取得顯著的成果。坡耕地水土流失綜合治理近幾年才開始大量進行,今后將會加強坡耕地水土流失綜合治理對養(yǎng)分流失的調控作用、對土地生產力的影響及變化過程的長期研究。
由于地表徑流轉化為壤中流后,存在對降雨形成徑流的一個再調節(jié)分配過程,在減少水土流失的同時也減少了養(yǎng)分流失。坡改梯對徑流的調節(jié)再分配以及由此產生的養(yǎng)分遷移將會成為今后的一個重要研究方向。
參考文獻
關鍵詞 生態(tài)綜合漢理;項目布局;項目內容;效益;小高陵流域;青海湟源
中圖分類號 X171.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2009)13-0270-01
湟源縣小高陵流域位于縣城以南、和平鄉(xiāng)境內,氣候高寒,地形復雜,溝壑縱橫,以前由于歷史和人為活動的原因
植被破壞嚴重,水土流失面積較大,生態(tài)環(huán)境極其惡劣,農業(yè)生產水平低下,農作物產量低而不穩(wěn),農民的生活條件艱苦。1990年起,國家實施了農田水利綜合項目和“三北”防護林工程,2000~2003年3年間該流域實施了退耕還林工程,2002年縣扶持進行了生態(tài)移民工程,并通過國家投資實施小型綜合治理項目,農業(yè)水利條件得到了改善,有效遏制了土地沙化、土壤肥力降低的趨勢,生態(tài)環(huán)境走上了良性循環(huán)。
1 項目區(qū)基本概況
項目區(qū)農民經(jīng)濟收入主要依靠種植業(yè),比較貧困。項目區(qū)東邊有國道109線通過,地處通往西部牧區(qū)的交通要道。項目區(qū)包括湟源縣和平鄉(xiāng)小高陵村,該村總土地面積1 067 hm2,其中耕地面積247hm2(25°以上耕地60hm2);人口2 163人,其中勞動力1 257人;2003年糧食總產1 300t,主要種植小麥、青稞、大豆、油籽等,2003年社會總產值約625萬元,其中林業(yè)總收入15萬元,農村人均純收入1 909元。
項目區(qū)山勢起伏,地形較破碎,海拔2 735.0~3 421.7m,相對高差696m,坡度10~35°,屬半淺半腦山地區(qū)。項目區(qū)氣候呈干旱、半干旱狀態(tài),年平均氣溫3.0℃,1月份平均氣溫為-10.6℃,極端最低氣溫為-30.9℃;7月份平均氣溫13.9℃,歷年極端最高氣溫為32.7℃。年平均降水量400mm左右。從季節(jié)分布看,冬春季節(jié)降水相對較少,夏秋季節(jié)降水相對較多,全年夜雨(20時至第2天8時)量占總降水量的64%,較大的降水量多出現(xiàn)在夜間,12h內大于20mm的降水量夜間占9.2%,年平均蒸發(fā)量1 452mm,是降水量的3.6倍。大于10℃的天數(shù)只有112d,小于10℃的天數(shù)平均為254d,無霜期約110d。
項目區(qū)土壤為栗鈣土,土層厚度15~100cm,淺山土壤厚度比腦山薄,土壤呈微堿性反應,質地上下不均,結構不明顯,立地條件較差。植被種類以旱生性植物為主,多為蒿草、針茅;陽坡地帶有人工營造的黑刺等灌木樹種,大部分覆蓋度較低,只有20%~40%;陰坡地帶有人工造林的樺樹、青楊、云杉、落葉松等分布,郁閉度0.2~0.6,腦山地區(qū)部分陰坡有小片金露梅、銀露梅分布。
2 項目建設總體布局
湟源縣小高陵流域小流域綜合治理項目建設以小流域治理為主,對分布在湟水河一級支流藥水河西岸的小高陵流域進行綜合治理,治理面積為1 067hm2。
