黃河流域的生態(tài)環(huán)境——黃土高原的水土流失及其防治
來(lái)源: 水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章 【字體】 大 中 小黃自強(qiáng) (黃河水利委員會(huì)副主任)
黃河不同于其他大江大河的最大特點(diǎn)是:水少沙多,水沙異源,時(shí)空分布極不均勻;繼而產(chǎn)生了下游的“地上懸河”及河口的擺動(dòng)、延伸等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)無(wú)不與黃河流域的生態(tài)環(huán)境相關(guān)。
1、黃土高原的水土流失是流域頭號(hào)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題
1.1關(guān)于對(duì)生態(tài)環(huán)境的認(rèn)識(shí)
國(guó)外曾把生態(tài)和環(huán)境作為兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的概念。生態(tài)是指生命“代碼”、生物習(xí)性及它們與周?chē)h(huán)境的聯(lián)系[1]。在不同的環(huán)境條件下,可以形成不同的生態(tài)系統(tǒng)。如陸地生態(tài)、海洋生態(tài)……高原生態(tài)、河流生態(tài)、草原生態(tài)等。環(huán)境是相對(duì)于中心事物而言的背景。在環(huán)境科學(xué)中,指以人類(lèi)為主體的外部世界,主要是地球表面與人類(lèi)發(fā)生相互作用的自然要素及其總體,是一個(gè)客觀的物質(zhì)體系[2]。因此其包括了生命要素和非生命要素。生命要素中主要為動(dòng)物、植物和微生物;非生命要素主要為大氣、水、土壤、光熱(溫度)。由此可見(jiàn)生態(tài)和環(huán)境是密切相關(guān)的,生態(tài)的失衡將破壞和污染環(huán)境,環(huán)境的污染和破壞會(huì)影響生態(tài),人在研究環(huán)境問(wèn)題過(guò)程中很難把生態(tài)和環(huán)境區(qū)分開(kāi)來(lái),他們與人類(lèi)共同組成了一個(gè)龐大而復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),人類(lèi)也成為整個(gè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的關(guān)鍵要素,可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖來(lái)表示(見(jiàn)圖一)。
圖一 對(duì)于具體人為主體的外部環(huán)境組成及響應(yīng)關(guān)系示意圖
圖二 對(duì)于人類(lèi)整體為主體的外部環(huán)境組成及響應(yīng)關(guān)系示意圖
生態(tài)系統(tǒng)是指特定地段中的全部生物和物理環(huán)境相互作用的任何統(tǒng)一的整體[2],因此可以認(rèn)為是生態(tài)環(huán)境中的一個(gè)局部整體。在生態(tài)體系統(tǒng)內(nèi),能量的流動(dòng)導(dǎo)致形成一定的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、生物多樣性、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞,當(dāng)處于穩(wěn)定和通暢狀態(tài)時(shí),被稱(chēng)為生態(tài)系統(tǒng)平衡(平衡還表現(xiàn)為物種數(shù)量的相對(duì)穩(wěn)定)。生態(tài)系統(tǒng)之所以能保持平衡穩(wěn)定狀態(tài)是因?yàn)槠鋬?nèi)部具有自動(dòng)調(diào)節(jié)(或自我恢復(fù))能力。自動(dòng)調(diào)節(jié)能力是有限度的,外力干擾超過(guò)限度就會(huì)引起生態(tài)平衡破壞,表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)破壞或功能衰退。
1.2黃土高原的生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)
主要體現(xiàn)在大氣、水、土壤、植物(被)這些要素的相互關(guān)系,以及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的干擾上。
