摘要：以盧氏縣范里河等流域水土流失治理工程為研究對象，以“雙碳”目標(biāo)為導(dǎo)向，采用中小尺度問題識別與診斷方法對項目區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)條件和突出生態(tài)問題進行分析，得出主要生態(tài)問題為點、面狀水土流失有加重趨勢，山地森林低質(zhì)低效導(dǎo)致生物多樣性下降，坡耕地低效耕作尚未大規(guī)模改觀，河流湖庫重要濕地生態(tài)功能退化明顯等。提出“一個流域，六個片區(qū)；一個問題，一種方案；四條河流，多點治理”的總體部署方案，結(jié)合不同片區(qū)的突出問題，形成適合的措施布局，有序開展山水林田湖草沙整體保護、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理。通過探索以生態(tài)修復(fù)工程為主、自然恢復(fù)工程為輔的方法，提出山水林田湖草沙一體化保護與修復(fù)治理模式，旨在提高項目區(qū)的碳匯功能及經(jīng)濟價值。

關(guān)鍵詞：“雙碳”目標(biāo)；一體化保護與修復(fù)；山水林田湖草沙；洛河上游

中圖分類號：S157文獻標(biāo)識碼：ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.03.017

［引用格式］曹優(yōu)明，楊揚.“雙碳”目標(biāo)下洛河上游山水林田湖草沙一體化保護與修復(fù)技術(shù)模式研究[J].中國水土保持，2025（3）：59-62，66.

黨的十九大報告提出，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理。從2016年我國開始實施山水林田湖生態(tài)保護工程以來，系統(tǒng)治理的對象從最初的山、水、林、田、湖等要素，發(fā)展到增加了草、沙等，系統(tǒng)治理的概念得到了逐步完善。山水林田湖草沙一體化保護與修復(fù)將山、水、林、田、湖、草、沙多個自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會系統(tǒng)按照系統(tǒng)原理有機聯(lián)系起來，突出重點，強調(diào)山上山下綜合治理、人與自然和諧共生，體現(xiàn)了系統(tǒng)之間的協(xié)同性和有機聯(lián)系?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》（中發(fā)〔2021〕36號）和《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》（國發(fā)〔2021〕23號）明確，實施生態(tài)保護修復(fù)重大工程，開展山水林田湖草沙一體化保護和修復(fù)，以提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯增量。生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力的鞏固與提升是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)（以下簡稱“雙碳”目標(biāo)）不可或缺的重要途徑之一[1]。

河南秦嶺東段洛河流域山水林田湖草沙一體化保護和修復(fù)工程（以下簡稱“河南省山水項目”）是國家“十四五”第二批山水林田湖草沙一體化保護和修復(fù)工程，范圍涵蓋鄭州、三門峽、洛陽等16個縣（市、區(qū)）。盧氏縣秦嶺東段洛河流域山水林田湖草沙一體化保護和修復(fù)工程（以下簡稱“盧氏山水項目”）是河南省山水項目的重要組成部分，包含2個子項目、7個單位工程。本研究以盧氏縣范里河等流域水土流失治理工程（盧氏山水項目子項目——Ⅱ-1洛河上游丘陵溝壑區(qū)水土流失綜合治理項目中的單位工程）為研究對象，以“雙碳”目標(biāo)為導(dǎo)向，通過分析項目區(qū)生態(tài)環(huán)境問題，配置一體化保護和修復(fù)措施，助力河南省山水項目實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提升及功能性保障。

1項目及項目區(qū)概況

1.1項目概況

盧氏縣范里河等流域水土流失治理工程主要包括橫澗鄉(xiāng)、沙河鄉(xiāng)、杜關(guān)鎮(zhèn)、官道口鎮(zhèn)、徐家灣鄉(xiāng)、范里鎮(zhèn)（現(xiàn)范蠡鎮(zhèn)）等六個片區(qū)。項目實施期限為2022—2024年，計劃完成生態(tài)修復(fù)總面積260km2以上，其中林地提質(zhì)改造績效目標(biāo)占比89%、新增園地績效目標(biāo)占比7%、土地綜合整治績效目標(biāo)占比3%等，下達圖斑數(shù)量近1700個。項目建設(shè)內(nèi)容主要包括坡改梯、封禁圍欄、河道疏浚、生態(tài)護岸、河堤修復(fù)，以及栽植水源涵養(yǎng)林、水保林、經(jīng)濟林等。

