蘭州都市圈水土保持治理優(yōu)化模式結(jié)構(gòu)與功能研究

王彥武，羅進(jìn)選

(甘肅省水土保持科學(xué)研究所，甘肅蘭州730020)

水和土是人類賴以生存的基本物質(zhì)，是發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要素［1］，但是在黃河流域尤其是上中游地區(qū)，嚴(yán)重的水土流失帶走了肥沃的表土和土壤肥力，把水災(zāi)隱患帶到了下游，把荒丘和貧窮留給了上中游地區(qū)。防治水土流失、減少入黃泥沙已成為我國當(dāng)前及今后必須花大力氣解決的頭號環(huán)境問題和一項長期而艱巨的歷史使命。

蘭州都市圈位于黃河上游干流甘肅段與亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)帶甘肅段的交匯處，其水土保持工作不僅關(guān)乎甘肅省水土資源的可持續(xù)利用，城市、庫區(qū)、丘陵溝壑區(qū)和風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)的生產(chǎn)和建設(shè)，國土整治，江河治理，減少水、旱、風(fēng)沙災(zāi)害，維持生態(tài)系統(tǒng)平衡，而且對于改善黃河中下游地區(qū)群眾生活質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率都具有十分重要的現(xiàn)實和戰(zhàn)略意義。因此，針對蘭州都市圈不同的水土流失類型區(qū)確定不同的水土流失防治模式，建設(shè)以城市為中心向四周輻射的生態(tài)工程，建立一套完整的防治體系，用以指導(dǎo)環(huán)境建設(shè)和維持生態(tài)平衡，是目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中亟待解決的課題。

1 研究區(qū)概況

1.1 蘭州都市圈范圍界定

影響蘭州都市圈空間范圍界定的主要構(gòu)成要素為空間、時間、流量和引力［2］。本研究以時間要素和流量要素界定蘭州都市圈研究范圍:①時間要素。以蘭州市城區(qū)為核心，以1 h車程為半徑(100 km)，形成都市圈“五核”(蘭州、劉家峽、靖遠(yuǎn)、永登、定西)水土流失防治范圍。②能量要素。以公路和水流為能量流通渠道界定蘭州都市圈研究范圍，形成“兩軸”(永登—蘭州—定西的亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)帶和靖遠(yuǎn)—蘭州—劉家峽的黃河干流帶)水土流失防治范圍。

根據(jù)立地條件相似土壤侵蝕規(guī)律也相似的特點(diǎn)，試驗中以點(diǎn)及面，先選擇蘭州都市圈中“五核”地區(qū)的典型水土流失防治模式，然后以“兩軸”為紐帶，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)推廣到面，最后對整個都市圈水土流失防治模式的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行研究，形成適合本區(qū)域水土保持生態(tài)建設(shè)的技術(shù)體系。

1.2 研究區(qū)概況

蘭州都市圈范圍內(nèi)梁峁起伏，溝壑縱橫，氣候干燥，降水少而不均，降水主要集中在7、8、9三個月，全年光照充足，蒸發(fā)量大，冬春季風(fēng)沙嚴(yán)重，災(zāi)害頻繁;水資源分布不平衡，河流河谷川塬(臺)地水資源相對豐富，且利用方便，而在與河流距離較遠(yuǎn)、山大溝深的地區(qū)，水資源的開發(fā)利用困難;土壤以灰鈣土為主，土壤有機(jī)質(zhì)含量少，有效養(yǎng)分含量低;植被覆蓋率低，種類相對貧乏，生態(tài)自我修復(fù)能力弱;土地利用率低，耕作難度大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)單一，農(nóng)民收入水平較低，水土流失嚴(yán)重。

