朱淼淼
(遼寧江河水利水電新技術(shù)設(shè)計研究院有限公司,遼寧 沈陽 110003)
黨的十九大提出“加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國”“必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念”,并將“推進(jìn)荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理”[1]作為生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容寫入了十九大報告。侵蝕溝引起的水土流失不同于一般的坡面水土流失,具有發(fā)展快、侵蝕量大等特點(diǎn),對土地資源、河道水庫、農(nóng)村生產(chǎn)生活等都會造成嚴(yán)重危害[2]。遼寧省以土石山區(qū)為主,其傳統(tǒng)的侵蝕溝治理多以經(jīng)驗性方案為主,生態(tài)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈耦合度較低,治理技術(shù)、治理方法等難以達(dá)到集成優(yōu)化的理想效果[3],侵蝕溝治理后再次崩塌的現(xiàn)象時有發(fā)生,并造成次生危害,因此研究土石山區(qū)侵蝕溝道治理技術(shù)模式十分必要。
遼寧土石山區(qū)位于遼寧省中西部,涉及沈陽、大連、鞍山、丹東、錦州、營口、阜新、遼陽、盤錦、朝陽和葫蘆島等11個地級市 72個縣(市、區(qū)), 總面積938.69萬hm2,其中土壤侵蝕面積32 129.96 km2,占土地總面積的34.23%。依據(jù)松遼水?!?016〕92號文確定的侵蝕溝分級標(biāo)準(zhǔn),遼寧土石山區(qū)共有侵蝕溝道74 124條,其中穩(wěn)定溝1 1305條、發(fā)展溝62 819條。不同區(qū)域侵蝕溝有不同的特點(diǎn)。
遼陽市、營口市等以千山山脈為骨干的東部地區(qū),走向與半島方向一致,北寬南窄,北高南低。多年平均降水量644 mm,汛期為6—9月份。區(qū)內(nèi)土壤主要有棕壤、草甸土、褐土、濱海鹽土、粗骨土、水稻土等。侵蝕溝以林地溝為主,林地溝與耕地溝相互交叉分布,多以中、小型侵蝕溝為主。小型侵蝕溝(<0.3 hm2)[4]一般為橫截面呈淺“V”形、溝沿不明顯的淺溝[5],多發(fā)生在 3°以下、地勢開闊的坡耕地上。中型侵蝕溝(0.3~1.4 hm2)一般為溝沿明顯的切溝,邊坡呈現(xiàn)不明顯或少量崩塌。
朝陽市、阜新市、葫蘆島市等遼寧西部區(qū)域?qū)賰?nèi)蒙古高原與遼河平原的過渡地帶,地勢自西北向東南呈階梯式降落,山地河谷相間分布。多年平均降水量515 mm。區(qū)內(nèi)土壤主要有褐土、棕壤土、草甸土、風(fēng)沙土等。該區(qū)屬典型的石質(zhì)山區(qū),具有石質(zhì)山區(qū)石多、水少、易旱、植被稀少、水土流失嚴(yán)重、溝壑密度大等特點(diǎn)。侵蝕溝主要為大、中型侵蝕溝,并以耕地侵蝕溝為主,林地侵蝕溝次之。大型侵蝕溝(>1.4 hm2)完全阻止人畜通過,溝沿明顯,有些溝底已出現(xiàn)常年流水,必須通過各種水土保持措施進(jìn)行治理。
根據(jù)侵蝕溝地理位置、水土流失特點(diǎn)及侵蝕溝治理情況,結(jié)合遼寧省水土保持四級區(qū)劃,可將土石山區(qū)侵蝕溝劃分為土石山區(qū)-東部區(qū)域、土石山區(qū)-西部區(qū)域兩個區(qū)域。土石山區(qū)-東部區(qū)域涉及遼東丘陵生態(tài)維護(hù)區(qū)、遼東半島丘陵人居環(huán)境維護(hù)減災(zāi)區(qū)兩個水土保持區(qū)劃四級區(qū),土石山區(qū)-西部區(qū)域涉及遼西低山丘陵保土蓄水區(qū)、遼西丘陵保土固沙區(qū)、遼西山地丘陵保土蓄水區(qū)三個水土保持區(qū)劃四級區(qū)(遼寧省水土保持四級區(qū)中的遼中平原人居環(huán)境農(nóng)田防護(hù)區(qū)和遼中平原農(nóng)田保土防風(fēng)區(qū)侵蝕溝分布極少,本次分區(qū)不涉及這兩個四級區(qū))。
侵蝕溝治理不同于坡面治理,在技術(shù)、方法上有其獨(dú)特性,同時不同的侵蝕溝類型,采取的治理措施也不相同。本研究根據(jù)遼寧省2001—2011年侵蝕溝治理情況,對典型治理區(qū)域進(jìn)行了現(xiàn)場勘查、調(diào)研,并通過與當(dāng)?shù)厮2块T、農(nóng)戶訪談的形式獲取有效信息,最后綜合多方材料分區(qū)研究了侵蝕溝治理模式。