根據(jù)項目區(qū)的自然條件,湟源縣小高陵流域小流域綜合治理,本著以下原則進行:一是在總體布局上本著“先易后難、由近及遠、分片治理、注重實效”的原則,采取水、土、林、田路綜合治理,工程措施與生物措施同步進行;二是造林以灌木造林為主,封、造、管相結合;三是林種、樹種配置上,本著因地制宜、適地適樹的原則,實行喬、灌相結合,宜喬則喬、宜灌則灌,水土保持林和水源涵養(yǎng)林相結合;四是以林為主,多種經(jīng)營,實行農、林、水綜合治理,在注重生態(tài)效益和社會效益的同時,也要注重經(jīng)濟效益。以短養(yǎng)長,從事開發(fā)利用性生產建設事業(yè)。
3 項目建設內容
(1)人工造林建設內容。湟源縣小高陵流域現(xiàn)有宜林荒山120hm2,適宜人工造林的100hm2。計劃在2005年全面完成整地,并進行以灌木為主的荒山造林;2006年完成全部人工造林,達到水不出溝、泥不下山的綠化標準;為鞏固好造林綠化成果,修建護林點2處,配備專職護林員4人,并在人為活動較為頻繁的地段設置網(wǎng)圍欄。
(2)工程措施建設內容。在湟源縣小高陵流域生態(tài)綜合治理工程中的工程措施主要以治溝為主,規(guī)劃修建石谷坊12個,計劃在2005年完成6個,2006年完成6個。原則上“先上游,后下游”,“先小支溝,后大支溝”進行施工,工程措施與生物措施有機結合,造林綠化、防災抗災有機結合。
(3)農田林網(wǎng)建設內容。為保護好現(xiàn)有耕地,提高糧食單產,2005~2006年,在小高陵流域營造農田林網(wǎng)150hm2,以達到農業(yè)穩(wěn)產高產。營造樹種全部為該縣鄉(xiāng)土樹種青楊。
(4)封山育林建設內容。封山育林是對具有天然下種或萌蘗能力的疏林、無立木林地、灌叢實施灌叢封禁,保護植物的自然繁殖生長,并輔以人工促進手段,促進恢復形成森林或者灌草植被;以及對低效、低質有林地、灌木林進行封禁,并輔以人工促進經(jīng)營改造措施,以提高森林質量的一項技術措施,是以較少的投入取得更大效益的有效途徑。規(guī)劃在小高陵流域進行封山育林200hm2,設置網(wǎng)圍欄30km,護林宣傳牌4個。
4 效益分析
(1)生態(tài)效益。項目建成后,項目區(qū)擴大林地600hm2,使昔日的宜林荒山變成林地,項目區(qū)內生態(tài)環(huán)境得到明顯改善,水土流失得到進一步的遏制,農民生產和生活條件進一步提高。項目實施可以積極地起到改善當?shù)貧夂驐l件、保持水土、涵養(yǎng)水源、防止土壤肥力流失、凈化空氣、保障農牧民的生存、生活環(huán)境的作用。
[關鍵詞]干熱河谷 坡耕地 水土流失 綜合治理 規(guī)劃設計 措施體系 效益評價
中圖分類號:S157 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)22-0229-02
引言
云南省干熱河谷主要分布在金沙江、元江、怒江、南盤江等干流及其部分支流,如綠汁江、普渡河、勐河、龍川江、魚泡江等深度切割、地形比較封閉的區(qū)段,范圍涉及11個州、市的34個縣(市),土地總面積約1.1萬平米公里。
