生態(tài)清潔小流域建設(shè)現(xiàn)狀與研究展望

李建華，袁 利，于興修，劉前進

(1．山東師范大學(xué)人口資源與環(huán)境學(xué)院，山東濟南250014;2．臨沂大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院山東省水土保持與環(huán)境保育重點實驗室，山東臨沂276005;3．淮河水利委員會淮河流域水土保持監(jiān)測中心站，安徽蚌埠233000)

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，以水土資源治理為核心的小流域綜合治理已難以適應(yīng)人們對生態(tài)環(huán)境的新要求，同時，為加快推進社會主義新農(nóng)村建設(shè)，貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，水利部于2006年提出建設(shè)生態(tài)清潔小流域的新思路，生態(tài)清潔小流域的研究與實踐空前活躍。本文簡要回顧了生態(tài)清潔小流域研究的進展，分析了不同地區(qū)生態(tài)清潔小流域構(gòu)建的特點，探討了生態(tài)清潔小流域治理過程中存在的問題，并提出了進一步加強研究與實踐的相關(guān)建議。

1 中國生態(tài)清潔小流域建設(shè)的背景

1．1 小流域綜合治理的發(fā)展歷程

自然與社會經(jīng)濟條件的差異使學(xué)者對小流域的概念以及功能有著不同的認識，其治理措施也有差別，國內(nèi)對小流域綜合治理的研究與實踐主要分為4 個階段［1－2］。

1．1．1 萌芽與探索階段(1950—1979年)

這一階段探索了許多有效的小流域治理方法。20 世紀50年代初，在黃土高原地區(qū)，以支毛溝為單元，利用工程與生物措施相結(jié)合的方法對小流域進行整治，形成了小流域綜合治理的雛形。1956年黃河水利委員會肯定并推廣了“以支毛溝為單元綜合治理”模式。20 世紀60年代，水土保持工作以基本農(nóng)田建設(shè)為主要內(nèi)容，把水、壩、灘地和梯田確定為治理目標，但治理措施的配置比較分散。到20 世紀70年代中期，通過總結(jié)正反兩方面的經(jīng)驗教訓(xùn)，逐步認識到應(yīng)以小流域為單元進行綜合整治。

1．1．2 以小流域為單元的綜合治理階段(1980—1990年)

20 世紀80年代初，水利部把“小流域綜合治理”作為一條重要經(jīng)驗進行推廣，并制定了《水土保持小流域治理辦法(草案)》，我國的水土保持工作從此進入到以小流域為單元的綜合治理新階段。與此同時，國家確定在黃河、長江等六大流域及水土流失嚴重的8 片區(qū)域開展小流域綜合治理試點工作。到80年代末，小流域綜合治理已經(jīng)成為我國治理水土流失與發(fā)展農(nóng)村生產(chǎn)的主要形式。

1．1．3 預(yù)防為主，依法綜合治理階段(1991—2005年)

1991年，《中華人民共和國水土保持法》的頒布實施標志著水土保持工作進入法制化階段。1993年國務(wù)院印發(fā)了“關(guān)于加強水土保持工作的通知”，強調(diào)水土保持是一項基本國策。1997年4月國務(wù)院召開全國水土保持第六次會議，對跨世紀水土保持工作進行了部署。這一時期水土保持工作進一步深化，在以戶承包治理小流域的基礎(chǔ)上，先后提出了以經(jīng)濟效益為中心、治理與開發(fā)相結(jié)合、小流域治理同區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展相結(jié)合的思路，形成了具有地方特色的治理開發(fā)模式。

1．1．4 生態(tài)清潔小流域治理新階段(2006年至今)

2006年1月，水利部在北京召開生態(tài)清潔型小流域治理工作座談會，提出了新時期生態(tài)清潔型小流域治理的新要求:從經(jīng)濟快速發(fā)展與人們對改善生態(tài)環(huán)境的迫切要求出發(fā)，在指導(dǎo)思想上堅持人與自然和諧相處的理念，把水生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境、景觀建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容引入到小流域綜合治理當中。2006年下半年，全國30 個省(市、區(qū))的81 個縣實施了生態(tài)清潔小流域試點工程，推動了生態(tài)清潔小流域建設(shè)進一步發(fā)展。