2.1.1 小型侵蝕溝治理模式
對土石山區(qū)-東部區(qū)域小型侵蝕溝的治理宜采用“耕作帶平溝”模式。本著“治小、治早”的原則[6],采取“耕作帶平溝”的模式,即結(jié)合每年農(nóng)事耕作,采用溝壟種植、深耕、間作、套種等措施,通過改變微地形、增加土壤入滲、增加地面覆蓋程度、延長地面覆蓋時間等,提高土壤抗蝕性能,減少徑流量的產(chǎn)生。對于這類侵蝕溝,一般單項保水保土耕作措施即可達(dá)到防治侵蝕溝的目的。
2.1.2 中型侵蝕溝治理模式
(1)“封育+土/石谷坊+削坡造林+石籠護(hù)岸”治理模式。該模式又可以“頭戴圍巾和項鏈,身穿鎧甲鑲金邊,腳踏祥云穿民間”形容。頭戴圍巾和項鏈——對于溝頭上部區(qū)域的疏幼林地、荒地采取封育治理措施,以提高林草覆蓋率;同時就地取材,在溝道外沿適宜路段修建作業(yè)路,以便于侵蝕溝附近經(jīng)果林地的經(jīng)營管理和農(nóng)田的耕作、運(yùn)輸、管理等,減少人為因素造成的淺溝。身穿鎧甲鑲金邊——該地區(qū)降水較為充足,應(yīng)在溝道中修建易于泄洪的干砌石谷坊、石籠谷坊、土谷坊、生物谷坊等,具體工作中應(yīng)依據(jù)項目實施地點(diǎn)的材料資源和材料狀況決定。生物谷坊可采用棹木,因其防腐力強(qiáng)且攔蓄效果好;在溝坡則采取削坡造林以固坡面,控制溝岸滑塌擴(kuò)張,因東部區(qū)域降水量較西部區(qū)域大,故對近路基的侵蝕溝可修建臺階式石籠護(hù)岸,以達(dá)到排水引流的作用;在溝底植灌木以增加地表植被,攔泥掛淤,穩(wěn)定溝底,樹種多選用鄉(xiāng)土樹種如刺槐、榛子、落葉松等。腳踏祥云穿民間——坡腳的排洪溝所經(jīng)區(qū)域人口密集、土地肥沃,但防洪能力較差,原有土堤遭遇暴雨時很容易被沖毀,威脅當(dāng)?shù)厝罕娚敭a(chǎn)安全,破壞大量耕地,因此采取溝道護(hù)岸措施,即先將淤積溝道進(jìn)行清淤,隨后進(jìn)行護(hù)岸。近村屯區(qū)域為了景觀需要多采用漿砌石擋土墻護(hù)岸,岸邊可栽隔離樁,為村民提供休憩場所;近耕地區(qū)域則采用石籠護(hù)腳(也稱護(hù)地堤)護(hù)砌,以起到泄水消力、保護(hù)耕地的作用。侵蝕溝防治任務(wù)艱巨,在短期內(nèi)只依靠人工治理是不現(xiàn)實的,必須樹立人與自然和諧共處的理念,各項措施相互補(bǔ)充,通過工程養(yǎng)植物、植物保工程,逐步形成工程措施、植物措施和封育治理措施相結(jié)合的立體防護(hù)結(jié)構(gòu)。
(2)“經(jīng)濟(jì)林為主+谷坊/泄洪槽/果樹臺田/作業(yè)路配套工程”多功能治理模式。將溝道治理與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)、個體大戶產(chǎn)業(yè)開發(fā)相結(jié)合,在打造經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的同時,防治溝道侵蝕,營造“企業(yè)大戶齊協(xié)力,建生態(tài)產(chǎn)業(yè)體系”的多功能治理產(chǎn)業(yè)鏈。在產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi),業(yè)主負(fù)責(zé)打造經(jīng)濟(jì)林(南國梨、杏、榛子、蘋果、葡萄、藍(lán)莓等)、經(jīng)濟(jì)作物(野菜)、觀賞植物(櫻花)等多元化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),當(dāng)?shù)厮2块T則對園區(qū)內(nèi)的侵蝕溝采取谷坊、泄洪槽、果樹臺田、作業(yè)路等配套措施。通過通力合作,能夠使有限的治理資金所修工程起到減輕土壤侵蝕、保持水土的作用,業(yè)主在經(jīng)營園區(qū)的同時也可做好各項措施的管護(hù)工作,提高水土保持工程保存率,而專業(yè)部門的蓄水保土措施又能提高土壤質(zhì)量、提高作物產(chǎn)量,進(jìn)而使當(dāng)?shù)厝罕姳Wo(hù)水土的思想意識自然而然地提高,最終實現(xiàn)互利雙贏。
2.2.1 中、小型侵蝕溝治理模式