干熱河谷地區(qū)熱量豐富、光熱充足;降水少而且集中、蒸發(fā)量大,水熱不平衡;植被恢復困難、生長量低、覆蓋率低。由于人口壓力大大面積開墾的坡耕地,坡度陡,水土流失嚴重,結果造成了一系列嚴重的土地退化現(xiàn)象,土壤性狀惡化,肥力下降,土地生產力降低,生態(tài)功能和環(huán)境調控能力差。
大量研究表明,坡耕地嚴重的水土流失所導致的農田表層土壤以及氮磷鉀等營養(yǎng)物質的流失是土壤質量退化的重要原因,對于干旱缺水、水土流失嚴重的干熱河谷地區(qū)而言更為突出。因此,通^坡改梯工程的建設,使耕地的保土、保水、保肥能力顯著提高,減小流域內水土流失,減輕干旱對農業(yè)生產的威脅,提高耕地土壤肥力和土地生產力,逐步形成生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),有效地緩控制由于水土流失引發(fā)的自然災害的發(fā)生和發(fā)展。
現(xiàn)以楚雄州雙柏縣普龍小流域坡耕地水土流失綜合治理試點工程這一典型的干熱河谷地區(qū)坡耕地治理項目為例,詳細說明其規(guī)劃設計方案,所提出的治理措施及所產生的效益進行詳細評價。
1 流域概況
1.1 項目區(qū)概況
工程位于楚雄州雙柏縣大麥地鎮(zhèn)境內的綠汁江河谷地帶,流域所在區(qū)域內坡耕地比例高、面積大,坡耕地面積4.19km2占流域總面積的48.55%。流域涉及人口1562人,全部為農業(yè)人口,主要民族有漢族、彝族,少數(shù)民族占總人口的98%以上。農業(yè)勞動力905人,農業(yè)人口密度181人/km2。耕地總面積6289.65畝,農業(yè)人均耕地4.03畝/人,糧食總產量546.7t,農業(yè)人均產糧350kg,農村經(jīng)濟總收入391.94萬元,農業(yè)人均純收入1330元/人。
受哀牢山山體南北走向影響,阻隔了東南濕潤季風的輸入,使河谷底部形成干熱條件,其植被稀疏矮小,為多刺灌叢和耐旱肉質植物生長,具有降雨少,蒸發(fā)量大,干旱嚴重的地區(qū)特點。流域內光熱、土地資源豐富,適宜多種熱帶、南亞熱帶作物、特種經(jīng)濟植物、熱帶果樹和冬早蔬菜生長。由于氣候干熱,水利基礎設施落后,經(jīng)過多年耕種的坡耕地土壤貧瘠、水土流失嚴重,當?shù)卣?、群眾對開展坡耕地水土流失綜合治理要求迫切。
1.2 坡耕地坡度組成
流域坡耕地總面積419.31hm2,其中5~8°坡耕地面積為216.64hm2,占坡耕地總面積的51.7%; 8~15°坡耕地面積為108.18hm2,占坡耕地總面積的25.8%;15~25°坡耕地面積為94.49hm2,占坡耕地總面積的22.5%(表1)。
1.3 坡耕地水土流失現(xiàn)狀
流域范圍內水土流失面積為459.43hm2,其中坡耕地水土流失面積419.31hm2,占流域水土流失面積的91.3%。坡耕地水土流失面積中:輕度流失面積216.64hm2,占坡耕地總面積的51.7%;中度流失面積108.18hm2,占坡耕地總面積的25.8%;強度流失面積94.49hm2,占,坡耕地總面積的22.5%,坡耕地上的水土流失量達到1.73萬t/a,占流域內年流失量的95.6%,坡耕地上侵蝕模數(shù)為4126t/km2.a。造成流域內坡耕地水土流失的原因主要是干熱河谷區(qū)域獨特的自然氣候條件,坡耕地耕作頻繁、土壤肥力及黏度下降等因素(表2)。
2 治理措施設計
2.1 坡改梯措施
干熱河谷地區(qū)大面積的坡耕地是造成流域內水土流失的主要原因,坡改梯后可改變地形坡度,滯留地表徑流,穩(wěn)定土壤,具有保水、保土、保肥作用,進而為山區(qū)農、林、牧、副業(yè)的全面發(fā)展創(chuàng)造條件。