1．2 生態(tài)清潔小流域的概念

生態(tài)清潔小流域是指以流域為單元，統(tǒng)一規(guī)劃，綜合治理，治理措施與當?shù)鼐坝^相協(xié)調(diào)，遵循自然規(guī)律和生態(tài)法則，基本實現(xiàn)流域內(nèi)資源的合理利用和優(yōu)化配置、人與自然和諧相處、經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展［3］及生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。

生態(tài)清潔小流域作為小流域綜合治理的新發(fā)展，是小流域綜合治理在內(nèi)涵上的深化與提升。它以流域內(nèi)的水、土地、生物等資源的承載力為基礎(chǔ)，以調(diào)整人為活動為重點，抓住“生態(tài)”和“清潔”兩個核心要素，建立政府主導(dǎo)、公眾參與的互動機制，強調(diào)統(tǒng)一規(guī)劃、因地制宜、分步實施、穩(wěn)步推進的原則［4］。生態(tài)清潔小流域作為社會、經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境共同組成的三維復(fù)合系統(tǒng)，其研究涉及到系統(tǒng)論、生態(tài)經(jīng)濟學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、可持續(xù)發(fā)展理論、水土保持學(xué)理論［5］以及生態(tài)系統(tǒng)控制論［6］等理論。

2 中國生態(tài)清潔小流域建設(shè)現(xiàn)狀

2．1 建設(shè)模式

自然、經(jīng)濟與技術(shù)等條件的不同使不同地區(qū)生態(tài)清潔小流域建設(shè)模式各異，其中典型的建設(shè)模式有如下幾種。

2．1．1 “三道防線”治理模式

這種模式源于北京地區(qū)。為解決水資源缺乏與用水量大、水污染嚴重之間的矛盾，北京市確定了以“保護水源”為核心的小流域綜合治理理念，通過建立小流域試點工程，構(gòu)筑了“生態(tài)修復(fù)區(qū)、生態(tài)治理區(qū)、生態(tài)保護區(qū)”的“三道防線”治理模式［7］。

2．1．2 “三層次、四防區(qū)”治理模式

這種模式源于黑龍江省延壽縣國家生態(tài)清潔型小流域試點工程。該模式的基本特點是，按照“山坡、村莊、河道”三個層次進行整體規(guī)劃，確定“生態(tài)修復(fù)、綜合治理、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)保護”四片防治區(qū)域，有針對性地配置生態(tài)林草地建設(shè)、坡耕地治理、禽畜舍改造、清潔能源建設(shè)以及溝道工程等措施［8－9］。

2．1．3 以水源保護為核心、面源污染控制為重點治理模式

此種模式源于距南水北調(diào)核心水源區(qū)丹江口水庫直線距離僅6 km 的湖北省丹江口市胡家山小流域。為切實保護好丹江口水庫水質(zhì)，提出了“生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)緩沖”的治理思路，堅持分區(qū)防治，確定生態(tài)農(nóng)業(yè)、村落面源污染控制和科技示范的治理模式，尤其是在面源污染控制上突出“荒坡地徑流控制、農(nóng)田徑流控制、村莊面源污染控制、傳輸途中控制、流域出口控制”的五級防護模式［10］。

2．1．4 以安全為重點的小流域綜合整治治理模式

此種模式在生態(tài)安全問題嚴重的南方山區(qū)以及黃土高原地區(qū)最為典型。該模式針對山區(qū)山洪與地質(zhì)災(zāi)害頻繁、水土流失與面源污染嚴重，人民的生命與財產(chǎn)受到威脅的實際，確立了“安全、生態(tài)、發(fā)展、和諧”的治理目標，把山洪與地質(zhì)災(zāi)害防治納入小流域治理范疇。