(1)表層覆蓋著深厚的黃土。黃土土質(zhì)疏松,遇水崩解,極易侵蝕。當(dāng)水以集中、一定強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí),就能產(chǎn)生侵蝕—水蝕。
(2)降水少而不均(由圖三年降雨等值線(xiàn)及歷史暴雨記載圖可見(jiàn))。黃土高原自東面向西北,年降水從700mm遞減到不足200mm,由半濕潤(rùn)向干旱地區(qū)過(guò)渡,但又屬于暴雨集中的地區(qū)。
(3)光熱通量大。日照時(shí)間長(zhǎng),蒸發(fā)能力強(qiáng),蒸發(fā)量大于降水量,加之強(qiáng)烈的大陸季風(fēng),在西北部干旱地區(qū),產(chǎn)生了另一種侵蝕—風(fēng)蝕。
(4)植被覆蓋率低。且自東南至西北逐步遞減,由喬灌植被向草灌植被轉(zhuǎn)化,直至北部鄂爾多斯荒漠植被。大量的地面裸露,使土壤失去了有效保護(hù)及對(duì)水的調(diào)節(jié)作用。
(5)隨著該地區(qū)人口的增長(zhǎng),毀林(草)開(kāi)荒、陡坡種地、過(guò)度放牧、破壞植被,使原有脆弱的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞而難以恢復(fù)。現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,在采礦、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),城鎮(zhèn)擴(kuò)展等造成生態(tài)環(huán)境新的失衡。
以上五個(gè)方面相互聯(lián)系、相互作用的后果即是形成了嚴(yán)重的水土流失。最典型的是河口鎮(zhèn)至龍門(mén)區(qū)間,集水面積11.2萬(wàn)km2,屬半濕潤(rùn)氣候向干旱氣候過(guò)渡地帶,全年降雨集中在夏季,連續(xù)4個(gè)月降雨量占全年降雨量的70—80%,暴雨強(qiáng)度可達(dá)1mm/min以上,暴雨期的徑流系數(shù)可達(dá)66%,地表被暴雨洪水切割成千溝萬(wàn)壑,成為典型的黃土丘陵溝壑區(qū),溝壑密度達(dá)7km/ km2以上,每年以66.7億m3的地表徑流向黃河輸送達(dá)9億t泥沙[3]。
圖三 黃土高原多年平均降雨量等值線(xiàn)及歷史暴雨記載圖
1.3黃土高原的水土流失是黃河流域頭號(hào)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。
黃土高原地區(qū),西起日月山,東至太行山,南靠秦嶺,北抵陰山,海拔800~3000米,是地球上最集中且分布面積最大的黃土區(qū),總面積64萬(wàn)km2。
根據(jù)1990年全國(guó)土壤侵蝕遙感普查資料,黃土高原侵蝕模數(shù)大于1000t/km2.a的輕度以上水土流失面積為45.4萬(wàn)km2,占全區(qū)土地總面積的70.9%,其中水蝕面積33.7萬(wàn)km2。
侵蝕模數(shù)大于8000 t/km2·a 的極強(qiáng)度以上水蝕面積為8.51萬(wàn)km2,占全國(guó)同類(lèi)面積的64.1%;侵蝕模數(shù)大于15000 t/km2·a的劇烈水蝕面積為3.67萬(wàn)km2,占全國(guó)同類(lèi)面積的89%。局部地區(qū)的侵蝕模數(shù)甚至超過(guò)30000 t/km2·a。
從時(shí)間上來(lái)看,水土流失主要集中在汛期(6~9月),其產(chǎn)沙量一般占年產(chǎn)沙量的80%以上,且往往又是幾場(chǎng)暴雨造成的。從地域上來(lái)看,據(jù)最新研究成果,輸沙模數(shù)大于5000t/km2、粗沙(粗泥沙粒徑0.05mm以上)模數(shù)大于1300 t/km2的黃河中游多沙粗沙區(qū),面積為7.86萬(wàn)平方公里,僅占黃土高原總面積的12.2%,而多年平均輸沙量(11.8億t)卻占黃河總輸沙量的62.8%。
嚴(yán)重的水土流失使大量的泥沙進(jìn)入黃河,使黃河的多年平均輸沙量(陜縣站,下同)達(dá)16億t。每年約有4億t泥沙淤積在下游河道,河床的抬高速率達(dá)10cm/年左右,形成了著稱(chēng)于世的“地上懸河”,黃河下游防洪形勢(shì)險(xiǎn)峻不緩的原因于此。一旦決口,危及12萬(wàn)平方公里的人民生命財(cái)產(chǎn)和嚴(yán)重影響社會(huì)安定及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展,大片土地沙化造成長(zhǎng)期的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。