本次工程規(guī)劃實施坡改梯面積6289.65畝,根據(jù)流域內土壤、地質、水文、坡度等因素,梯田設計為土坎水平梯田,田坎側坡63°,根據(jù)不同地貌坡度設計田面寬度3.71~9.51m之間,田坎高度設計為四種高度:當坡度在5~9°時,田坎高度設計為1m;當坡度在10~14°時,田坎高度設計為1.2m;當坡度在15~19°時,田坎高度設計為1.3m;當坡度在20~24°時,田坎高度設計為1.5m。田邊設蓄水埂,蓄水埂頂寬取30cm,高30cm,內側坡比1:1,外坡1:0.5。梯田內側設土質排水溝,由受益農戶在每次耕作時自行清理。
2.2 農田灌溉措施
工程區(qū)位于綠汁江干熱河谷地區(qū),區(qū)域內地形高差變化較大,部分區(qū)域高差大于200m,考慮到項目區(qū)種植熱作水果、反季節(jié)蔬菜的需要,以及干熱河谷地區(qū)蒸發(fā)量大,土壤保水效果差等特點,灌溉輸水系統(tǒng)需具有節(jié)水灌溉特性,經(jīng)綜合分析,農田灌溉措施布置如下:采用灌溉主管從河口河水庫輸水干渠上已預留的取水口取水,根據(jù)需灌溉的地塊垂直等高線布置支管和分管,引水至各地塊中的調節(jié)水池內,灌溉配水管采用滴管管道沿田塊等高布置。共布置灌溉主管3.19km,支管2.04km,分管9.45km,配水管30.43km,100m3調節(jié)水池9座,200m3調節(jié)水池6座。
工程區(qū)灌溉水源為河口河小(一)型水庫,水庫配套輸水干渠已修建至項目區(qū)附近,可供項目區(qū)灌溉的流量為0.56m3/s。工程區(qū)設計灌水率根據(jù)綜合治理后的種植作物灌水定額、作物種植比例及灌水時間等綜合確定,灌溉保證率取P=75%,灌溉的綜合灌溉水利用系數(shù)為0.90。工程區(qū)灌水率為q=0.72m3/(s.萬畝),最大灌溉流量為0.45 m3/s。
2.3 田間道路及截排水措施
工程區(qū)內部道路均為土質路面,由于年久失修,路面狹窄且凹凸不平,雨季難于通行。為了方便農業(yè)生產與管理,滿足項目區(qū)內交通運輸需要,本次設計根據(jù)實際需要在流域內布置機耕道路和作業(yè)便道,道路走向主要考慮原地形地貌條件并充分利用原有的道路系統(tǒng),盡量節(jié)省工程量。
為了滿足工程區(qū)內交通運輸需要,機耕道路路面設計寬度4.0m,作業(yè)便道路面設計寬度2.0m,路面采用15cm厚砂礫石鋪墊,道路外側設置C15混凝土路沿,道路內側設置C15混凝土排水溝,可排除坡面匯水,避免洪水沖刷梯田。根據(jù)農戶需要針對道路按200m~300m間距設置回車平臺。同時為方便群眾耕作,沿機耕道路在跨道路排水溝一側按需要設置下田口,連通機耕路至田塊。共布置機耕道路26條、作業(yè)便道10條,總長度27270m,田間道路布置密度65.1m/hm2。
3 工程效益
