水土保持生態(tài)修復(fù)工程水土保持監(jiān)測設(shè)計：以江西省安遠(yuǎn)縣水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程為例

萬云江，謝頌華，王 農(nóng)

(1.鄱陽湖水利樞紐建設(shè)辦公室，江西南昌330046;2.江西省水土保持科學(xué)研究所，江西南昌330029)

1 項目區(qū)概況及項目目標(biāo)

江西省安遠(yuǎn)縣水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程地處珠江水系東江的源頭，鎮(zhèn)江河一級支流新田河流域。項目區(qū)土地總面積234 km2，占鎮(zhèn)江河流域面積的24.4%，占安遠(yuǎn)縣土地總面積的9.9%。項目區(qū)屬低山丘陵區(qū)，地貌復(fù)雜。區(qū)內(nèi)氣候溫和，年平均氣溫17.7℃，極端最低氣溫-7.2℃，極端最高氣溫37.5℃，年均降水量1 477.4 mm，年均無霜期283 d。土壤主要為花崗巖、石英巖、泥質(zhì)巖形成的紅壤、黃壤、黃棕壤，多偏酸性。項目區(qū)涉及安遠(yuǎn)縣的三百山和孔田兩個鎮(zhèn)，共28個村(居)委會264個村民小組43 294人。區(qū)內(nèi)現(xiàn)有水土流失面積3 800 hm2，占土地總面積的16.2%，其中:輕度侵蝕2 142.06 hm2，占水土流失面積的56.37%;中度侵蝕1 188.60 hm2，占31.28%;強(qiáng)烈及其以上469.34 hm2，占12.35%。

根據(jù)水利部新的治水思路，該項目實施遵循生態(tài)自然規(guī)律，充分利用光、熱、水、生物等自然資源，通過實行大面積封育保護(hù)，適當(dāng)補(bǔ)植林草，結(jié)合反坡臺地修筑、山塘修筑、崩崗治理以及沼氣池修建，依靠大自然的自我修復(fù)能力，迅速恢復(fù)植被，有效控制水土流失，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)民增收，使項目區(qū)走上生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，最終實現(xiàn)人與自然和諧共處的目標(biāo)。為了提高項目執(zhí)行水平，科學(xué)、及時、準(zhǔn)確地反映項目建設(shè)的成效，必須對水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程3年期間的實施進(jìn)度、質(zhì)量、生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益等進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，以確保項目順利實施并達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2 監(jiān)測范圍和內(nèi)容

2.1 監(jiān)測范圍

監(jiān)測區(qū)域為試點工程的整個項目區(qū)，包括安遠(yuǎn)縣的三百山和孔田2個鎮(zhèn)的28個行政村，總面積234 km2。

2.2 監(jiān)測內(nèi)容

監(jiān)測內(nèi)容的確定是監(jiān)測實施的前提條件，我們依據(jù)水土保持生態(tài)修復(fù)工程的特點，在確定該修復(fù)工程監(jiān)測內(nèi)容的同時，結(jié)合安遠(yuǎn)縣水土保持生態(tài)修復(fù)工程的實施情況，對監(jiān)測項目有所側(cè)重地進(jìn)行了監(jiān)測。

(1)項目區(qū)土壤侵蝕環(huán)境因子狀況監(jiān)測。影響土壤侵蝕的環(huán)境因子主要有地形、地貌、土壤、植被、氣象、水文等，由于安遠(yuǎn)縣生態(tài)修復(fù)工程主要采取封育保護(hù)、人工補(bǔ)植林草等措施進(jìn)行治理，因此對土壤和植被的影響較大，我們將土壤和植被作為土壤侵蝕環(huán)境因子監(jiān)測的重點。監(jiān)測的一般項目為地形、地貌、氣象、水文，重點項目為土壤和植被。土壤監(jiān)測指標(biāo)主要有土壤類型、土壤質(zhì)地、土壤厚度、土壤有機(jī)質(zhì)、pH值、N、P、K等，植被監(jiān)測指標(biāo)主要包括植物的種類、數(shù)量、林草生長量和植被覆蓋度等。

(2)項目區(qū)水土流失狀況監(jiān)測。項目區(qū)水土流失狀況監(jiān)測項目主要包括項目區(qū)水土流失類型、面積、分布、水土流失量和水土流失強(qiáng)度變化情況以及對下游和周邊地區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響、造成的危害情況等。生態(tài)修復(fù)工程的實施對項目區(qū)水土流失類型、分布影響不大，但對水土流失面積、水土流失量和水土流失強(qiáng)度變化影響非常大，因此我們將水土流失面積、水土流失量和水土流失強(qiáng)度變化作為項目區(qū)水土流失狀況監(jiān)測的重點。