嚴(yán)重的水土流失也給黃土高原帶來(lái)嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,地表被切割成千溝萬(wàn)壑,加重了風(fēng)蝕、水蝕、重力侵蝕的相互交融和增大了雨洪及干旱災(zāi)害的產(chǎn)生頻率,植被破壞、植物退化、生態(tài)功能急劇衰退,形成了惡性循環(huán),而人類(lèi)不合理的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)又加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。因此,黃土高原的水土流失使黃河產(chǎn)生了不同于其他江河的突出矛盾,成為黃河流域頭號(hào)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。
2、水土流失防治途徑及成就
2.1 水土保持的發(fā)展歷程
黃土高原水土流失的防治—水土保持工作真正開(kāi)展是在新中國(guó)成立以后,大致經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期。
(1)開(kāi)創(chuàng)時(shí)期(上世紀(jì)50年代)
這一時(shí)期黃土高原水土保持被作為“變害河為利河”的關(guān)鍵工作,開(kāi)始設(shè)立一定數(shù)量的水保治理和科研機(jī)構(gòu),積極開(kāi)展試驗(yàn)示范推廣。1955年全國(guó)人大一屆二次會(huì)議通過(guò)了《關(guān)于根治黃河水害和開(kāi)發(fā)黃河水利的綜合規(guī)劃報(bào)告》,把黃土高原水土保持正式列入國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)計(jì)劃。與此同時(shí),水土保持由過(guò)去分散進(jìn)行單項(xiàng)治理,發(fā)展為一溝一坡成片治理。
(2)規(guī)劃及有序治理階段(上世紀(jì)60、70年代)
60年代起,黃土高原水土保持開(kāi)始從無(wú)序治理向全面規(guī)劃,綜合治理轉(zhuǎn)變。國(guó)務(wù)院相繼召開(kāi)了三次黃河中游水土保持會(huì)議,確立了重點(diǎn)治理區(qū)。70年代,加強(qiáng)了梯田、壩地、小片水地等基本農(nóng)田建設(shè),提出了“以土為首、水土林綜合治理,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)”的方針。同時(shí),在陜、甘、晉三省,水墜筑壩、機(jī)修梯田和飛播林草的科技攻關(guān)和推廣也取得重大突破。
(3)以小流域?yàn)閱卧木C合防治階段(上世紀(jì)80年代)
80年代,水土保持以小流域?yàn)閱卧?,山水田林路統(tǒng)一規(guī)劃,提出了工程措施、耕作措施與生物措施相結(jié)合,經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益兼顧,以經(jīng)濟(jì)效益為主的基本工作思路。各地隨著農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的落實(shí),出現(xiàn)并大力推行以戶(hù)承包治理小流域,調(diào)動(dòng)了群眾治理開(kāi)發(fā)的積極性,加快了治理進(jìn)度。
(4)依法防治與科學(xué)防治相結(jié)合階段(1990-1996年以后)
1991年《水土保持法》的頒布實(shí)施,標(biāo)志著水土流失的防治突出了“預(yù)防為主”的指導(dǎo)思想,這既確定了依法防治的觀念,也確定了科學(xué)防治的新觀念。1999年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確提出了以生態(tài)建設(shè)為主體的“西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略”,把水土保持納為生態(tài)建設(shè)的重要內(nèi)容,保護(hù)生態(tài)環(huán)境已成為全黨全民的共識(shí),在此期間,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)實(shí)施了《黃河流域黃土高原地區(qū)水土保持專(zhuān)項(xiàng)治理規(guī)劃》,把黃土高原水土保持列為國(guó)家經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)和國(guó)土整治的重點(diǎn)項(xiàng)目,形成了集中規(guī)模治理的格局。