鄭 忠
(內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾旗水土保持局,準(zhǔn)格爾 010300)
窟野河為黃河的一級(jí)支溝,位于黃河流域中上游的右岸,屬多沙粗砂區(qū)范圍,準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)為窟野河流域的上游(見(jiàn)圖1),項(xiàng)目區(qū)屬于黃土和砒砂巖丘陵溝壑區(qū),項(xiàng)目區(qū)地貌特點(diǎn)為上下游落差大,土層覆蓋薄,溝壑發(fā)育,地形支離破碎,溝壑縱橫,砒砂巖裸露,水土流失嚴(yán)重。準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)流域面積為1058.07km2,水土流失面積為952.26km2,多年平均侵蝕模數(shù)為11400t/(km2·a),年徑流量0.92億m3,年輸沙量0.11億t;多年平均降水量380mm,多年平均蒸發(fā)量為2078.3mm,區(qū)內(nèi)干燥多風(fēng)。
圖1 窟野河流域沙棘減沙工程準(zhǔn)格爾項(xiàng)目區(qū)位置圖
項(xiàng)目實(shí)施前準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)植被蓋度為14.6%,林地面積為0.84 萬(wàn)hm2。流域內(nèi)天然草地由于過(guò)度放牧而導(dǎo)致土地生產(chǎn)力極低,草場(chǎng)退化嚴(yán)重,土地資源利用率低,現(xiàn)有林地、農(nóng)地、人工草地的土地利用率只有21%,而荒地卻占了61%,其它用地占17%,土地利用結(jié)構(gòu)不盡合理,特別是近年來(lái)的濫墾亂伐、公路修建、礦產(chǎn)開(kāi)采等造成了嚴(yán)重的水土流失,一遇暴雨極易形成水土流失,一遇大風(fēng)極易形成沙塵暴,流域內(nèi)現(xiàn)有人口為4624人。
窟野河沙棘生態(tài)減沙工程2008年開(kāi)始實(shí)施,建設(shè)期為5年,2008~2012年。準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)分3 個(gè)類(lèi)型區(qū),其中裸露砒砂巖區(qū)1023.01km2,黃土丘陵溝壑區(qū)33.09km2,風(fēng)沙區(qū)1.86km2,準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)治理任務(wù)為2.95萬(wàn)hm2,其中裸露砒砂巖區(qū)2.8萬(wàn)hm2,黃土丘陵溝壑區(qū)0.1萬(wàn)hm2,風(fēng)沙區(qū)0.05萬(wàn)hm2。共涉及11 條小流域,三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括3 方面:(1)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀和期末宏觀情況監(jiān)測(cè),(2)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程監(jiān)測(cè),(3)項(xiàng)目實(shí)施效果監(jiān)測(cè)。
采用遙感影像數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)宏觀信息,在廣泛收集項(xiàng)目區(qū)自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和小流域水土流失資料的基礎(chǔ)上,采用2009年夏秋季遙感數(shù)據(jù),對(duì)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀采集各流域水土流失主要因子背景值。以年度為周期,對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的沙棘種植成果開(kāi)展監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)將采用實(shí)地全面調(diào)查、專(zhuān)題實(shí)地調(diào)查、典型溝道觀測(cè),多數(shù)據(jù)源相結(jié)合的方法監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)。在GIS 地理信息技術(shù)支持下,匯總和分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理采用數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)概化方法。
成果分析包括圖像數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表分析。
圖形數(shù)據(jù):?jiǎn)畏匦螆D上要準(zhǔn)確反應(yīng)出流域名稱(chēng)、流域界線、圖班位置、圖班號(hào)、面積、實(shí)施年度、流域匯總面積等信息。
數(shù)據(jù)表分析:主要數(shù)據(jù)表有監(jiān)測(cè)分區(qū)表、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況表、小流域劃分及現(xiàn)狀、項(xiàng)目治理任務(wù)、降雨數(shù)據(jù)表、植被蓋度治理度表、成果進(jìn)度表、工程投資表、管護(hù)撫育表、生態(tài)效益分析表、減沙效益分析表、經(jīng)濟(jì)效益分析表、典型農(nóng)戶(hù)調(diào)查表及輔助表、苗木數(shù)量控制表。
2.4.1 苗木質(zhì)量監(jiān)測(cè)
項(xiàng)目區(qū)苗木質(zhì)量要求主要反應(yīng)在5個(gè)方面:
1.苗木地徑以上高度≥25cm;
2.苗木地徑以上的粗度≥3mm;
3.苗木根系要發(fā)達(dá),有側(cè)根3條以上;
4.苗木無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)腐爛黑根現(xiàn)象
5.防止在運(yùn)輸過(guò)程中苗木失水,必須將苗木假植在潮濕陰冷通風(fēng)的地方,保證苗木的活力不受影響。
