鄒 躍， 李亞雯， 徐天文， 高之棟

(1.連云港市贛榆區(qū)水利局， 江蘇 連云港 222100； 2.連云港市水利局， 江蘇 連云港 222000；3.江蘇省連云港市贛榆區(qū)水綜合執(zhí)法大隊(duì)， 江蘇 連云港 222100)

生態(tài)環(huán)境退化是當(dāng)今世界面臨的重大問題之一，山丘區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的退化導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失，污染水庫、江河水體，對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重的威脅[1]。在新的時(shí)代背景下，我國必須搞好生態(tài)文明建設(shè)，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，解決水土流失等現(xiàn)實(shí)生態(tài)問題[2]。水土保持經(jīng)濟(jì)林建設(shè)作為控制水土流失的有效手段之一，一方面可有效發(fā)展灌溉，解決人們生產(chǎn)生活難題，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供生態(tài)安全保障；另一方面可減少土壤侵蝕，有效保護(hù)土地資源，延長土地使用壽命，提高土地利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)土地利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

以江蘇省連云港市贛榆區(qū)旦頭河小流域水土保持綜合治理項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)林建設(shè)為例，通過對(duì)旦頭河小流域經(jīng)濟(jì)林采用地面定點(diǎn)觀測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，得出旦頭河小流域水土保持綜合治理項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)林的綜合效益，對(duì)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水土保持經(jīng)濟(jì)林的綜合效益具有重要意義。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

旦頭河小流域位于連云港贛榆區(qū)黑林鎮(zhèn)中部，在小塔山水庫匯水范圍內(nèi)，該區(qū)域?qū)倥瘻貛ШＱ笮詺夂?，土壤類型為礫質(zhì)砂壤土，巖石種類以片麻巖為主。小流域涉及興林村、富林村、大樹村、東康邑村、石溝村、吳山村、蘆山村、山前村和鎮(zhèn)東村共9個(gè)行政村，總?cè)丝?8 376人，其中農(nóng)業(yè)人口16 538人。

根據(jù)江蘇省水利廳關(guān)于《江蘇省省級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)》的公告，贛榆區(qū)黑林鎮(zhèn)屬于江蘇省省級(jí)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)；旦頭河小流域總土地面積22.87 km2，其中水土流失面積19.83 km2，年平均侵蝕模數(shù)1 350 t/(km2·a)，屬連云港低山丘陵土壤保持農(nóng)田防護(hù)區(qū)，年侵蝕總量2.68萬t，以輕度為主，水土流失制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1.1 自然概況

1.1.1 地質(zhì)地貌

(1)地質(zhì)：項(xiàng)目區(qū)屬連云港低山丘陵土壤保持農(nóng)田防護(hù)區(qū)，土壤類型為礫質(zhì)砂壤土，巖石種類一般以片麻巖為主。巖石的特性為抗蝕性較差，加之地表層覆蓋物疏松，因而水土流失嚴(yán)重。

(2)地貌：項(xiàng)目區(qū)地勢(shì)北高南低，西高東低，地面起伏高差較大。小流域內(nèi)地形較為復(fù)雜，溝壑縱橫，成土母質(zhì)以花崗片麻巖和花崗巖為主，表土層均為砂壤土，且土層薄。

1.1.2 水文氣象

旦頭河小流域?qū)倥瘻貛ШＱ笮詺夂?。年平均降水?86 mm，年平均蒸發(fā)量1 119.5 mm，年降雨主要集中在6—9月份，占全年降水量的73.9%。年平均無霜期214 d，年平均氣溫13.1℃，年太陽總輻射125.5千卡/mm2，年日照時(shí)數(shù)2 616 h，是江蘇省日照時(shí)數(shù)最長地區(qū)之一，雨熱同期，災(zāi)害性天氣較少，既有利于植物生長，也有利于提高土地生產(chǎn)率。

旦頭河小流域5年一遇24 h最大降水量為150 mm，10年一遇24 h最大降水量為212 mm，20年一遇24 h最大降水量為258 mm。

1.1.3 土壤、植被

旦頭河小流域土壤以礫質(zhì)砂壤土為主，含砂量高，土壤顆粒比面積小、肥力低，保蓄水能力差，不利于植被的恢復(fù)生長。土壤耕作層厚度為16～20 cm，犁底層厚度為8～10 cm。土層厚度在25～100 cm之間。土壤有機(jī)質(zhì)含量0.59%～0.81%，全氮0.062%～0.076%，有效鉀93～119 PPM，有效磷3.0～4.4 PPM，pH值6.0～6.3，有機(jī)質(zhì)含量不高，土壤肥力較差，土壤養(yǎng)分普遍偏低。耕層土壤容重1.35～1.52 g/cm3，孔隙度43.6%～45.9%，毛管孔隙度36.6%～39%，田間持水量19%～24.3%。