1.2項目區(qū)概況

1）地質(zhì)。項目區(qū)位于華北與揚子兩個板塊的碰撞造山帶北側(cè)、華北地塊南緣，大地構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動頻繁，以黑溝-欒川斷裂為界，以北為華北地臺區(qū)地層，以南為秦嶺地槽區(qū)地層；地層出露較全，主要有太古界、下元古界、中元古界、上元古界、古生界、中生界和新生界；地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為Ⅵ度，地殼穩(wěn)定性為穩(wěn)定。

2）地形地貌。項目區(qū)地勢西高東低、南高北低，主要由中低山、丘陵和河谷階地組成，海拔524～1847m；按照地貌成因和形態(tài)可分為構(gòu)造侵蝕剝蝕、構(gòu)造侵蝕剝蝕堆積和侵蝕堆積三大類，主要表現(xiàn)為中低山、丘陵和河谷階地。

3）氣象。項目區(qū)位于盧氏縣中部和東北部，為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，晝夜溫差大，春季溫暖多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季陰雨連綿，冬季寒冷干燥，各季節(jié)熱量分配不均，干旱與冰雹時有發(fā)生，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大；年均降水量643.5mm，最大年降水量1140.0mm（2021年），最小年降水量390.3mm（2012年），降水一般集中于7—9月，期間降水量占年降水量的51.4%，降水量自西南向東北呈遞減趨勢；年均氣溫11．8℃，年均無霜期174d。

4）水文。項目區(qū)屬黃河流域，水系主要包括洛河水系和弘農(nóng)澗河水系，涉及洛河及其支流橫澗河、沙河、杜荊河、范里河等。

5）土壤。項目區(qū)土壤類型主要有紅褐土、紅石灰性褐土、鈣質(zhì)粗骨土、紅土性土、黃砂石灰性褐土等，土壤整體質(zhì)量偏低，有機質(zhì)含量少。

6）植被。項目區(qū)植物種類繁多，自然植被良好，分布有植物2400余種，其中野生中藥材1200余種，有“一步三藥”“中華天然藥庫”之稱，還有國家保護野生植物21種，其中國家一級重點保護植物4種（銀杏、紅豆杉、南方紅豆杉、水杉），國家二級保護植物17種（秦嶺冷杉、油麥吊云杉等）。受人類活動影響，當(dāng)?shù)卦忌忠巡粡?fù)存在，現(xiàn)有林木主要是人工種植林、飛播林、反復(fù)砍伐殘留的次生林及次生灌草、草本植被群落。丘陵溝壑區(qū)主要為側(cè)柏、楊樹等人工林及灌叢草地，局部植被覆蓋度較低，水土流失較為嚴(yán)重。河谷階地及人類聚集區(qū)多種植玉米、小麥等農(nóng)作物，核桃、竹、連翹等經(jīng)濟作物，以及山茱萸等中藥材。盧氏縣森林覆蓋率超過70%。項目區(qū)平均林草覆蓋率為69%，平均森林覆蓋率為32%。

2中小尺度問題識別與診斷

項目區(qū)是洛河流域維護森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、生物多樣性和水源涵養(yǎng)功能的重點區(qū)域，以伏牛山國家級自然保護區(qū)和熊耳山省級自然保護區(qū)為主體，主要生態(tài)問題是：點、面狀水土流失有加重趨勢，山地森林低質(zhì)低效導(dǎo)致生物多樣性下降，坡耕地低效耕作尚無明顯改觀，河流湖庫重要濕地生態(tài)功能退化等。

1）水土流失有所加重。項目區(qū)屬北方土石山區(qū)-豫西南山地丘陵區(qū)-豫西黃土丘陵保土蓄水區(qū)，土壤侵蝕以面蝕為主，局部溝蝕嚴(yán)重，局部區(qū)域侵蝕模數(shù)可達4000t/（km2·a）。水土流失面積占總面積的22.59%，植被覆蓋率低、土壤抗蝕性差、地形坡度大及人類活動頻繁等是造成區(qū)內(nèi)水土流失的主要原因。

2）低質(zhì)低效林分布廣。項目區(qū)林地整體郁閉度低，局部甚至出現(xiàn)“開天窗”現(xiàn)象。人工林群落結(jié)構(gòu)單一、多樣性差，單位面積蓄積量小，成林不成材，局部林地功能退化嚴(yán)重，林地質(zhì)量較差。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，林地面積占項目區(qū)總面積的77.3%，低質(zhì)低效林面積占林地面積的61.4%，其中重度退化的占低質(zhì)低效林面積的36.45%，中度退化的占低質(zhì)低效林面積的53.77%，輕度退化的占低質(zhì)低效林面積的9.78%。