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體制改革的深化,水土保持也逐步適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)作機(jī)制,黃土高原在全國(guó)率先推出了“四荒”地拍賣(mài)治理開(kāi)發(fā)的重大舉措。流域各省及流域機(jī)構(gòu)同時(shí)還注重了行政執(zhí)法隊(duì)伍的建設(shè),強(qiáng)化了預(yù)防監(jiān)督和監(jiān)督執(zhí)法。
1997年,江澤民總書(shū)記發(fā)出了“再造一個(gè)山川秀美的西北地區(qū)”的偉大號(hào)召,極大地激發(fā)了黃土高原人民群眾治理水土流失的積極性,國(guó)家投資快速增長(zhǎng),黃土高原的水土保持工作進(jìn)入了建國(guó)以來(lái)發(fā)展最快的時(shí)期。
2.2防治途徑
(1)通過(guò)封禁措施,利用生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)(或自我恢復(fù))能力,恢復(fù)黃土高原生態(tài)環(huán)境中最重要的生態(tài)要素—自然植被。
(2)通過(guò)人工植被措施,提高土地利用和生態(tài)效率,改善生態(tài)環(huán)境中各要素的相互關(guān)系,有效支持封禁措施的落實(shí);
(3)通過(guò)工程措施,攔截水、土,提高土地生產(chǎn)力,協(xié)調(diào)水對(duì)土壤的侵蝕作用,減少水土流失,同時(shí)為封禁、人工植被提供基本保障。
(4)通過(guò)耕作措施,減少土壤結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)和破壞,合理利用(雨)水資源減,少水土流失;
(5)通過(guò)法規(guī)措施,強(qiáng)化監(jiān)督執(zhí)法,預(yù)防在先,規(guī)范人的生活、生產(chǎn)活動(dòng),控制人為水土流失。
這五方面的措施有機(jī)結(jié)合組成了有效的水土流失防治途徑??捎脠D四的水土流失防治途徑示意框圖形象顯示。
根據(jù)不同的侵蝕類(lèi)型區(qū),還可以建立起相應(yīng)的綜合防治體系,黃土高塬溝壑區(qū)水土流失綜合防治的結(jié)構(gòu)模式見(jiàn)圖五。
黃委提出了“防治結(jié)合、保護(hù)優(yōu)先、強(qiáng)化治理”的水土保持近期方略,是水土流失防治途徑和經(jīng)驗(yàn)的基本總結(jié)。
2.3防治成就
截至2002年底,黃土高原水土流失初步治理面積達(dá)到18萬(wàn)多平方公里,建成淤地壩11.35萬(wàn)座,營(yíng)造水土保持林1.3億畝,人工種草4000多萬(wàn)畝,建設(shè)基本農(nóng)田9700萬(wàn)畝。現(xiàn)有治理措施平均每年可增產(chǎn)糧食50多億公斤,使1200多萬(wàn)人解決了溫飽和農(nóng)村生活用水問(wèn)題,年均減少入黃泥沙3億噸左右。
圖四 水土流失防治途徑示意框圖
2000年—2002年我委第一次進(jìn)行了大規(guī)模的流域水土保持遙感普查,其結(jié)果與1990年全國(guó)土壤侵蝕遙感普查資料比較見(jiàn)表一[4]。
表一 黃河流域水土保持遙感普查土壤侵蝕成果
與90年全國(guó)土壤侵蝕遙感普查成果對(duì)照表
單位:平方公里
項(xiàng)目名稱(chēng)
總面積
輕度侵蝕以上流失面積
90年
本次
差值
90年
本次
差值
水力侵蝕
545163.66
574099.20
28935.54
347117.95
315427.02
-31690.93
風(fēng)力侵蝕
127440.31
129484.55
2044.24
117861.49
111097.73
-6763.76
凍融侵蝕
117691.44
93801.58
-23889.86
60455.92
46770.17
-13685.75
總計(jì)
790295.41
797385.33
7089.92
525435.36
473294.92
-52140.44
項(xiàng)目名稱(chēng)
輕度侵蝕(200、1000—2500t/km2·a)面積