旦頭河小流域內(nèi)現(xiàn)有的林木植被密度偏低，林草覆蓋率約為21%。植被種類主要有黑松、赤松、楊樹、榆樹、刺槐、蘋果、黃金梨等水保林和經(jīng)濟(jì)林品種，多數(shù)為人工栽植，河坡及道路邊以天然雜草為主。

1.2 經(jīng)濟(jì)社會(huì)情況

1.2.1 人口與勞動(dòng)力

旦頭河小流域位于贛榆區(qū)的黑林鎮(zhèn)中部，涉及興林村、富林村、大樹村、東康邑村、石溝村、吳山村、蘆山村、山前村和鎮(zhèn)東村共9個(gè)行政村，總?cè)丝?8 376人，其中農(nóng)業(yè)人口16 538人，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力7 351個(gè)。

1.2.2 農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

旦頭河小流域總土地面積22.87 km2，其中耕地面積10.12 km2，人均耕地0.06 hm2。根據(jù)《贛榆統(tǒng)計(jì)年鑒(2017)》，項(xiàng)目區(qū)2016年農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入10 726萬元，其中：第一產(chǎn)業(yè)5 194萬元，第二產(chǎn)業(yè)3 137萬元，第三產(chǎn)業(yè)2 395萬元，可分配凈收入7 869萬元，農(nóng)民人均所得11 422元，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值10 277萬元，糧食總產(chǎn)量7 524 t，人均糧食占有量409 kg。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：糧食作物主要以小麥、玉米等為主，經(jīng)濟(jì)作物以花生、大豆等為主，糧食平均畝產(chǎn)496 kg。

1.3 土地利用情況

旦頭河小流域土地種植主要以小麥、玉米、大豆、花生、山芋等旱作物為主，溝渠、道路、河灘等均栽植楊樹等用材林，其中耕地面積10.12 km2，占總面積的44.25%，多為坡耕地，耕作層較淺，多為“三跑田”，即跑水、跑土、跑肥，土地利用率較低。

2 監(jiān)測(cè)方法

根據(jù)《水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)管理辦法》(水利部令第16號(hào)，24號(hào)令修定)、《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》(SL277—2002)[3]和《連云港市贛榆區(qū)旦頭河小流域水土保持綜合治理項(xiàng)目實(shí)施方案》的具體要求，為掌握旦頭河小流域綜合治理工程建設(shè)中在整修梯田、修筑生產(chǎn)路、塘壩護(hù)坡、進(jìn)地涵洞、過路涵洞、田頭跌水、節(jié)水灌溉、保土耕作以及栽植樹木等人為擾動(dòng)地表過程中產(chǎn)生的水土流失狀況，評(píng)價(jià)工程區(qū)各項(xiàng)水土保持措施的實(shí)施效果，及時(shí)提出水土流失的防治措施，開展旦頭河小流域水土保持綜合治理項(xiàng)目工程水土保持監(jiān)測(cè)工作。

根據(jù)旦頭河小流域水土保持綜合治理項(xiàng)目各防治區(qū)工程建設(shè)中的水土流失特點(diǎn)，采用地面定點(diǎn)觀測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，開展該項(xiàng)目的水土流失監(jiān)測(cè)工作。

2.1 影響水土流失主要因子的監(jiān)測(cè)

影響水土流失的主要因子：降水量和降雨強(qiáng)度、地形地貌、地面組成物質(zhì)、植被類型與覆蓋率等，主要采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和資料分析的方法，范圍涉及整個(gè)小流域的主要區(qū)域。

(1)降水量和降雨強(qiáng)度一般采用自記雨量計(jì)和雨量筒相結(jié)合的方法進(jìn)行觀測(cè)分析、計(jì)算；本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)借用夾谷山水土保持試驗(yàn)站氣象場(chǎng)實(shí)測(cè)降雨資料。

(2)地形地貌的調(diào)查主要包括地貌類型和地面坡度組成兩個(gè)方面。地貌類型是指在一定的范圍內(nèi)，各種地貌形態(tài)彼此在成因上相互聯(lián)系，有規(guī)律的組合，反映了一定的外表形態(tài)和成因。

(3)地面組成物質(zhì)主要指土壤和形成土壤的主要礦物質(zhì)。監(jiān)測(cè)時(shí)，需要了解不同土壤類型的分布范圍、面積?？梢岳萌⊥零@或其他方法取樣，進(jìn)行土層厚度、土壤質(zhì)地的分析，以便采取科學(xué)合理的整地工程與植樹種草措施。