3）低效耕作普遍存在。項目區(qū)人均耕地不足、單產(chǎn)較低、經(jīng)濟效益差，部分陡坡耕作區(qū)域甚至出現(xiàn)絕收現(xiàn)象。主要原因是水資源不足，可利用水資源量以杜荊河地表水和少量地下水為主，灌溉保證率不足，靠天吃飯現(xiàn)象嚴(yán)重；耕地以坡耕地為主，土壤水肥條件差，耕層薄；配套設(shè)施不足，除部分高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目配套設(shè)施較齊全外，其他區(qū)域均以群眾自建設(shè)施為主，配套設(shè)施多為生產(chǎn)路和蓄灌排設(shè)施，整體數(shù)量和分布面積均較??；低效耕作導(dǎo)致經(jīng)濟效益低下，群眾種植意愿低，局部存在撂荒現(xiàn)象。

4）水生態(tài)功能退化。項目區(qū)內(nèi)河流存在的主要生態(tài)問題是沿河居民點較多，生活垃圾傾倒、生活污水直排等現(xiàn)象普遍，水環(huán)境質(zhì)量不容樂觀。河道上游水土流失等現(xiàn)象導(dǎo)致河道淤積，碎石渣、建筑垃圾等侵占河道，雨水沖刷導(dǎo)致岸坡失穩(wěn)，以及岸坡無防護、河道行洪能力差等，嚴(yán)重威脅河道兩側(cè)居民生產(chǎn)生活安全。

3山水林田湖草沙一體化保護與修復(fù)方案

地表植被對生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的貢獻大小不一，提高森林植被覆蓋率、改善森林質(zhì)量、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性是提高森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的最佳途徑。通過對項目區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和突出問題的分析，劃定生態(tài)保護與修復(fù)片區(qū)，提出“一個流域，六個片區(qū)；一個問題，一種方案；四條河流，多點治理”的設(shè)計思路，以“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)為原則，構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局?！耙粋€流域”指范里河流域；“六個片區(qū)”指項目區(qū)劃分的范里、橫澗、沙河、杜關(guān)、官道口、徐家灣六個片區(qū)；“一個問題”指生態(tài)診斷的突出問題；“一種方案”指解決問題的治理方案；“四條河流”指研究區(qū)內(nèi)四條生態(tài)廊道，為水生態(tài)功能退化嚴(yán)重的河流；“多點治理”指項目區(qū)內(nèi)溝道、坡面等多區(qū)域的水土流失治理。

3.1坡改梯綜合整治區(qū)

針對低效耕作區(qū)，對坡度5°～15°、集中連片且距村莊較近、交通便利的較緩耕地，實施坡改梯綜合整治措施。坡改梯綜合整治是根據(jù)坡耕地立地條件，沿等高線修筑梯田，在達到保水、保土、保肥作用的同時，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)發(fā)展創(chuàng)造條件；以治理水土流失、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件為目標(biāo)，通過對生態(tài)、社會、經(jīng)濟效益的綜合考慮和方案比較，確定治理措施總體布局和配置。垂直方向，根據(jù)項目區(qū)不同小流域的具體地塊和地貌特征、水土流失現(xiàn)狀，從分水嶺至河溝分層布置，形成垂直綜合防護體系；水平方向，近路、近村、近水布置。

傳統(tǒng)坡改梯田塊布設(shè)原則應(yīng)做到大彎就勢、小彎取直，田面宜寬不宜窄，田塊宜長不宜短。對項目區(qū)現(xiàn)場走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，項目區(qū)人均坡耕地面積較小，如果采取整齊劃一的原則，那么實際施工過程中會把群眾的地塊打亂，違背群眾意愿。因此，項目區(qū)坡改梯田塊布置采取保留原農(nóng)戶田埂位置的方式，在此基礎(chǔ)上，實施保留表土、田面修正、田坎整修等標(biāo)準(zhǔn)化措施。梯田應(yīng)根據(jù)地形坡度、土層厚度和田面寬度條件確定合理的表土剝離和回覆方案。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，秋糧收割后至栽植煙草前土地有一個多月的空閑時間，為了不影響農(nóng)作物的播種和收割，土地平整工作應(yīng)抓住這個有利時機，安排在秋收后或冬種前進行。坡改梯綜合整治區(qū)實施效果見圖1。

3.2園地綠色經(jīng)濟發(fā)展區(qū)

針對項目區(qū)水土流失有加重趨勢的區(qū)域，將近山、連片、交通便利的土質(zhì)區(qū)域通過局部穴狀整地后栽植經(jīng)濟林進行改造，實現(xiàn)生態(tài)保護修復(fù)與群眾切身利益相結(jié)合。傳統(tǒng)的果樹栽植耗水量大且需要精細(xì)管理，通過走訪群眾和咨詢林業(yè)部門意見，樹種選擇能為群眾帶來經(jīng)濟效益又具有良好水土保持效果的連翹。項目區(qū)立地條件較差，通過實施土壤改良、養(yǎng)護措施等，可提高苗木成活率。園地綠色經(jīng)濟發(fā)展區(qū)實施效果見圖2。