中度侵蝕(2500—5000t/km2·a)
面積
90年
本次
差值
90年
本次
差值
水力侵蝕
111146.23
103992.53
-7153.70
88697.49
90700.89
2003.40
風(fēng)力侵蝕
41913.61
31044.69
-10868.92
31392.13
33070.66
1678.53
凍融侵蝕
60455.92
34796.26
-25659.66
0.00
11973.91
11973.91
總計(jì)
213515.76
169833.48
-43682.28
120089.62
135745.46
15655.84
項(xiàng)目名稱(chēng)
強(qiáng)度侵蝕(5000—8000t/km2·a)
面積
極強(qiáng)度侵蝕(8000—15000t/km2·a)
面積
90年
本次
差值
90年
本次
差值
水力侵蝕
61836.49
72540.74
10704.25
48740.54
35045.81
-13694.73
風(fēng)力侵蝕
16942.26
19229.85
2287.59
15070.41
11472.65
-3597.76
凍融侵蝕
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
總計(jì)
78778.75
91770.59
12991.84
63810.95
46518.46
-17292.49
項(xiàng)目名稱(chēng)
劇烈侵蝕(>15000t/km2·a)
面積
90年
本次
差值
水力侵蝕
36697.20
13147.05
-23550.15
風(fēng)力侵蝕
12543.08
16279.88
3736.80
凍融侵蝕
0.00
0.00
0.00
總計(jì)
49240.28
29426.93
-19813.35
5
注:差值為本次成果面積減去90年成果面積。 輕度侵蝕()中的“200”是指風(fēng)力侵蝕的起始指標(biāo)。
黃土高原水土流失防治成就的取得,離不開(kāi)黃土高原大型水土保持項(xiàng)目的推動(dòng)。無(wú)定河、皇甫川、三川河和甘肅省定西縣四大國(guó)家重點(diǎn)治理區(qū),1983年開(kāi)始實(shí)施,目前項(xiàng)目已經(jīng)實(shí)施了兩期。截止2002底,共完成水土流失治理初步面積15400 km2,通過(guò)近20年的治理,項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境得到明顯改善,人民生活水平也得到很大提高。其中三川河成為我國(guó)目前唯一通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收的一級(jí)重點(diǎn)支流。
圖五 黃土高塬溝壑區(qū)水土流失綜合防治模式結(jié)構(gòu)圖
1986年國(guó)家批準(zhǔn)立項(xiàng)的重點(diǎn)流失區(qū)治溝骨干工程項(xiàng)目,結(jié)束了長(zhǎng)期以來(lái)溝道治理無(wú)序的狀況,扭轉(zhuǎn)了淤地壩攔泥是“零存整取”的普遍認(rèn)識(shí),使大型淤地壩建設(shè)步入了科學(xué)正規(guī)的基本建設(shè)管理程序,顯示出淤地壩工程重大、特殊的治理效益。截至2002年底,已建成治溝骨干工程1500多座,控制水土流失面積1.2萬(wàn)多平方公里,對(duì)中游地區(qū)中小型淤地壩的安全和攔泥保土、利用水資源起到了十分重要的作用。
黃土高原水土保持世行貸款項(xiàng)目,是我國(guó)第一次利用世界銀行貸款進(jìn)行的大型水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目,共涉及陜、晉、蒙、甘四?。▍^(qū))的59個(gè)縣(市、旗)。第一期項(xiàng)目1994年啟動(dòng)實(shí)施,項(xiàng)目引進(jìn)世界銀行貸款1.5億美元,項(xiàng)目總投資人民幣近21億元,共治理水土流失面積4900km2。2002年,一期項(xiàng)目順利通過(guò)世界銀行的竣工驗(yàn)收。二期項(xiàng)目于1999年啟動(dòng)實(shí)施,建設(shè)期為5年。項(xiàng)目利用世行貸款1.5億美元,項(xiàng)目總投資20.95億元人民幣,計(jì)劃治理水土流失面積4400km2 。