(4)植被覆蓋率的監(jiān)測(cè)通過實(shí)地全面調(diào)查或典型地段觀測(cè)，對(duì)天然林草和人工林草測(cè)算。主要指標(biāo)包括林草植被的分布、面積、種類、群落、生長情況和演替規(guī)律等。根據(jù)調(diào)查觀測(cè)情況，計(jì)算林地的郁閉度、林草植被覆蓋率等指標(biāo)，分析說明植物群落生態(tài)特征、演替規(guī)律等。

標(biāo)準(zhǔn)地的面積為投影面積，要求喬木林20m×20m、灌木林5m×5m、草地1m×1m。進(jìn)行觀測(cè)并計(jì)算其郁閉度、草地覆蓋率和類型區(qū)林草的植被覆蓋度。計(jì)算公式如下：

林地郁閉度：

D=Fa/Fe

(1)

式中：D為林地的郁閉度(或草地的覆蓋度)；Fa為樣方面積；Fe為樣方內(nèi)林冠(草冠)垂直投影面積。

草地覆蓋率：

C=f/F

(2)

式中：C為林(或草)植被覆蓋率；f為林地(或草地)面積；F為類型區(qū)總面積。

2.2 水土流失形式、面積、強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)

主要調(diào)查侵蝕的形式、分布和面積，并實(shí)地測(cè)量土壤流失量。調(diào)查的水蝕形式包括面蝕和溝蝕。

采用標(biāo)樁法測(cè)定土壤流失量，將直徑0.6 cm、長80 cm的鋼釬，在選定的坡面樣方小區(qū)按照1 m×1 m的間距分縱橫方向共計(jì)9支鋼釬垂直打入地下，使鋼釬釘帽與坡面齊平，并在釘帽上涂上油漆，編寫編號(hào)登記入冊(cè)，分汛前汛后各觀測(cè)1次，汛期每月觀測(cè)1次，當(dāng)日雨量大于50 mm時(shí)加測(cè)。觀測(cè)釘冒露出地面高度，同時(shí)考慮土體本來沉降的基礎(chǔ)上，計(jì)算土壤侵蝕深度和侵蝕量，計(jì)算公式為

A=ZS/1000cosθ

(3)

式中：A為土壤侵蝕數(shù)量；Z為侵蝕深度；S為水平投影面積；θ為斜坡坡度。

3 經(jīng)濟(jì)林監(jiān)測(cè)

3.1 氣象因子監(jiān)測(cè)

土壤流失與降雨強(qiáng)度密切相關(guān)，凡是產(chǎn)生地表徑流的降雨均能引起土壤侵蝕，根據(jù)水土保持有關(guān)試驗(yàn)研究，日降水量大于10 mm作為侵蝕性降雨指標(biāo)。因此監(jiān)測(cè)降雨時(shí)，對(duì)日雨量大于等于10 mm的降雨天數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并作為分析土壤侵蝕強(qiáng)度的指標(biāo)之一。

旦頭河小流域2018年降水量及大于10 mm的降水量情況詳見表1。

3.2 經(jīng)濟(jì)林措施調(diào)查監(jiān)測(cè)

經(jīng)濟(jì)林共栽植151129株，其中大樹村栽植藍(lán)莓77659株，石溝村栽植蘋果60642株，富林村栽植獼猴桃12828株，其中藍(lán)莓株行距為1.5 m×2 m，密度為3333株/ hm2；蘋果株行距為3 m×4 m，密度為833株/ hm2，獼猴桃株行距為3 m×4 m，密度為833株/ hm2；2018年3月中旬至4月底栽植完成。植物措施工程建設(shè)在汛期前完成，未造成水土流失。

3.3 土壤流失量監(jiān)測(cè)

根據(jù)旦頭河小流域未采取任何水土保持治理措施的區(qū)域徑流量及泥沙量成果分析，未治理區(qū)共發(fā)生8次徑流，徑流總量為153 254 m3，平均泥沙含量為8.85 kg/m3，推算出旦頭河小流域未采取任何水土保持治理措施區(qū)域的年土壤侵蝕模數(shù)為1 356.3 t/(km2·a)。

表1 2018年降水量及大于10 mm降水量監(jiān)測(cè)結(jié)果

4 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

4.1 土壤流失量監(jiān)測(cè)結(jié)果

根據(jù)旦頭河小流域2018年汛期，采集徑流觀測(cè)點(diǎn)徑流量并水樣測(cè)定，其中新修梯田區(qū)平均泥沙含量為3.42 kg/m3，未治理區(qū)平均泥沙含量為8.85 kg/m3，由此得出小流域綜合治理后的泥沙含量比未治理區(qū)減少5.43 kg/m3，減少61.4%。