準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)在5個(gè)實(shí)施年度(2008~2012年)共使用1年生實(shí)生沙棘苗木7481 萬(wàn)株,1年生扦插沙棘苗木362萬(wàn)株,苗木全部經(jīng)過(guò)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位三方共同驗(yàn)收,苗木質(zhì)量全部達(dá)到Ⅰ級(jí)苗木標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)管理環(huán)節(jié)到位。
2.4.2 種植成果監(jiān)測(cè)
5 個(gè)實(shí)施年度(2008~2012年)在3 個(gè)監(jiān)測(cè)分區(qū)內(nèi)共完成3.08萬(wàn)hm2的種植任務(wù),其中砒砂巖溝壑區(qū)完成2.99hm2、黃土丘陵溝壑區(qū)完成0.08hm2、風(fēng)沙區(qū)完成0.01hm2。監(jiān)測(cè)周期為1年,監(jiān)測(cè)方法是實(shí)地采用1 萬(wàn)地形圖勾繪圖班,GPS 輔助定位,采用CAD量算面積,造表匯總成果。
每年沙棘種植后,以小流域?yàn)閱卧?,進(jìn)行實(shí)地逐地塊調(diào)查,將質(zhì)量合格的種植地塊勾繪在1∶10000的地形圖上并記錄在監(jiān)測(cè)系列表中,要求勾繪的圖班面積準(zhǔn)確率必須達(dá)到90%以上。實(shí)地用GPS采集圖班點(diǎn)并采用CAD 上圖,確定種植地塊的分布并計(jì)算出地塊面積。圖上所反映的信息見(jiàn)圖2。
圖2 2013年暖水項(xiàng)目區(qū)沙棘種植監(jiān)測(cè)成果圖
2.4.3 進(jìn)度監(jiān)測(cè)與勞動(dòng)力平衡
根據(jù)年度計(jì)劃任務(wù)確定勞動(dòng)力數(shù)量,每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)組織當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力并分配到各個(gè)流域進(jìn)行沙棘種植,勞動(dòng)力短缺的鄉(xiāng)鎮(zhèn)從周邊地區(qū)調(diào)配,保證種植任務(wù)按計(jì)劃完成。
進(jìn)度監(jiān)測(cè)主要反應(yīng)在勞動(dòng)力是否組織充足,由于造林有季節(jié)性,也有時(shí)間限制,所以在種植期必須有充足的勞動(dòng)力來(lái)保證進(jìn)度,一般一個(gè)種植季按55d計(jì)算,一個(gè)勞動(dòng)力平均每天可種植3畝,10000畝的種植任務(wù)需配備60個(gè)勞動(dòng)力,各年度投入勞動(dòng)力情況見(jiàn)表1。
表1 項(xiàng)目區(qū)實(shí)施年度使用勞動(dòng)力情況
準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)5個(gè)實(shí)施年度(2008~2012年)在11條小流域內(nèi)共累計(jì)完成沙棘種植面積3.08萬(wàn)hm2,詳見(jiàn)表2。
在5個(gè)實(shí)施年度期間,準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)共完成沙棘種植3.08萬(wàn)hm2,其中沙棘經(jīng)濟(jì)林0.64萬(wàn)hm2,沙棘生態(tài)林2.44萬(wàn)hm2,當(dāng)年成活率為80.5%;截止2013年12 月,項(xiàng)目區(qū)沙棘保存面積為2.5 萬(wàn)hm2(表3)。項(xiàng)目區(qū)治理度32.3%,增加林草植被覆蓋率29.1%,土地利用結(jié)構(gòu)中,林草、荒溝地由原來(lái)的1∶8 變?yōu)楝F(xiàn)在的1∶3;水土流失嚴(yán)重的荒溝變?yōu)橛袃r(jià)值的沙棘林地。
表2 各流域種植成果
表3 各年度種植面積和保存面積
項(xiàng)目的直接經(jīng)濟(jì)效益為沙棘林產(chǎn)果、產(chǎn)葉量和在實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格背景下的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益監(jiān)測(cè),將通過(guò)在沙棘掛果林中,抽取樣方調(diào)查產(chǎn)量和市場(chǎng)調(diào)查價(jià)格的途徑進(jìn)行。到2015年產(chǎn)果量可達(dá)到1.69 萬(wàn)t(根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算每畝可采90kg,可采面積為50%),產(chǎn)葉量可達(dá)到0.94萬(wàn)t(根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)算每畝可采50kg,可采面積為50%)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)樣方調(diào)查推算出各年度可采沙棘果、葉量,到2015年沙棘果、葉量將達(dá)到高峰,詳見(jiàn)表4。充足的沙棘原料給沙棘企業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),沙棘產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)和企業(yè)拉動(dòng)使生態(tài)項(xiàng)目有了保證。
準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)多年平均侵蝕模數(shù)為11400t/km2,監(jiān)測(cè)效益起算時(shí)間為2011年,植物措施減沙率和攔蓄徑流率按80%測(cè)算,到2015年項(xiàng)目區(qū)每年的減沙量達(dá)到228.16萬(wàn)t,攔蓄徑流達(dá)到1744.83萬(wàn)m3。
沙棘林對(duì)攔蓄徑流和泥沙具有顯著的作用,沙棘林可防止雨滴直接擊打地面,減少因雨滴擊濺引起地面土壤結(jié)構(gòu)破壞而造成的水土流失;當(dāng)徑流經(jīng)過(guò)茂密的沙棘林時(shí),增加了徑流的阻力,降低了徑流的流速和動(dòng)能,使徑流中的泥沙大量沉積于沙棘林中,起到蓄水保土的作用,實(shí)地觀測(cè)溝道里3年以上的沙棘林每年淤積泥沙厚度為10~15cm。減沙量和攔蓄徑流量的計(jì)算公式分別為:
表4 項(xiàng)目直接經(jīng)濟(jì)效益
式中:V攔為沙棘減沙量(萬(wàn)t);V徑為沙棘攔蓄徑流量;S保為沙棘保存面積(萬(wàn)hm2);MS為侵蝕模數(shù)(萬(wàn)t/km2·a)取1.14萬(wàn)t/(km2·a);h為徑流深(mm)取69.7mm;0.8為攔沙率和攔蓄徑流率。
到2015年沙棘林全部發(fā)揮效益,年可攔沙228.16萬(wàn)t,詳見(jiàn)表5。
表5 各年度效益
通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)植被覆蓋度增加了29.1%,治理度增加了32.3%,每年增加了地表腐殖質(zhì)0.5~1.5cm,增加了土壤的粘結(jié)度,沙棘有很強(qiáng)的固氮能力,能增強(qiáng)土壤肥力。各小流域詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。
表6 各小流域新增植被覆蓋率和治理度
大部分荒溝變成了有生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的沙棘林地,沙棘林豐富了植物資源,給野生動(dòng)物的生存提供了良好條件,項(xiàng)目區(qū)出現(xiàn)了新的野生動(dòng)物,生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。
項(xiàng)目的實(shí)施給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民致富提供了條件,參與項(xiàng)目的農(nóng)戶(hù)平均每年每人增收4300 元,項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的農(nóng)戶(hù)平均每人每年增加收入547元,提高了家庭經(jīng)濟(jì)收入和生活水平,改善了生產(chǎn)條件。
共選取典型農(nóng)戶(hù)24戶(hù),其中參與項(xiàng)目的13戶(hù)、沒(méi)有參與項(xiàng)目的11 戶(hù),對(duì)典型農(nóng)戶(hù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和家庭情況、參與項(xiàng)目活動(dòng)的內(nèi)容和數(shù)量、直接經(jīng)濟(jì)收入、項(xiàng)目帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收入、年消費(fèi)情況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查。調(diào)查的結(jié)果是參與項(xiàng)目的農(nóng)戶(hù)經(jīng)濟(jì)收入比沒(méi)有參與項(xiàng)目的多30%左右,參與項(xiàng)目的農(nóng)戶(hù)一半以上的經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源于項(xiàng)目,且恩格爾系數(shù)為0.43,說(shuō)明這些農(nóng)戶(hù)達(dá)到了小康生活(沒(méi)有參與項(xiàng)目的農(nóng)戶(hù)平均恩格爾系數(shù)為0.51)。
本次監(jiān)測(cè)突出該項(xiàng)目沙棘溝道攔截泥沙監(jiān)測(cè)兼顧項(xiàng)目其他效益監(jiān)測(cè),項(xiàng)目監(jiān)測(cè)結(jié)合窟野河流域在項(xiàng)目實(shí)施期的水沙運(yùn)動(dòng)以及降雨等資料進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),經(jīng)過(guò)5年(2008~2012年)連續(xù)監(jiān)測(cè)完成了窟野河流域沙棘減沙工程準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)的監(jiān)測(cè)任務(wù)。監(jiān)測(cè)技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)落線符合實(shí)際項(xiàng)目的需求。
(1)準(zhǔn)旗項(xiàng)目區(qū)在11 條小流域內(nèi)5年共完成3.08 萬(wàn)hm2種植任務(wù),成活率達(dá)到80.5%,保存面積為2.5萬(wàn)hm2,保存率為81.2%。
(2)5 個(gè)實(shí)施年度共有640 余人參與項(xiàng)目的實(shí)施,共投入勞動(dòng)力14.81萬(wàn)工日,培訓(xùn)種植農(nóng)戶(hù)400余人次,項(xiàng)目區(qū)農(nóng)戶(hù)平均每人每年通過(guò)項(xiàng)目增收457元。
(3)到2015年項(xiàng)目區(qū)每年的減沙量達(dá)到228.16萬(wàn)t,攔蓄徑流達(dá)到1744.83 萬(wàn)m3,給黃河的淤積減輕了壓力,每噸清淤費(fèi)按1.5 元計(jì)算,每年節(jié)約清淤費(fèi)342.24萬(wàn)元。
(4)項(xiàng)目經(jīng)過(guò)5年的實(shí)施使準(zhǔn)格爾旗項(xiàng)目區(qū)植被蓋度增加了29.1%,治理度達(dá)到了32.3%。當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境得到了較大的改善,增加了空氣濕度,生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡。
(5)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益主要反應(yīng)在沙棘林產(chǎn)果量和產(chǎn)葉量上,到2015年項(xiàng)目區(qū)可采果量將達(dá)到1.69萬(wàn)t,可采葉量將達(dá)到0.94 萬(wàn)t。這將為沙棘產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)戶(hù)從中可以受益。
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