2001年正式啟動(dòng)的黃河水土保持生態(tài)工程重點(diǎn)支流治理項(xiàng)目,是黃河水保生態(tài)工程的主體項(xiàng)目,也是黃委直接立項(xiàng)管理的大型水保項(xiàng)目。共涉及黃河流域的11條支流和8個(gè)省(區(qū))的36個(gè)縣(旗、市、區(qū)),共17個(gè)項(xiàng)目區(qū),項(xiàng)目區(qū)總面積9761km2,該項(xiàng)目2001年全面啟動(dòng),計(jì)劃五年治理水土流失面積2620 km2,修建骨干壩590座。項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中,全面推行工程建設(shè)監(jiān)理制,資金管理上實(shí)行中央資金報(bào)賬制,提高了資金使用效益和工程質(zhì)量。
3、今后黃土高原水土保持生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)
今后一個(gè)時(shí)期,黃土高原水土保持生態(tài)建設(shè)要以黨的十六大精神和“三個(gè)代表”重要思想為指導(dǎo),以國(guó)務(wù)院批復(fù)的《黃河近期重點(diǎn)治理開(kāi)發(fā)規(guī)劃》為依據(jù),按照“防治結(jié)合,保護(hù)優(yōu)先,強(qiáng)化治理”的水土保持方略,以多沙粗沙區(qū)為重點(diǎn),加快以治溝骨干工程為主體的小流域溝道壩系建設(shè),促進(jìn)退耕還林還草;充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力,采取封山育林、封坡禁牧等措施,加快林草植被恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)的改善;通過(guò)機(jī)制創(chuàng)新和科技創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)水土保持向現(xiàn)代水土保持轉(zhuǎn)變,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、節(jié)約保護(hù)、優(yōu)化配置、合理開(kāi)發(fā)利用水土資源;以改善群眾生產(chǎn)生活條件,發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì),減少入黃泥沙為目標(biāo),建設(shè)黃土高原地區(qū)生態(tài)屏障,為治理開(kāi)發(fā)黃河,實(shí)現(xiàn)區(qū)域人口、資源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略順利實(shí)施提供支撐和保障。
3.1在治理的戰(zhàn)略布局上,以黃河中游多沙粗沙區(qū)為重點(diǎn)
根據(jù)分析研究,黃土高原侵蝕模數(shù)大于5000t/ km2·a的水蝕面積為14.6萬(wàn)km2,集中分布在河龍區(qū)間、涇洛渭河上中游,以及青海省的湟水、內(nèi)蒙古的十大孔兌、河南的伊洛河部分地區(qū),其入黃泥沙多年平均形成的輸沙量為14億t,占黃河總輸沙量的87.5%。其中,7.86萬(wàn)km2的多沙粗沙區(qū),集中分布在河龍區(qū)間的21條支流及涇河、北洛河上游的部分地區(qū),形成的多年均輸沙量卻達(dá)11.8億t,其中粗沙3.19億t,占全河粗沙輸沙量的72.5%[5]。在黃河下游河道每年淤積的4億t泥沙中,一半左右是粗沙,大部分來(lái)源于中游的多沙粗沙區(qū)。該區(qū)域的產(chǎn)沙是影響下游河道沖淤變化的關(guān)鍵因素。1986-1997年,下游河道平均每年淤積2.5億t泥沙,其中70%淤積在主河槽,使得平槽流量由過(guò)去的6000 m3/s下降到3000 m3/s。該區(qū)嚴(yán)重的水土流失對(duì)黃河的治理開(kāi)發(fā)和當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已產(chǎn)生了極大的影響和危害,集中治理這一區(qū)域勢(shì)在必行。
由于該區(qū)為我國(guó)重要的能源化工基地,人為新增水土流失比較嚴(yán)重,亟待治理區(qū)域環(huán)境條件越來(lái)越差,治理難度越來(lái)越大。加之該區(qū)屬?lài)?guó)家級(jí)貧困縣集中地區(qū),地方財(cái)政基礎(chǔ)薄弱,群眾生活貧困,依靠地方政府和群眾進(jìn)行水土流失治理比較困難。今后黃河中游多沙粗沙區(qū)治理,將針對(duì)該區(qū)目前存在的問(wèn)題,加大中央投資力度,開(kāi)展以溝道壩系建設(shè)為主的小流域綜合治理,建設(shè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田,改變水資源利用條件,提高水資源利用率,促進(jìn)退耕還林還草和封禁輪牧,保障大面積的植被恢復(fù),推動(dòng)區(qū)域人口、環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.2 在治理措施安排上,加強(qiáng)溝道壩系工程建設(shè)