(3)項目執(zhí)行情況監(jiān)測。項目執(zhí)行情況監(jiān)測項目主要包括項目區(qū)封育保護(hù)、人工補(bǔ)植林草、崩崗治理和修筑反坡臺地、塘壩、沼氣池等的數(shù)量、規(guī)模、分布、實施進(jìn)度及實施質(zhì)量(實施質(zhì)量主要指塘壩、沼氣池等的安全穩(wěn)定性，人工補(bǔ)植林草的成活率、保存率等)。生態(tài)修復(fù)實施的好壞取決于人為因素對自然環(huán)境擾動強(qiáng)烈的程度，其中監(jiān)督管護(hù)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整又是防止人為干擾的關(guān)鍵措施，因此我們將封育保護(hù)和沼氣池的監(jiān)測作為項目執(zhí)行情況的監(jiān)測重點。

(4)水土保持生態(tài)修復(fù)效益監(jiān)測。水土保持生態(tài)修復(fù)效益監(jiān)測是項目監(jiān)測的重中之重，它直接反映項目區(qū)修復(fù)工程實施的效果，其監(jiān)測內(nèi)容可結(jié)合項目區(qū)土壤侵蝕環(huán)境因子監(jiān)測、水土流失狀況監(jiān)測和項目執(zhí)行情況監(jiān)測進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。主要包括以下項目:①項目區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)措施蓄水保土效益監(jiān)測。主要包括項目區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)措施的蓄水效率、保土效率和項目區(qū)內(nèi)主要河流的洪峰流量、泥沙含量變化情況。蓄水效率、保土效率可結(jié)合水土流失狀況監(jiān)測中的水土流失量監(jiān)測以及項目執(zhí)行情況的監(jiān)測內(nèi)容進(jìn)行，河流的洪峰流量、泥沙含量變化情況可結(jié)合項目區(qū)土壤侵蝕環(huán)境因子監(jiān)測中的水文因子監(jiān)測進(jìn)行。②項目區(qū)社會效益監(jiān)測。主要包括對農(nóng)民人均純收入、人均產(chǎn)糧、農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)、土地利用結(jié)構(gòu)、農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等情況的監(jiān)測，具體可結(jié)合項目執(zhí)行情況監(jiān)測中的反坡臺地修筑、人工補(bǔ)植林草、沼氣池修建等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。③項目區(qū)經(jīng)濟(jì)效益監(jiān)測。主要是對實施水土保持措施的土地上生長的植物產(chǎn)品(未經(jīng)任何加工轉(zhuǎn)化)的增產(chǎn)量和增產(chǎn)值進(jìn)行監(jiān)測，具體包括封禁保護(hù)、人工補(bǔ)植林草、反坡臺地修筑等所增產(chǎn)的木材枝葉、活立木以及農(nóng)產(chǎn)品等的效益。實際監(jiān)測中可結(jié)合項目執(zhí)行情況監(jiān)測中的反坡臺地修筑、人工補(bǔ)植林草、封育保護(hù)等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。

3 監(jiān)測方法

對應(yīng)于監(jiān)測項目，我們設(shè)計了具體的監(jiān)測方法。

3.1 地形地貌

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。監(jiān)測指標(biāo)包括地貌類型、溝壑密度和地面坡度。各地貌類型面積采用1∶10 000地形圖進(jìn)行量算。溝壑密度采用水文網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行量算，具體為:先在1∶10 000地形圖上將項目區(qū)劃分為若干個集水區(qū)，再分別量算每個集水區(qū)內(nèi)的溝道長度L(長度200 m以上的支毛溝都應(yīng)量算)和集水區(qū)面積S，用L/S求得每個集水區(qū)的溝壑密度值，最后將各集水區(qū)的溝壑密度值加權(quán)平均得到項目區(qū)的溝壑密度。坡度按6 級劃分，即≤5°、5°～8°、8°～15°、15°～25°、25°～35°和＞35°[1]，在1∶10 000地形圖上采用代表斷面法進(jìn)行量算。