流域內現(xiàn)狀農業(yè)生產以種植業(yè)為主,主要糧食作物為玉米,特色經(jīng)濟作物為冬早蔬菜、蠶豆等。由于流域內主要以坡耕地為主,農業(yè)基礎、配套設施薄弱,耕作及管理技術落后,導致作物產量較低,同時因缺乏合理的產業(yè)結構規(guī)劃,嚴重制約著農產品市場競爭力的提高。通過本工程的實施,完成坡改梯及配套灌溉、機耕道路和道路排水溝等內容建設,為流域內的產業(yè)結構調整創(chuàng)造了優(yōu)越條件。通過招商引資,積極引進農業(yè)龍頭企業(yè),加快農業(yè)產業(yè)化發(fā)展步伐,以“公司+合作社+基地+農戶”模式,發(fā)展冬早蔬菜和葡萄栽植。通過流域產業(yè)結構的調整優(yōu)化,降低傳統(tǒng)低產低效作物種植比例,推廣農業(yè)新技術,著力發(fā)展特色產業(yè),有效提高土地利用率,提高農業(yè)綜合生產能力。
對坡耕地采取坡改梯等措施進行綜合治理后,流域內水土流失綜合治理度達90%,年減蝕量達1.18萬t,年蓄水效益達32.48萬m3,流域內土壤侵蝕模數(shù)由原來的2098t/km2.a降到726t/km2.a,人為因素導致水土流失基本得到控制,全面提高流域內蓄水保土能力,生態(tài)環(huán)境向良性循環(huán)發(fā)展。通過坡改梯及其配套措施的實施,大幅增加流域基本農田的數(shù)量,提高耕地的水利化程度,促進流域產業(yè)結構的調整,單位面積的產出大大提高,增加經(jīng)濟效益達24000元/hm2.a。
4 結論
楚雄州雙柏縣普龍小流域坡耕地水土流失綜合治理試點工程取得了顯著的經(jīng)濟和生態(tài)效益,在設計及后期實施過程中,我們總結出以下幾點值得借鑒的經(jīng)驗。
(1)規(guī)劃思路指導經(jīng)驗:設計過程中山、水、村、田、路統(tǒng)一規(guī)劃,綜合治理,結合外業(yè)調查情況,切實做到合理統(tǒng)籌規(guī)劃。設計過程中注重專業(yè)分工配合,以水土保持專業(yè)為主,抽調農田水利、水利工程、農村資源與環(huán)境和土壤等多個專業(yè)人員配合,確保工程實施方案涉及的水土保持規(guī)劃、農田灌溉水利工程及田間機耕道路治理工程等單項工程內容設計深度。
(2)梯田工程設計指導經(jīng)驗:結合外業(yè)實地調查情況,按照當?shù)馗髁晳T,合理劃定地塊邊界和田坎控制高度,田面宜寬則寬、宜窄則窄、相近坡度區(qū)域盡量保證一梯到頭,盡量避免出現(xiàn)加梯現(xiàn)象;針對平均坡度較大的地塊,大型推土機施工難度大,通過總結以往經(jīng)驗教訓,本次梯田施工修平田面結合地形實際坡度,采用大、小型機械分塊施工。田坎和蓄水埂結合區(qū)域內土壤、地質等實際情況,施工采用灑水后人工夯實。
(3)灌溉工程設計指導經(jīng)驗:結合項目區(qū)水源條件,按照作物種植調整規(guī)劃進行水資源的合理分配計算,配套設計的引水、蓄水、排水、灌溉等坡面水系工程,做到,能蓄能排,保證灌溉引排合理,同時配套好背溝、排洪溝、擋水溝等排水設施;灌溉主管盡量平直,分管沿蓄水埂走。
(4)田間道路設計指導經(jīng)驗:田間道路走線基本沿老路規(guī)劃,但需結合沿線坡改梯后地形變化,對參照相關小流域項目機耕道路設計經(jīng)驗,對縱坡比、轉彎半徑進行優(yōu)化調整,能直則直,盡量減小與坡改梯地塊結合處填、挖方邊坡高度,保證地塊地埂的穩(wěn)定和地塊內灌排自如。
(5)截排水設計指導經(jīng)驗:通過細致的現(xiàn)場調查,結合地形、坡改梯后的路網(wǎng)進行截排水溝布設,做到排水暢通,水不亂流,防止坡面徑流進入坡改梯區(qū)域,沖毀田面、田坎和蓄水埂,保障坡耕地整治質量及永續(xù)利用。