2．2 建設(shè)措施與技術(shù)體系

生態(tài)清潔小流域的治理措施與技術(shù)，歸納起來主要有工程、耕作、生物等方面的措施及相應(yīng)的技術(shù)［7－10］。

各地建設(shè)生態(tài)清潔小流域的措施與技術(shù)有著明顯的不同，重要水源地，例如北京市等重要城市的周邊山區(qū)，在措施布局上多形成以水源地保護為核心，以污水治理為重點，溯源治污，村莊配套，農(nóng)業(yè)、工業(yè)綜合整治的技術(shù)路線;在農(nóng)業(yè)比重大、地形平緩的東北平原地區(qū)，措施布局上多形成以農(nóng)業(yè)面源污染控制、河流水質(zhì)保護為核心，在保護原有生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，改變農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)與耕作方式的技術(shù)路線;在地形復(fù)雜、溝谷眾多，侵蝕嚴重的西南以及黃土高原地區(qū)，措施布局上多形成以流域防災(zāi)減災(zāi)、保護土地資源為核心，以災(zāi)害預(yù)警，河、溝、坡面綜合整治，面源污染控制為重點的技術(shù)路線。

2．3 研究方法

新技術(shù)與新方法的應(yīng)用，為定量研究生態(tài)清潔小流域及其科學(xué)治理提供了保障。

在信息提取方面，目前多利用RS 獲取小流域自然要素指標，借用RS 與GIS 軟件模塊分析小流域特征。祁生林［5］利用RS 與GIS 分析密云縣的降雨因子、植被因子、地形因子、土地利用狀況與地貌部位，提取植被蓋度、坡度、土地利用類型與地形地貌信息，為“三道防線”的劃分提供了科學(xué)依據(jù)。胡曉靜等［11］也結(jié)合GIS 工具，快速劃分小流域地塊，提高了基礎(chǔ)圖件的準確性和工作效率。

在小流域演化規(guī)律與預(yù)測研究方面，主要是建立模型與模擬。數(shù)學(xué)模型既可以分析流域內(nèi)各要素間的相互關(guān)系從而優(yōu)化治理方案，也可以定量反映小流域治理效果。在方案優(yōu)化方面，陳建剛等［12］采用多目標規(guī)劃方法，建立數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，合理配置水土保持措施，治理與開發(fā)相結(jié)合，探索出了小流域綜合治理最佳模式的建立方法。葉芝菡等［13］把WMS流域模擬系統(tǒng)引用到生態(tài)清潔小流域的規(guī)劃設(shè)計當中，為流域水源保護工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。在治理效果評價方面，馬騫等［14］通過建立多目標決策灰色關(guān)聯(lián)投影模型，評價了沂蒙山區(qū)平邑縣國家水土保持生態(tài)修復(fù)試點工程生態(tài)環(huán)境的變化，提高了小流域生態(tài)效益評價的精度。

建立流域決策與管理系統(tǒng)，是提高生態(tài)清潔小流域建設(shè)與管理水平的重要途徑。饒良懿等［15］將專家系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等技術(shù)相互集成，研發(fā)了包括6 個功能模塊的小流域綜合治理智能決策信息管理系統(tǒng)，為北京山區(qū)小流域的綜合治理以及可持續(xù)發(fā)展評價提供了強有力的支持工具;劉高煥等［16］立足黃土高原小流域的治理，開發(fā)了小流域管理與決策支持系統(tǒng)，有力地服務(wù)于水土保持的現(xiàn)代化管理和小流域綜合治理。

2．4 效益監(jiān)測與評價

作為社會、經(jīng)濟與環(huán)境組成的三維復(fù)合系統(tǒng)，需要從生態(tài)效益、社會效益、經(jīng)濟效益三方面建立生態(tài)清潔小流域效益監(jiān)測與評價指標體系，以進行綜合性與動態(tài)性的監(jiān)測與評價。

2．4．1 針對建設(shè)目標的監(jiān)測與評價指標體系

為便于生態(tài)清潔小流域建設(shè)的考核與完善，許多地區(qū)根據(jù)建設(shè)目標建立監(jiān)測與評價指標體系。如北京市根據(jù)小流域建設(shè)的總體目標［17］，建立了小流域出口地表水環(huán)境質(zhì)量、土壤侵蝕強度、林草面積占宜林宜草的面積比、化肥施用強度、農(nóng)藥施用量、溝道形態(tài)特征及水質(zhì)、村莊生活污水處理率、工業(yè)污水達標排放率、生活垃圾無害化處理率、規(guī)模養(yǎng)殖污水處理率、防洪達標率等11 項指標。