從黃土高原水土流失的成因機(jī)理上看,由于坡面的水蝕,匯集后形成集中徑流,長(zhǎng)期沖切土壤形成溝道,由淺變深,造成溝坡變陡失衡,并產(chǎn)生瀉溜(剝落)、崩塌、滑塌、滑坡等形式的重力侵蝕。黃土高原的千溝萬(wàn)壑既是地表徑流和泥沙的輸移通道,又是主要的土壤侵蝕區(qū)域。據(jù)有關(guān)研究成果,黃土丘陵溝壑區(qū)溝谷面積占總面積的45~55%,產(chǎn)沙量占50~70%;高塬溝壑區(qū)溝谷面積占總面積的30~40%,產(chǎn)沙量占85%以上。這就決定了黃土高原水土流失防治必須以溝道治理為主的特點(diǎn)。
建于溝道中的淤地壩,可以從源頭上封堵泥沙的輸移通道,它不但能夠攔蓄坡面匯入溝道的泥沙,而且能夠固定溝床,抬高侵蝕基準(zhǔn)面,穩(wěn)定溝坡,制止溝岸擴(kuò)張、溝底下切和溝頭前進(jìn),減輕溝道侵蝕。同時(shí),淤地壩的攔泥效益非常顯著,是水土保持措施中攔泥減沙最有效的措施。據(jù)《人民治黃50年水土保持效益分析》計(jì)算,淤地壩減沙量占水土保持各項(xiàng)措施總減沙量的67%。另?yè)?jù)調(diào)查資料,黃土高原大型淤地壩每攔蓄8000t左右泥沙,中型壩每攔蓄6000t左右泥沙,小型壩每攔蓄3000t左右泥沙就可淤出一畝壩地,而一畝壩地的糧食產(chǎn)量是梯田的3—5倍,是坡耕地的5—10倍,利用淤地壩還可進(jìn)行有計(jì)劃的引洪淤地,改造荒堿地。如果通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理調(diào)整,黃土高原地區(qū)的土地生產(chǎn)效率可大幅度提高。因此,在黃土高原水土流失防治中,必須重點(diǎn)加強(qiáng)淤地壩工程建設(shè)。
截止2002年底,黃土高原地區(qū)已建成骨干壩1500多座,中小型淤地壩11.2萬(wàn)座,淤地32萬(wàn)hm2,保護(hù)川臺(tái)地1.87萬(wàn)hm2。目前黃土高原淤地壩建設(shè)存在的主要問(wèn)題是投入不足,工程建設(shè)比較緩慢,工程配置不合理,布局分散,設(shè)施不配套,同時(shí)現(xiàn)有工程老化比較嚴(yán)重。水利部黨組已將淤地壩建設(shè)列為近年內(nèi)水利工作的“三大亮點(diǎn)”之一,我委也于今年上半年編制完成了黃土高原淤地壩建設(shè)規(guī)劃。今后,黃土高原淤地壩建設(shè),將改變過(guò)去布局分散,規(guī)模效益低的狀況,堅(jiān)持以多沙粗沙區(qū)為重點(diǎn),以小流域?yàn)閱卧?,以骨干壩為支撐,以原有溝道工程為基礎(chǔ),完善配套,合理布局,形成溝道壩系,充分發(fā)揮工程群體防護(hù)和整體綜合效益。
3.3 在人口密度較小的地區(qū),充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能,加快大面積的植被恢復(fù)
長(zhǎng)期的陡坡開(kāi)荒,濫伐森林,過(guò)度放牧,亂棄亂挖等,使黃土高原的生態(tài)系統(tǒng)不斷惡化,生態(tài)建設(shè)的最急迫問(wèn)題是植被恢復(fù)。地域廣闊且自然環(huán)境惡劣的黃土高原,單靠人工的力量來(lái)恢復(fù)植被是不可能的。事實(shí)證明:在不同的降雨條件下,就會(huì)有相應(yīng)種類(lèi)的生物生長(zhǎng)繁衍,這就使生態(tài)系統(tǒng)具有自然修復(fù)功能,其必要條件是停止或減少人類(lèi)的干擾影響。因此,在繼續(xù)開(kāi)展以小流域?yàn)閱卧木C合治理同時(shí),必須樹(shù)立人與自然和諧相處的理念,充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能。這一點(diǎn)錢(qián)正英院士在2000年11月對(duì)黃河中游多沙粗沙區(qū)、兩河兩川、十大孔兌進(jìn)行了實(shí)地考察后首先提出,并且再三強(qiáng)調(diào)了這一論點(diǎn)。特別是針對(duì)黃土高原大片人口密度比較小、降雨適當(dāng)?shù)牡貐^(qū),要采取退耕、封育、禁牧等措施,促進(jìn)生態(tài)自然修復(fù),恢復(fù)植被覆蓋,加快水土流失治理進(jìn)程。