3.3林地提質(zhì)生態(tài)發(fā)展區(qū)

根據(jù)《造林技術(shù)規(guī)程》（GB/T15776—2023）、《退化林修復(fù)技術(shù)規(guī)程》（LY/T1690—2017）、《森林撫育規(guī)程》（GB/T15781—2015），針對項目區(qū)內(nèi)低質(zhì)低效林，設(shè)計通過自然恢復(fù)工程（封禁措施為主）、生態(tài)修復(fù)工程（補植、補種為主），因地制宜實施保護性修復(fù)，促進林地提質(zhì)增效。

自然恢復(fù)工程主要分布在封山育林及石質(zhì)山坡區(qū)域，可通過封禁措施，輔以補植、補種措施促進自然恢復(fù)。生態(tài)恢復(fù)工程主要分布在林分改造區(qū)，可通過補植、補種、撫育等措施促進生態(tài)恢復(fù)，輔以針闊樹種混交，提高森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。在交通條件較好的土質(zhì)空地可采用苗木補植方式恢復(fù)植被，補植樹種選擇五角楓、連翹、刺槐、側(cè)柏等；在交通條件較差的土質(zhì)區(qū)域可采用穴播補種方式恢復(fù)植被，種子選擇刺槐、臭椿等，樹坑密度為1.5m×1.0m，每穴穴播經(jīng)過處理的種子5～10粒，種子穴播用量為40kg/hm2。撫育工程主要針對郁閉度較高、無需補植補種但需進行管護的林地，主要采取修枝措施，其中油松林可根據(jù)需要采取噴藥措施。對項目區(qū)低質(zhì)低效林進行改造，提升了森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。林地提質(zhì)生態(tài)發(fā)展區(qū)實施效果見圖3。

3.4河道生態(tài)廊道改善區(qū)

針對水生態(tài)功能退化區(qū)，對水環(huán)境治理區(qū)存在岸坡侵蝕失穩(wěn)隱患的河道采取修護岸、護地堤、滾水壩等措施，對淤積嚴(yán)重區(qū)采取局部清淤疏浚及生物工程等措施進行河道治理，可有效預(yù)防岸坡侵蝕，防止汛期洪水毀壞周邊農(nóng)田，同時減輕河道周邊高陡邊坡、丘陵溝壑的水土流失。河道生態(tài)廊道改善區(qū)實施效果見圖4。

3.5局部水土流失治理區(qū)

針對項目區(qū)局部存在的支毛溝、裸露邊坡等點、面狀水土流失問題，采取點對點的治理措施，完善修復(fù)治理方案。

1）支毛溝治理工程。支毛溝治理工程布置在水土流失嚴(yán)重且下游有耕地、村莊等保護對象的支毛溝，主要措施包括谷坊、溝頭防護工程、擋土墻等。

2）紅土山坡治理工程。對產(chǎn)生水土流失的紅土裸露坡面進行治理，根據(jù)實際情況在坡腳設(shè)計漿砌石擋墻，坡面采用緩坡段栽植喬木、陡坡段穴播樹木種子的方式進行植被恢復(fù)。

3）局部塌岸邊坡整治，河道局部塌岸岸坡可采取生態(tài)護坡進行土地整治，采用格賓擋墻+三維快速植生墊的解決方案。風(fēng)化陡坡段采用格賓擋墻支擋，擋墻頂部覆土放坡，坡比1∶1.5，坡頂與緩坡段平順相接；格賓擋墻最大高度6.0m，墻面垂直，墻背每層按0.5m退臺，坡面采用三維快速植生墊綠化；三維快速植生墊采用輕質(zhì)阻燃材料，坡面采用U形釘固定，U形釘采用直徑8mm鋼筋制作，梅花形布置，間距1m。

4效益分析

4.1碳匯效益

參考《森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量計量指南》（LY/T2988—2018），項目區(qū)碳匯效益包括喬木層地上部分碳匯效益和地下部分碳匯效益。