2 水土保持治理優(yōu)化模式

2.1 水土流失類型區(qū)劃分結(jié)果

根據(jù)各區(qū)域不同的自然條件、土壤侵蝕特征以及土地利用等，綜合經(jīng)濟(jì)條件和水土保持綜合防治體系的類似性進(jìn)行分區(qū)，將蘭州都市圈水土流失類型區(qū)劃分為以劉家峽庫區(qū)為核心的庫區(qū)水土流失防治類型區(qū)、以蘭州市為核心的城市水土流失防治類型區(qū)、以靖遠(yuǎn)為核心的風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)水土流失防治類型區(qū)、以永登為核心的黃土高原丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)水土流失防治類型區(qū)、以定西為核心的典型黃土高原丘陵溝壑區(qū)水土流失防治類型區(qū)、亞歐大陸橋經(jīng)濟(jì)帶甘肅段水土流失防治類型區(qū)、黃河干流甘肅段水土流失防治類型區(qū)。

2.2 水土保持治理模式劃分結(jié)果

以蘭州都市圈水土流失類型區(qū)劃分為基礎(chǔ)，充分考慮都市圈各區(qū)域的特殊性及庫區(qū)、城市、風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)等區(qū)域水土流失的特點(diǎn)，根據(jù)發(fā)生學(xué)、主導(dǎo)因素、協(xié)調(diào)性、促進(jìn)性、持續(xù)性、相對一致性、區(qū)域完整性等原理，將研究區(qū)域劃分為10個不同的治理與開發(fā)模式類型區(qū)，分別為災(zāi)害防治模式、高效農(nóng)業(yè)開發(fā)模式、城市開發(fā)型模式、生態(tài)旅游開發(fā)模式、生態(tài)經(jīng)濟(jì)型綜合治理模式、壩系梯田化治理模式、荒山荒坡治理模式、有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式、強(qiáng)化治理型模式、旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。

2.3 優(yōu)化模式建立

以系統(tǒng)、簡潔、實用、定量與定性、可測性為原則，以專家咨詢法為指標(biāo)選取方法，以層次分析法為指標(biāo)權(quán)重確定方法，根據(jù)水土流失對蘭州都市圈生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會環(huán)境影響的內(nèi)容，結(jié)合都市圈各衛(wèi)星城水土流失特點(diǎn)，建立蘭州都市圈水土保持治理優(yōu)化模式評價指標(biāo)體系，再根據(jù)各區(qū)域指標(biāo)權(quán)重，確定適合各區(qū)域的水土流失治理優(yōu)化模式。

3 蘭州都市圈優(yōu)化模式的結(jié)構(gòu)與功能

3.1 庫區(qū)水土流失防治優(yōu)化模式

劉家峽庫區(qū)水土流失治理適宜采用災(zāi)害防治與生態(tài)旅游開發(fā)相結(jié)合的治理模式。該模式以改善生態(tài)、方便生產(chǎn)、發(fā)展經(jīng)濟(jì)為首要原則，采用梁、峁、坡、溝結(jié)合，治理與開發(fā)結(jié)合，防、治、管、用結(jié)合，長遠(yuǎn)利益和近期利益結(jié)合，經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益結(jié)合的方法，根據(jù)生態(tài)景觀藝術(shù)原理，使工程措施、生物措施、耕作措施有機(jī)地結(jié)合在一起，在綠化、美化、亮化、凈化方面朝著高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)化、園林化方向發(fā)展，為給居民創(chuàng)造舒適的休憩娛樂環(huán)境、營造良好的生態(tài)和投資環(huán)境打好基礎(chǔ)。應(yīng)用該模式不但可以通過治理坡面、溝道，攔截徑流，減輕泥石流危害，而且能夠充分挖掘小流域地緣和生態(tài)資源優(yōu)勢，打造庫區(qū)道路綠色長廊，改善劉家峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境，緩解庫區(qū)日益嚴(yán)重的泥沙淤積。該模式對于類似地區(qū)大面積土地整治和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展將起到良好的示范推廣作用。