2001年,黃委在黃河流域的10個(gè)縣率先開(kāi)展了水土保持生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)工作,內(nèi)蒙古自治區(qū)進(jìn)行了年百萬(wàn)畝草場(chǎng)的禁牧、輪牧,2002年共完成封育治理面積8萬(wàn)hm2。同時(shí)在青海、四川兩省啟動(dòng)了黃河源區(qū)水土保持預(yù)防保護(hù)項(xiàng)目。水利部也在全國(guó)106個(gè)縣啟動(dòng)實(shí)施了“水土保持生態(tài)修復(fù)試點(diǎn)工程”,涉及黃河流域20個(gè)縣。今后,黃土高原生態(tài)修復(fù)將重點(diǎn)處理好大范圍封育保護(hù)與小流域綜合治理的關(guān)系,按照宜封則封、宜治則治的原則,使小流域綜合治理與大面積植被恢復(fù)和改善有機(jī)結(jié)合,把生態(tài)環(huán)境保護(hù)和建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)與群眾生存、生活、發(fā)展的需求緊密結(jié)合起來(lái),統(tǒng)籌考慮。同時(shí),積極開(kāi)展生態(tài)修復(fù)機(jī)制和潛力方面的研究,建立生態(tài)修復(fù)效益監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)體系。
4、今后要研究的重大問(wèn)題
4.1黃土高原水土保持生態(tài)環(huán)境改善的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑的研究
研究要點(diǎn):
(1)黃土高原生態(tài)類(lèi)型區(qū)劃分及其生態(tài)環(huán)境的演變規(guī)律;
(2)黃土高原不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)的生態(tài)環(huán)境容量(承載量)及其改善的目標(biāo)體系;
(3)實(shí)現(xiàn)黃土高原不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)生態(tài)環(huán)境改善目標(biāo)的途徑(戰(zhàn)略思路及關(guān)鍵措施及配置的重大原則)。
4.2黃土高原水土保持生態(tài)建設(shè)評(píng)價(jià)體系研究
主要包括:
(1)評(píng)價(jià)理論和評(píng)價(jià)方法
擬通過(guò)能量循環(huán)和平衡理論探討生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生命組成、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、生物多樣性、物質(zhì)循環(huán)、環(huán)境擾動(dòng)等,建立黃土高原生態(tài)環(huán)境的分級(jí)平衡理論及評(píng)價(jià)方法。
(2)侵蝕環(huán)境評(píng)價(jià)
通過(guò)水資源、地質(zhì)、地形、地貌等重要自然因子評(píng)價(jià),確定侵蝕特征、侵蝕風(fēng)險(xiǎn)及可逆性分析,制訂改善目標(biāo)。
(3)生態(tài)建設(shè)評(píng)價(jià)
通過(guò)侵蝕環(huán)境評(píng)價(jià)生態(tài)建設(shè)工程現(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)等研究,評(píng)價(jià)人類(lèi)活動(dòng)的破壞風(fēng)險(xiǎn)、生態(tài)改善的制約因素,提高可逆性措施的合理性,從而選定改善生態(tài)環(huán)境的基本目標(biāo),提出表征人口、資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)方法。
4.3黃土高原水土保持生態(tài)建設(shè)重大技術(shù)問(wèn)題研究
(1)壩系相對(duì)平衡;
(2)水土保持工程對(duì)黃河水沙變化影響快速評(píng)價(jià)方法;
(3)不同類(lèi)型區(qū)的侵蝕模型;
(4)“3S”技術(shù)應(yīng)用;
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