1）喬木層地上部分碳匯效益。喬木層地上部分碳儲量應(yīng)根據(jù)組成林分各樹種的平均單位面積地上生物量、樹種含碳量及林分面積計算，公式為

C喬木地上部分=∑nk=1（B喬木地上部分，k×CF喬木，k）×S（1）

式中：C喬木地上部分為林分喬木地上部分生物質(zhì)碳儲量，單位t；k為組成林分的樹種，k=1，2，…，n；B喬木地上部分，k為林分中樹種k的平均單位面積地上生物量（干物質(zhì)），單位t/hm2；CF喬木，k為樹種k的每噸干物質(zhì)含碳量，單位t/t，取0.51t/t；S為林分面積，單位hm2。

2）喬木層地下部分碳匯效益計算方法。喬木層地下部分碳儲量應(yīng)根據(jù)組成林分各樹種的平均單位面積地下生物量、樹種含碳量及林分面積計算，公式為

C喬木地下部分=∑nk=1（B喬木地下部分，k×CF喬木，k）×S（2）

式中：C喬木地下部分為林分喬木地下部分生物質(zhì)碳儲量，單位t；B喬木地下部分，k為林分中樹種k的平均單位面積地下生物量（干物質(zhì)），單位t/hm2。

3）碳匯效益計算。利用InESVT模型來驗證一體化保護與修復(fù)工程實施增加的碳儲量。項目區(qū)補植喬木585萬株，換算為有效補植面積2342hm2，得出一體化保護與修復(fù)方案實施后區(qū)域碳匯總量預(yù)計為8.5萬t，比實施前增加42%。

4.2其他效益

1）社會效益。方案實施后，隨著新增園地（經(jīng)濟林）的逐步分配、交付，將大大提高土地利用率和勞動生產(chǎn)率，使各種資源得以有效、合理利用，同時可以解決大批農(nóng)村剩余勞動力的出路問題，提高群眾經(jīng)濟收入。項目區(qū)物質(zhì)條件的改善，也有助于提升周邊地區(qū)科學(xué)文化水平和衛(wèi)生狀況，推動精神文明建設(shè)，促進社會發(fā)展。

2）生態(tài)效益。方案實施后，通過對項目區(qū)內(nèi)的荒山荒坡等實施坡改梯和營造水土保持林，將進一步改善作物生長的水、肥條件，有利于土壤有機質(zhì)和氮、磷、鉀肥的積累，提高土壤肥力，增強土壤抗蝕能力；水土保持措施實施后，能減少入庫泥沙，凈化水源區(qū)水質(zhì)，減輕自然災(zāi)害；同時林草植被的增加也將給野生動物提供棲息的場所，有利于野生動物的繁衍生息和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。預(yù)計方案實施后每年各項水土保持措施的保土效益約為52.68萬t，保水效益約為559.12萬m3。

3）經(jīng)濟效益。按照《水土保持綜合治理效益計算方法》（GB/T15774—2008）的有關(guān)規(guī)定，水土保持各項治理措施產(chǎn)生的經(jīng)濟效益包括直接經(jīng)濟效益和間接經(jīng)濟效益。預(yù)計各項措施實施20a后累計總經(jīng)濟效益為105436.73萬元，效益費用比為2.89。

5結(jié)束語

實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是山水林田湖草沙一體化保護與修復(fù)工作的主要任務(wù)[2]。通過對項目區(qū)生態(tài)基礎(chǔ)條件和突出生態(tài)問題的分析研究，以增加生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能為目標(biāo)，綜合社會效益和經(jīng)濟效益，減少工程措施部署，以喬灌結(jié)合的林草措施為主、保護性修復(fù)為輔，提高研究區(qū)的碳匯功能及經(jīng)濟價值。盧氏縣范里河等流域水土流失治理工程按照“一個流域，六個片區(qū)；一個問題，一種方案；四條河流，多點治理”的總體方案部署，結(jié)合不同片區(qū)的突出問題，形成適合的措施布局，有序開展山水林田湖草沙整體保護、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理；通過實施坡改梯綜合整治、園地綠色經(jīng)濟發(fā)展、林地提質(zhì)生態(tài)發(fā)展、河道生態(tài)廊道改善、局部水土流失治理等工程，以問題為導(dǎo)向、目標(biāo)為導(dǎo)向，進一步明確生態(tài)修復(fù)的主要方向，探索山水林田湖草沙一體化保護與修復(fù)治理示范模式，為國家和全省謀劃布局重大生態(tài)修復(fù)工程提供了強有力支撐。

參考文獻：

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[2]王夏暉，何軍，饒勝，等.山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)思路與實踐[J].環(huán)境保護，2008，46（增刊1）：17-20.

（責(zé)任編輯李楊楊）

收稿日期：2024-02-20

第一作者：曹優(yōu)明（1986—），女，河南鞏義人，高級工程師，碩士，主要從事水土保持規(guī)劃設(shè)計工作。

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