3.2 城市水土流失防治優(yōu)化模式

蘭州市城市水土流失治理適宜采用高效農(nóng)業(yè)開發(fā)與城市開發(fā)相結(jié)合的防治模式。該模式按照“防治并重、治管結(jié)合、因地制宜、全面規(guī)劃、綜合治理、除害興利”的方針，通過荒山造林、退耕還林、緩坡地配套上水工程、興修梯田、陡坡區(qū)實行封禁治理、黃河河岸帶生態(tài)林建設(shè)、城市雨洪有效利用等措施，分地域集中連片治理，充分利用城市的地緣優(yōu)勢和市場優(yōu)勢，發(fā)揮小流域水土資源調(diào)控的巨大功效，發(fā)展立體經(jīng)營的種植業(yè)、鏈?zhǔn)窖h(huán)的養(yǎng)殖業(yè)和技術(shù)勞動密集型的加工業(yè)，進(jìn)行水土資源的綜合利用，為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展開辟新的途徑。對交通不便、自然條件差、水土流失嚴(yán)重的地區(qū)，通過坡面治理工程、溝道治理工程、生物治理工程等，對小流域水土資源進(jìn)行有效調(diào)控，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮自然資源優(yōu)勢和生態(tài)優(yōu)勢，發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，保持小流域的生態(tài)平衡和水土資源的可持續(xù)發(fā)展［3］。該模式采用多種技術(shù)手段，綜合規(guī)劃，全面治理，把小流域建成一個多行業(yè)、多層次，種、養(yǎng)、加一體化，產(chǎn)、供、銷一條龍的農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，成功探索出為城市發(fā)展服務(wù)、水土保持綜合治理的生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)道路。在中國城鎮(zhèn)化趨勢日益發(fā)展的條件下，加速城市小流域由傳統(tǒng)封閉的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)向開放的市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)換，并為水土保持的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

3.3 風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)水土流失防治優(yōu)化模式

靖遠(yuǎn)風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)水土流失治理適宜采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)型綜合治理與有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合的防治模式。該模式以防治水蝕和風(fēng)蝕為中心，以提高生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益和實現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，以基本農(nóng)田結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高效利用及植被建設(shè)為重點(diǎn)，通過對流域內(nèi)風(fēng)水蝕時空分布特征及防治措施合理配置、基本農(nóng)田優(yōu)化利用結(jié)構(gòu)和有機(jī)農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)以及風(fēng)水蝕逆境下植被優(yōu)化結(jié)構(gòu)和建造技術(shù)體系配置模式的研究，明確發(fā)生水蝕、風(fēng)蝕的關(guān)鍵季節(jié)和關(guān)鍵地形部位，建立具有防蝕固沙兼高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能的有機(jī)農(nóng)業(yè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)［4］。應(yīng)用該模式可以探索風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)水土保持措施配置方式，加快水土保持綜合治理速度，不但可以使農(nóng)林牧副綜合協(xié)調(diào)發(fā)展，土地利用結(jié)構(gòu)更加合理，而且可以利用當(dāng)?shù)貎?yōu)勢栽植經(jīng)濟(jì)林、人工種草，增加農(nóng)民收入，減少水土流失。同時，該模式以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)牧結(jié)合，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)協(xié)同發(fā)展，種植業(yè)為養(yǎng)殖業(yè)提供發(fā)展的物質(zhì)來源，養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)化種植業(yè)的物質(zhì)能量形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品，并為種植業(yè)提供肥料、資金等，促進(jìn)種植業(yè)的發(fā)展。

3.4 丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)水土流失防治優(yōu)化模式

永登縣丘五區(qū)水土流失治理適宜采用強(qiáng)化治理與荒山荒坡治理相結(jié)合的防治模式。該模式以短期內(nèi)最大限度地控制水土流失為主要目標(biāo)，為提高水土流失治理標(biāo)準(zhǔn)，在坡面實施坡改梯，在溝道建設(shè)淤地壩、谷坊，增加穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)田，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件，維護(hù)小流域的生態(tài)平衡和水土資源的可持續(xù)利用。考慮機(jī)修梯田的交通需要，對不滿足施工機(jī)械入場條件的地塊，要先整修進(jìn)場道路，當(dāng)梯田以上有大面積集水區(qū)時，為保證梯田的安全，需在坡面布設(shè)小型蓄排工程，以妥善處理梯田不能容蓄的雨水。梯田規(guī)劃要盡量集中連片，盡可能一次修完，不能一次修完的要一次規(guī)劃，之后分期施工。梯田地塊沿等高線方向布設(shè)，在地形比較復(fù)雜、坡面有淺溝處，應(yīng)“大彎就勢，小彎取直”［5］。該模式以基本農(nóng)田建設(shè)和防治水土流失為主，是促進(jìn)區(qū)域陡坡退耕、提高糧食單產(chǎn)、解決糧食自給問題的根本措施，可為農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和各行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