通過旦頭河小流域徑流泥沙情況分析，因2018年度降雨總量較少，而且降雨強(qiáng)度較緩，2個(gè)徑流觀測(cè)場(chǎng)汛期只產(chǎn)生6次和8次徑流，根據(jù)經(jīng)流觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算，結(jié)果見表2。

由表2分析可知，2018年度旦頭河小流域綜合

表2 旦頭河小流域治理前后土壤侵蝕量對(duì)比

治理區(qū)和未治理區(qū)徑流觀測(cè)場(chǎng)分別產(chǎn)生6次和8次徑流，通過分析得出綜合治理后比未治理區(qū)土壤侵蝕模數(shù)減少6.9倍，土壤流失量較治理前減少10 981.4 t，減少5.9倍。因此，根據(jù)2018年度旦頭河小流域降水情況分析，大于10 mm降雨次數(shù)是17次，降水量為548.0 mm。

4.2 水土資源監(jiān)測(cè)結(jié)果

旦頭河小流域經(jīng)過綜合治理后，水土流失面積顯著減少，微度侵蝕面積為19.00 km2，占原水土流失面積的95.8%；輕度侵蝕面積僅有0.83 km2，僅占原水土流失面積的4.2%。詳見表3～4。

表3 旦頭河小流域治理前水土流失情況

表4 旦頭河小流域治理后水土流失情況

5 經(jīng)濟(jì)林水土保持效益監(jiān)測(cè)

5.1 蓄水保土效益

旦頭河小流域綜合治理后，林草面積增加111.5 hm2，林草覆蓋率提高5.2%，年減沙量0.26萬t，年保水量6.48萬m3。主要治理措施保土、保水效益估算見表5。

表5 旦頭河小流域經(jīng)濟(jì)林蓄水保土效益表

5.2 水土保持效益監(jiān)測(cè)

5.2.1 增產(chǎn)效益

研究區(qū)經(jīng)濟(jì)林節(jié)水灌溉面積48.67 hm2，主要灌溉桃樹、黑莓和苗木等經(jīng)濟(jì)作物。通過實(shí)施高效節(jié)水項(xiàng)目實(shí)施完成，果樹等經(jīng)濟(jì)作物畝產(chǎn)增加200 kg。按水果單價(jià)4.5元/kg計(jì)，增產(chǎn)60元/hm2。實(shí)施節(jié)水灌溉后，果樹等經(jīng)濟(jì)作物年增產(chǎn)效益為65.7萬元。

5.2.2 社會(huì)效益

水土保持經(jīng)濟(jì)林建設(shè)可產(chǎn)生兩個(gè)方面的社會(huì)效益，即，減輕自然災(zāi)害和促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。

(1)減輕自然災(zāi)害

水土保持經(jīng)濟(jì)林建設(shè)，一方面可有效地減輕洪澇、干旱等自然災(zāi)害，蓄洪興利，發(fā)展灌溉，解決人們生產(chǎn)生活難題，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供生態(tài)安全保障；另一方面可減少土壤侵蝕，有效地保護(hù)土地資源，延長土地使用壽命，提高土地利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)土地利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

(2)促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步

水土保持經(jīng)濟(jì)林建設(shè)，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)，給人們安居樂業(yè)創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，有效提高了土地的利用率、改善了當(dāng)?shù)貤l件，調(diào)整了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)村各業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有效改善居住環(huán)境質(zhì)量，提高當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境容量和承載能力，促進(jìn)人與自然的和諧[4]，從而推動(dòng)各項(xiàng)社會(huì)事業(yè)的發(fā)展和精神文明建設(shè)，為進(jìn)一步建設(shè)生態(tài)城市、完成城鄉(xiāng)一體化奠定了良好的基礎(chǔ)。更是加強(qiáng)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施、推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的重要舉措。

6 結(jié) 論

通過對(duì)旦頭河小流域水土保持綜合治理項(xiàng)目區(qū)經(jīng)濟(jì)林的監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，水土保持經(jīng)濟(jì)林建設(shè)能夠很好地發(fā)揮蓄水保土效益，與此同時(shí)，經(jīng)濟(jì)林建設(shè)為項(xiàng)目區(qū)增產(chǎn)增收、提高農(nóng)民年收入有著積極意義，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要條件和重要保障，是引領(lǐng)農(nóng)民脫貧致富奔小康的重要途徑，也是新農(nóng)村建設(shè)的重要內(nèi)容。