對土石山區(qū)西部區(qū)域的中、小型侵蝕溝的治理宜采用“生態(tài)修復(fù)+植物護(hù)岸+溝頭防護(hù)+谷坊”的“軟硬兼施”治理模式。軟——發(fā)展溝溝岸大多植被稀疏,遇強(qiáng)降雨,溝岸常產(chǎn)生坍塌、崩落,是侵蝕程度最強(qiáng)的部位,通過生態(tài)修復(fù)措施促進(jìn)植被自然生長,可起到截持降雨、增加降雨入滲、消減降雨動能、分散阻滯地表徑流、固持土體等作用,因此對坡度較陡、不便采取人為措施進(jìn)行防治的侵蝕溝,以預(yù)防、自然修復(fù)的“軟”措施為主。也就是說應(yīng)通過系列“軟”措施遏制侵蝕溝發(fā)展勢頭,即在保護(hù)原有灌草植被的同時,配以紫穗槐等灌木,快速提高植被蓋度,攔截徑流,穩(wěn)固溝岸。硬——對正在發(fā)育的眾多小型毛溝、支溝實行重點(diǎn)治理,采取蓄排結(jié)合的溝頭防護(hù)工程及干砌石、漿砌石、石籠谷坊等“硬”措施進(jìn)行溝道治理,減少出溝泥沙。
2.2.2 大型侵蝕溝治理模式
(1)“植物護(hù)溝+景觀小品+小型蓄水工程”的生態(tài)景觀治理模式。采用該模式旨在打造“溝頭護(hù)岸植物帶,景觀小品綴其間,梯級攔蓄促生態(tài)”的生態(tài)環(huán)境。溝頭是溝道侵蝕的最前沿,做好溝頭防護(hù)是阻止溝頭前進(jìn)的重要措施。溝頭護(hù)岸植物帶——對常流水型或林地型的大型溝道,其溝頭和護(hù)岸采取植物帶形式,即通過灌草結(jié)合、喜光樹種與耐陰樹種結(jié)合、深根樹種與淺根樹種結(jié)合,最大限度地發(fā)揮地上植被的防護(hù)作用和地下根系固持土體的作用,增加生物產(chǎn)出總量,提高生物多樣性。景觀小品綴其間——與周邊自然景觀相協(xié)調(diào),兼顧生態(tài)和景觀,合理塑造景觀小品,使溝道治理融入周邊環(huán)境、人文環(huán)境之中。梯級攔蓄促生態(tài)——根據(jù)西部區(qū)域石質(zhì)山區(qū)溝壑侵蝕的現(xiàn)狀和石多、水少、干旱等特點(diǎn),運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,以可持續(xù)發(fā)展治水思路為指導(dǎo),突破傳統(tǒng)治理開發(fā)功能單一的模式,將溝壑治理和雨水資源開發(fā)利用、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)民脫貧致富有機(jī)結(jié)合起來。具體而言,就是在溝道上游治理的基礎(chǔ)上,在下游適當(dāng)位置修建小型蓄水工程,達(dá)到層層攔蓄的作用,最大限度地挖掘利用溝壑潛在的自然資源;在適宜種果樹的溝坡優(yōu)先發(fā)展果樹,利用林下養(yǎng)雞、養(yǎng)鴨、養(yǎng)鵝,發(fā)展多種經(jīng)營,提高土地利用率和治理效益,充分利用水土資源發(fā)展溝壑經(jīng)濟(jì),使石質(zhì)山區(qū)溝壑自然資源最大限度地得到科學(xué)高效利用。
(2)“灌草固坡+淤地造田+作業(yè)路”的增產(chǎn)治理模式。這種治理模式適用于耕地類型的大型侵蝕溝,也可用“保土耕作增產(chǎn)量,灌草結(jié)合固邊坡,溝路兼治促生產(chǎn),淤地造田護(hù)一方”概括。保土耕作增產(chǎn)量——通過地埂植物帶、改壟、深松、保護(hù)性耕作措施,保水保土,將“三跑田”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭L铩?,提高作物產(chǎn)量。灌草結(jié)合固邊坡——栽植灌木或撒播草籽固坡,對陡峭的溝坡進(jìn)行削坡整地以求邊坡穩(wěn)定,對局部溝道修建溝岸防護(hù)工程,避免溝岸坍塌。溝路兼治促生產(chǎn)——緊鄰田間道路的溝段,在治理溝坡的同時修繕田間作業(yè)路,實行溝路兼治,方便生產(chǎn)。必要的地段可修建護(hù)地堤等輔助工程,加強(qiáng)對溝道的防護(hù)。淤地造田護(hù)一方——利用大型侵蝕溝道淤地造田,在制止溝底下切的同時穩(wěn)定溝頭,防止溝岸擴(kuò)張,提高土地利用率,將廢地、荒地轉(zhuǎn)化成寶地、良田。
近年來遼寧省加大了水土保持工作力度,先后開展了國家水土保持重點(diǎn)建設(shè)工程、國家坡耕地水土流失綜合治理工程、國家水土流失重點(diǎn)治理工程、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水土保持項目等,取得了良好的效果,但在有關(guān)侵蝕溝治理的技術(shù)方法和利用方式等方面還存在不少難題。本研究提出的系列技術(shù)模式,已于2011—2017年在遼陽市、營口市、朝陽市、葫蘆島市等多個區(qū)域得到了推廣并取得了顯著效果,可為遼寧土石山區(qū)的侵蝕溝治理提供重要的技術(shù)支撐。