3.5 黃土高原丘陵溝壑區(qū)水土流失防治優(yōu)化模式

定西市黃土高原丘陵溝壑區(qū)水土流失治理適宜采用壩系梯田化治理與旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合的防治模式。該模式以小流域為單元進(jìn)行綜合治理，按溝坡兼治的思路，增加壩系、梯田，布設(shè)旱作農(nóng)業(yè)集雨利用設(shè)施，突出規(guī)模治理，對各項治理措施進(jìn)行對位配置，大力推廣優(yōu)化梯田、徑流林業(yè)、集雨節(jié)灌等技術(shù)，形成以梯田為主體、道路為骨架，造林、種草、集雨節(jié)灌、攔蓄工程、糧果草畜全面發(fā)展及農(nóng)業(yè)科技增產(chǎn)措施合理配置的防治模式［6］。該模式突出生態(tài)環(huán)境治理，改善農(nóng)業(yè)基本條件，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位，從單一的治理措施到山水田林路綜合治理，從單純的綜合治理到開發(fā)治理，走恢復(fù)植被、興修梯田、發(fā)展集雨灌溉、引進(jìn)先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的旱作生態(tài)農(nóng)業(yè)路子，使區(qū)域內(nèi)的生態(tài)植被得到恢復(fù)、水土流失有效遏制、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量顯著提高，有力保障區(qū)域內(nèi)的生態(tài)建設(shè)，解決農(nóng)民溫飽，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

4 結(jié)語

(1)在研究蘭州都市圈水土流失規(guī)律的基礎(chǔ)上，劃分了7個水土流失類型區(qū)，并以蘭州都市圈水土流失規(guī)律及防治為研究內(nèi)容，研究范圍涵蓋風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)、黃土高原丘陵溝壑區(qū)，研究成果對蘭州及周邊地區(qū)水土流失的防治具有指導(dǎo)價值。

(2)針對蘭州都市圈內(nèi)不同類型區(qū)的水土流失特點(diǎn)，提出了“五核+兩軸”的水土流失防治技術(shù)體系，建立了庫(城)區(qū)、近郊、遠(yuǎn)郊不同核心區(qū)的優(yōu)化模式，為減少入黃泥沙、改善蘭州及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境提供技術(shù)支撐。

(3)蘭州都市圈研究范圍大，研究面寬，區(qū)域內(nèi)小流域較多，不同類型水土流失防治模式的結(jié)構(gòu)與功能不同，小流域的治理應(yīng)按照各自的特點(diǎn)，結(jié)合各區(qū)域發(fā)展的需要，選取合適的模式，突出重點(diǎn)，在取得更大效益的同時，更好地促進(jìn)蘭州都市圈生態(tài)環(huán)境的改善和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

［1］王禮先.水土保持工程學(xué)［M］.北京:中國林業(yè)出版社，2000:11－12.

［2］任桐.都市圈空間范圍界定［D］.長春:東北師范大學(xué)，2006:14－15.

［3］陳建榮.蘭州市城郊型流域水土流失治理模式研究［J］.中國水土保持，2008(7):29－31.

［4］查軒，唐克麗.水蝕風(fēng)蝕交錯帶小流域生態(tài)環(huán)境綜合治理模式研究［J］.自然資源學(xué)報，2000，15(1):97 －100.

［5］GB/T 16453.1—2008，水土保持綜合治理 技術(shù)規(guī)范 坡耕地治理技術(shù)［S］.

［6］陳懷東.甘肅定西的水土流失狀況及綜合治理［J］.中國水土保持科學(xué)，2004，2(3):75 －78.