(2)觀測頻次。只對地形地貌進(jìn)行1次觀測，安排在項目實施前水土流失現(xiàn)狀調(diào)查時進(jìn)行。

3.2 土壤

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。土壤監(jiān)測指標(biāo)主要有土壤類型、土壤質(zhì)地、土壤厚度、土壤養(yǎng)分(有機(jī)質(zhì)、pH值、N、P、K等)。土壤類型、土壤質(zhì)地可查閱土壤志或農(nóng)業(yè)區(qū)劃等相關(guān)資料獲取;土壤厚度、土壤養(yǎng)分可采用典型樣地取樣，室內(nèi)進(jìn)行理化分析的方法實測。

(2)觀測頻次。地面組成物質(zhì)(土壤)安排在項目實施前和實施期末各調(diào)查觀測1次。

3.3 植被

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。監(jiān)測指標(biāo)主要有植物種類、植被類型、林草生長量、林草植被覆蓋度等。植物種類、植被類型、林草生長量采用樣方法進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)測，樣方投影面積大小為喬木林20 m×30 m、灌木林10 m×10 m、草地2 m×2 m(應(yīng)結(jié)合土壤監(jiān)測的樣地進(jìn)行)。林草植被覆蓋度在野外一般采用針觸法(納入計算的林地或草地面積，其林地的郁閉度或草地的蓋度應(yīng)大于20%)量算。

(2)觀測頻次。分別在項目實施前和項目實施期末各觀測1次項目區(qū)植被狀況。

3.4 氣象

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。指標(biāo)有降雨、徑流量、光照與溫度等。①降雨。主要包括年降雨量、年降雨量的季節(jié)分布和暴雨情況。②徑流量。包括最大年、最小年徑流量和多年平均徑流量。③光照與溫度。主要包括年平均氣溫、最冷月(1月)和最熱月(7月)平均溫度、極端最高溫度、極端最低溫度、≥10℃的年活動積溫、無霜期、日照時數(shù)等。

(2)觀測頻次。氣象因素的監(jiān)測主要是采用收集有關(guān)氣象觀測站資料的方式獲取。除降雨量、暴雨次數(shù)要求在項目實施前和實施期末各調(diào)查1次外，其他氣象指標(biāo)均在項目實施前的水土流失現(xiàn)狀調(diào)查時開展1次調(diào)查。

3.5 水土流失狀況監(jiān)測

(1)監(jiān)測指標(biāo)。主要監(jiān)測侵蝕的形式、分布、面積及其危害，并實地測量土壤流失量。

(2)監(jiān)測方法。①項目區(qū)土壤侵蝕的形式、分布、面積及其危害，采用野外實地調(diào)查的方式進(jìn)行調(diào)查，獲取所需數(shù)據(jù)資料。②土壤流失量主要采用樁釘法和類比法兩種方法進(jìn)行監(jiān)測。樁釘法具體為:選擇典型樣地(對應(yīng)于植被監(jiān)測的樣地進(jìn)行)，在項目實施第一年的汛期前將直徑0.6 cm、長50 cm的鋼釬按一定距離分上中下、左中右縱橫各三排沿垂直方向打入地面，沿地表給鋼釬涂上紅漆，編號登記入冊[2]。每年汛期結(jié)束，按編號測量侵蝕厚度，并在樣地內(nèi)取土樣測得土壤容重(對應(yīng)于土壤監(jiān)測的樣地進(jìn)行)，進(jìn)而可計算出樣地的土壤侵蝕模數(shù)。類比法具體為:根據(jù)氣象、地形、土壤、植被等情況，類比同一類型區(qū)水土保持站的觀測資料。

(3)觀測頻次。①土壤侵蝕的形式、分布、面積及其危害，在項目實施前和實施期末各觀測1次。②土壤侵蝕量在每年汛期前后各觀測1次。

3.6 生態(tài)修復(fù)措施實施的數(shù)量及質(zhì)量

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。指標(biāo)主要包括各項修復(fù)措施(包括封育保護(hù)、人工補(bǔ)植林草、反坡臺地修筑、崩崗治理)的分布、規(guī)模和數(shù)量以及林草措施的成活率、保存率，塘壩的保存率和安全穩(wěn)定性。采用野外實地抽樣調(diào)查結(jié)合GPS動態(tài)測量的方式進(jìn)行監(jiān)測。

(2)觀測頻次。在項目實施前和實施期末各調(diào)查監(jiān)測1次。

3.7 生態(tài)效益監(jiān)測

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。指標(biāo)主要包括蓄水效益、緩洪效益和保土效益，項目區(qū)內(nèi)主要河流的徑流量、洪峰流量、泥沙含量等。保土效益可結(jié)合典型樣地土壤侵蝕量的測定進(jìn)行推算，其他指標(biāo)可收集有關(guān)水文站點的觀測資料以及暴雨觀測資料分析獲取。