2．4．2 水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價指標

吳敬東等［18－19］在吸收傳統(tǒng)小流域水土保持監(jiān)測與水環(huán)境、水生態(tài)技術(shù)發(fā)展成果的基礎(chǔ)上，建立了一套生態(tài)清潔小流域水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測指標體系。該指標體系分為水土流失與面源污染狀況、河流健康狀況和點源污染狀況3 個層次、17 個監(jiān)測指標。

2．4．3 工程建設(shè)監(jiān)測與評價指標

馬豐豐等［20］根據(jù)小流域治理、生態(tài)修復(fù)、河道整治、人居環(huán)境整治、農(nóng)業(yè)面源污染治理、水土流失和水環(huán)境監(jiān)測等7 項工程要求，采用專家咨詢、理論分析、頻度分析與層次分析等方法，從生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理和生態(tài)保護方面構(gòu)建了生態(tài)清潔小流域評價指標體系，共涉及植被覆蓋率、樹種結(jié)構(gòu)、林種結(jié)構(gòu)、徑流系數(shù)等20 個指標。

3 生態(tài)清潔小流域建設(shè)與研究展望

3．1 加強生態(tài)清潔小流域的理論體系與構(gòu)建技術(shù)研究

生態(tài)清潔小流域建設(shè)與研究起步較晚，目前沒有明確的建設(shè)標準、統(tǒng)一的管理與技術(shù)規(guī)范;治理模式的地域特色不突出，多采取工程、耕作、生物等宏觀水土保持措施，構(gòu)建技術(shù)單一，需進一步研究。

3．2 完善監(jiān)測與評價指標體系

現(xiàn)有的監(jiān)測與評價指標體系，多采用土壤侵蝕、面源污染、植被覆蓋、水環(huán)境監(jiān)測、生物多樣性等生態(tài)環(huán)境指標，較少涉及社會效益、經(jīng)濟效益指標，缺乏對生態(tài)清潔小流域整體性的評價。因此，生態(tài)清潔小流域監(jiān)測與評價指標體系的研究需要進一步加強。

3．3 健全生態(tài)清潔小流域構(gòu)建的投入與產(chǎn)出機制

生態(tài)清潔小流域的建設(shè)大多由政府與水利部門投入資金，如何引入社會資本，使投入主體多元化是重要的探索領(lǐng)域;如何發(fā)揮試點小流域的示范與帶動作用，提高治理的效益等，是未來生態(tài)清潔小流域研究與實踐的重點之一。

4 結(jié) 語

與資源環(huán)境研究領(lǐng)域其他問題一樣，生態(tài)清潔小流域研究與實踐的最大挑戰(zhàn)來自于流域系統(tǒng)本身的復(fù)雜性。生態(tài)清潔小流域作為“社會－經(jīng)濟－環(huán)境”三維復(fù)合系統(tǒng)，其構(gòu)建涉及內(nèi)部眾多要素及其相互關(guān)系，而流域本身是一個不斷與外部進行信息和能量交流的開放系統(tǒng)，這就增加了生態(tài)清潔小流域構(gòu)建的難度，但這種復(fù)雜性也是學(xué)術(shù)研究的突破點所在。中國河流眾多，水系發(fā)達，山地丘陵區(qū)小流域的數(shù)量多、類型全，應(yīng)在借鑒國外成功的小流域治理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國的實際，建立完整的理論體系，系統(tǒng)開展生態(tài)清潔小流域監(jiān)測，加強生態(tài)清潔小流域構(gòu)建技術(shù)、投入與產(chǎn)出機制研究;選擇重要城市水源地、水土流失潛在風(fēng)險高等問題突出的地區(qū)，例如北方土石山區(qū)等，進行重點研究，建設(shè)一批科技含量高、示范作用強的典型小流域，使我國生態(tài)清潔小流域研究向著更加綜合、更加完善的方向發(fā)展。

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