干熱河谷地區(qū)受流域內坡耕地大量存在、水土流失嚴重、農業(yè)基礎設施落后等因素的制約,區(qū)域農村經(jīng)濟發(fā)展緩慢。通過坡耕地綜合治理的實施,將流域內適宜坡改梯的坡耕地全部建設成為梯田,配套相應的灌溉和田間道路等基礎設施,改善了流域的生態(tài)環(huán)境,為流域內種植產業(yè)結構調整創(chuàng)造條件,有力的促進了農業(yè)增效、農民增收和農村經(jīng)濟持續(xù)健康協(xié)調發(fā)展。
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關鍵詞:小流域;水土保持;綜合治理
中圖分類號:s157 文獻標識碼:a
引言
水土資源是人類存續(xù)的根本條件,制約著農業(yè)生產和農業(yè)持續(xù)發(fā)展,是社會的基礎和國家經(jīng)濟建設的最重要資源。沒有充足的水資源和土地,農業(yè)和人類就失去了存在的條件,因此,保持水土資源,維持水土平衡,是控制環(huán)境污染,提高生態(tài)環(huán)境質量的重要任務。而小流域綜合治理是小范圍內進行水利資源的綜合治理,提高地方農、林、牧業(yè)發(fā)展,預防地方山洪自然災害的有效措施。
1 小流域水土流失產生的危害
小流域中的水土流失主要是輕中度的水力侵蝕,并且主要為片蝕和細溝狀侵蝕,由于長時間受到了地形、降水以及人為因素等多個因素的綜合性作用,逐漸形成大量溝壑。水土流失會對流域內的自然生態(tài)景觀造成嚴重的破壞,并且其長時間的侵蝕會嚴重侵蝕地貌、水土,從而導致農耕不暢,對于機耕作業(yè)產生了極大的限制,極大降低了土地的使用效率,制約著農業(yè)生產從粗放式向集約式的轉變。加之,部分地區(qū)降雨比較集中,特別容易造成大暴雨,土壤母質黏重,蓄滲遲緩,大量的水流匯聚成徑流順勢從山坡沖刷,出現(xiàn)了超滲產流,很容易出現(xiàn)跑水與跑肥現(xiàn)象。小流域本身的地勢較為起伏,坡耕地的植被缺乏一定程度的保護,上游坡面江水徑流未能及時實現(xiàn)蓄滯入滲。在遇到了大雨和暴雨的時候,坡水很容易下泄,泥沙混雜在一起,嚴重破壞了道路、橋梁的質量,而且會淤塞水利工程,這將對河流下游水域造成重大的負面影響。小流域水土流失匯總,將導致生態(tài)系統(tǒng)本身的自我平衡機制受到損害,引起生態(tài)調節(jié)功能失衡,容易出現(xiàn)旱澇災害,對農業(yè)生產帶來嚴重的消極影響。
2 小流域綜合治理的主要做法
2.1 明確思路,科學規(guī)劃
項目區(qū)水土流失面積大、分布廣、成因復雜,水土保持建設必須以科學的規(guī)劃作指導。規(guī)劃既要符合水土保持的普遍要求,又要考慮工程的特殊性;既要立足當前,又要放眼長遠。根據(jù)總體要求深入調查并編制了實施規(guī)劃。
2.1.1 積極貫徹預防為主,全面規(guī)劃,綜合防治,因地制宜,加強管理,注重效益,農民投資少,見效快,收入多的水土保持方針。
2.1.2 從實際出發(fā),本著宜農則農、宜林則林、宜牧則牧、科學的、合理地安排好各類土地。
2.1.3 先易后難,先支后干,溝坡兼治。
2.1.4 堅持多樹種,多層次,多功能,低成本,高效益的防護體系;做到網(wǎng)、片相結合;喬、灌、草相結合;防護林、經(jīng)濟林相結合;以經(jīng)濟效益為核心,體現(xiàn)生態(tài)、社會效益并舉的方針。
2.2 水土保持林草措施