(2)觀測頻次。在項目實施前和實施期末各觀測1次。

3.8 社會效益監(jiān)測

3.8.1 土地利用狀況

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。土地利用類型主要包括:耕地、林地(天然林地和人工林地)、草地(天然草地和人工草地)、園地、荒地、水域、其他用地(村莊、道路及工礦用地)、難利用地等，采用土地管理部門的兩級分類體系標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測用地的分布和面積。土地利用狀況監(jiān)測主要是通過查閱當(dāng)?shù)赝恋夭块T的土地利用現(xiàn)狀資料和野外實地調(diào)查的方法獲得所需數(shù)據(jù)。

(2)觀測頻次。在項目實施前和實施期末各觀測1次。

3.8.2 社會經(jīng)濟(jì)狀況

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。指標(biāo)包括:①人口與勞力。重點是人口總數(shù)、人口密度、農(nóng)業(yè)人口與非農(nóng)業(yè)人口、勞力總數(shù)、農(nóng)業(yè)與非農(nóng)業(yè)勞力、人口自然增長率等。②產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況。項目區(qū)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，農(nóng)、林、牧、漁、工副業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)。③群眾生活能源結(jié)構(gòu)。農(nóng)戶燃料來源，沼氣池、以電代柴、以氣代柴、省柴灶等推廣情況，群眾生活能源結(jié)構(gòu)狀況。④人民生活水平。人均產(chǎn)值、農(nóng)民人均純收入、人均占有糧食、人均占有牲畜量等。⑤其他。人均耕地、糧食單產(chǎn)、糧食總產(chǎn)量、年牲畜存欄數(shù)量、年牲畜出欄數(shù)量等。

社會經(jīng)濟(jì)狀況監(jiān)測主要是通過對典型農(nóng)戶的調(diào)查訪問、收集資料等獲取有關(guān)數(shù)據(jù)。

(2)觀測頻次。在項目實施前和實施期末各調(diào)查1次。

3.9 經(jīng)濟(jì)效益監(jiān)測

(1)監(jiān)測指標(biāo)和方法。主要監(jiān)測封育保護(hù)、人工補(bǔ)植林草等措施所增產(chǎn)的枝條、活立木蓄積量和飼草產(chǎn)量，反坡臺地修筑增產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量等，并按當(dāng)?shù)厥袌鰞r格折算成經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)效益監(jiān)測設(shè)立典型樣地進(jìn)行長期定位觀測。

(2)觀測頻次。對于枝條、活立木蓄積量，在項目實施前和實施期末各調(diào)查1次;對于飼草產(chǎn)量、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量每年調(diào)查1次。

4 監(jiān)測成果

安遠(yuǎn)縣水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程水土保持監(jiān)測提交以下監(jiān)測成果:①《江西省安遠(yuǎn)縣水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程水土保持監(jiān)測成果報告》;②項目區(qū)地理位置圖;③項目區(qū)水土流失動態(tài)變化圖;④項目區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)措施竣工圖;⑤有關(guān)土壤侵蝕、水土保持措施和植被恢復(fù)等的監(jiān)測數(shù)據(jù)表格。

5 結(jié)語

以江西省安遠(yuǎn)縣水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程為例，對水土保持生態(tài)修復(fù)工程的監(jiān)測內(nèi)容、方法以及提交的成果等方面進(jìn)行了初步的探討，具有一定的借鑒意義。但生態(tài)修復(fù)是水土保持工作的一項新課題，生態(tài)修復(fù)工程的水土保持監(jiān)測工作更是一項全新的挑戰(zhàn)，生態(tài)修復(fù)工程水土保持監(jiān)測作為完善生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法、促進(jìn)生態(tài)修復(fù)工程有效實施、評價生態(tài)修復(fù)工程效益的必要基礎(chǔ)和手段以及領(lǐng)導(dǎo)和政府部門決策的支撐，其監(jiān)測的范圍、內(nèi)容、技術(shù)方法以及需提交的監(jiān)測成果等都急需進(jìn)行專門深入的研究，并建立一套成熟完善的監(jiān)測技術(shù)和評價體系，以提高監(jiān)測的規(guī)范性、時效性、準(zhǔn)確性和可操作性。

[1]SL 190—2007，土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]SL 277—2002，水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)程[S].