林草措施使得在治理和開發(fā)小流域時,能融為一體,科學結合。將喬、灌木、林草等植物以相結合的生態(tài)經(jīng)濟型防護林體系建設在小流域中,不僅可以快速提高地面植物覆蓋率,有效地減少暴雨對水土的濺蝕和沖刷,同時也可以有效改善土壤的物理和化學性質。待草木長成以后,也可為當?shù)氐娜嗣裉峁┝指碑a品,比如木料、燃料、肥料、飼料等。在治理過程中,要以減輕水蝕、增強植被覆蓋、改善生態(tài)環(huán)境為主要目標,根據(jù)流域狀況、當?shù)氐乃?、氣候因素,采取適地適樹的原則,采取工程整地造林和生態(tài)自然修復等方式,建造水流調節(jié)林和侵蝕溝防護林。
2.3 水土保持農業(yè)耕作措施
水土保持農業(yè)耕作有多種方法,其中最常用的有高耕作、帶狀耕作、溝壟耕作,其中抗旱保持耕作的方法比如保留作物殘茬、秸桿覆蓋、少耕、免耕。這些措施都能夠減少土壤的水分蒸發(fā),同時又能夠增加自然降水的滲入地下,可以達到保水保土保肥的效果,從而可以有效地提高土壤含水量,提高單位面積農作物的產量。
2.4 人工修復和自然修復的有機結合
自然修復方面的措施:植被好的可以采用封育或者是植被本身繁育的方式來加大植被的覆蓋率,起到控制水土流失的作用。對山體上出現(xiàn)有些石質性山體和坡度較大,土層較為單薄的山體區(qū)域實行自然修復的措施。在該區(qū)域的四周設置禁壕,禁止在區(qū)域內實行多種生產和其它的生產活動,比如放牧、采伐等,要不斷強化對該區(qū)域內的封禁和管理保護方面的工作,讓該
域內處在自然修復狀態(tài),來不斷減少活動所造成的水土流失。
人工修復方面的措施:對疏殘林開展人工補植來提升區(qū)域內的植被的覆蓋程度,從疏林地狀況出發(fā),設計補植。對封育荒坡實行草種的撒播,不斷增加植被的覆蓋率,并參照封育荒坡的情況,設計并種撒草籽。
2.5 嚴格財務管理,合理使用資金,投資效益明顯
要切實的搞好工程項目的建設,必須實施縣財政會計核算中心統(tǒng)一建賬,在項目資金管理中,銀行根據(jù)項目分別社里專門的財務賬戶,轉款專人負責管理,不要對專賬進行統(tǒng)一管理,設立專門的人員進行專賬統(tǒng)計,再由項目部負責組織驗收,制定用款計劃。在項目進程中,要根據(jù)工程的進度填寫支付憑證,由工程監(jiān)理填寫后,向財務部門提出申請,待批準后,按照計劃進行支付。工程竣工以后提交竣工工程決算,以此作為財務部門所支付的工程建設資金和對資金運行過程監(jiān)督的依據(jù)。特別是在資金運作方面,要堅持實物為主,每項工程費用都按照管理要求逐級驗收,分別是工程技術負責人、施工監(jiān)理、領導審批等過程。此外并虛心接受監(jiān)察審計,最大限度地避免了截留、挪用工程款等違紀行為。
3 結束語
綜上所述,當前國家處在全面建設小康社會,實現(xiàn)中華民族的偉大復興之際,經(jīng)濟得到了飛速地發(fā)展,但是經(jīng)濟的發(fā)展需要水資源和土地資源的支持,綜合治理小流域是保持水土資源優(yōu)化生產的源頭,只有將小流域的水土綜合治理搞好,才能從根本上改善小流域的綜合生態(tài)環(huán)境和生產環(huán)境,形成一個體系的有機體,將資源充分的開發(fā)利用,提高人們生活水平,實現(xiàn)和諧社會的發(fā)展目標。
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