蘭州都市圈水土流失特征及其類型劃分

羅進選，王彥武

(甘肅省水土保持科學(xué)研究所，甘肅蘭州730020)

構(gòu)建蘭州都市經(jīng)濟圈是甘肅省委、省政府近年來作出的重大戰(zhàn)略決策，做大蘭州都市經(jīng)濟圈，發(fā)揮城市輻射帶動作用，把蘭州發(fā)展置于全省經(jīng)濟發(fā)展的大格局中，加快城鄉(xiāng)一體化和城市本身建設(shè)這一戰(zhàn)略構(gòu)想，對改變甘肅經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、提升甘肅區(qū)域經(jīng)濟競爭力意義重大［1］。蘭州都市圈主要位于黃河上游干流甘肅段與亞歐大陸橋經(jīng)濟帶甘肅段的交匯點，這一區(qū)域草場退化、土地沙化、土壤鹽漬化，植被覆蓋率低，水土流失嚴重，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。因此，為提升甘肅區(qū)域經(jīng)濟，加快蘭州都市圈水土流失防治步伐，更好地解決經(jīng)濟建設(shè)和生態(tài)保護的矛盾，本研究就蘭州都市圈水土流失特征與類型劃分進行探討。

1 蘭州都市圈范圍界定及研究區(qū)概況

蘭州都市圈范圍界定是以蘭州市區(qū)為核心，以1 h左右車距為半徑(100 km)，構(gòu)成單元以縣為單位，經(jīng)濟基礎(chǔ)良好，能夠承擔(dān)都市區(qū)域重要職能等原則確定的［2］。蘭州市地理位置特殊，由于南北兩山的制約，其能量只有通過公路和黃河進行有效流通，兩條通道連接五核構(gòu)成都市圈的“兩軸+五核”空間結(jié)構(gòu)?！拔搴恕奔刺m州、劉家峽、靖遠、永登、定西，“兩軸”即永登—蘭州—定西的亞歐大陸橋經(jīng)濟帶和靖遠—蘭州—臨夏的黃河干流段。

蘭州都市圈各區(qū)域自然與社會經(jīng)濟概況因地理位置的不同而有所差異，但其均具有如下一些共同特征:①地形。由于受黃河及其支流的切割，區(qū)內(nèi)梁峁起伏、溝壑縱橫、地形破碎、坡陡溝深，土地利用率低，耕作難度大。②氣象。氣候具多樣性和多變性，光、熱、水分布呈明顯的帶狀過渡性特征，山川差異大;全年光照充足，太陽輻射較強，氣候干燥，蒸發(fā)量大，冬春季風(fēng)沙嚴重，災(zāi)害頻繁;降水少而不均，一年中的降水主要集中在7—9三個月，降水時空分布的不均勻決定了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和水土流失特點。③水文、水資源。研究區(qū)自產(chǎn)水資源貧乏，主要依靠天然降水，大部分地區(qū)地下水儲量少、埋藏深、水質(zhì)差;過境水資源比較豐富，但利用難度大，河流徑流量變化懸殊，在洪水期含沙量驟然增大，對下游庫區(qū)造成比較嚴重的泥沙危害;水資源分布不平衡，河流河谷川塬(臺)地區(qū)水資源相對豐富、利用方便，與河流距離較遠、山大溝深的地區(qū)，水資源的開發(fā)利用困難。④土壤、植被。區(qū)內(nèi)土壤類型因地域差異各異，成土母質(zhì)復(fù)雜，以灰鈣土為主;耕地土壤肥力表現(xiàn)為缺磷少氮富鉀，土壤有機質(zhì)含量不足，有效養(yǎng)分低;植被覆蓋稀疏，種類相對貧乏，植被類型以荒漠草原為主，自然植被多由旱生、超旱生灌木、半灌木和草本植物組成，品種較單一，草群低矮、稀疏、生長遲緩，生態(tài)自我修復(fù)乏力，水土流失嚴重。⑤社會經(jīng)濟。區(qū)內(nèi)自然條件嚴酷，荒山、荒坡及難利用地面積大，人均耕地少，土地資源利用率低、生產(chǎn)率低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)單一，廣種薄收，粗放經(jīng)營，生產(chǎn)收入水平較低，發(fā)展步伐緩慢。

2 蘭州都市圈水土流失特征、成因及危害

2.1 水土流失特征

(1)以劉家峽庫區(qū)為核心區(qū)域的土壤侵蝕強度在中度和強烈之間，以水力侵蝕為主，同時伴有重力侵蝕。水力侵蝕以面蝕、溝蝕為主，主要分布在陡坡地和溝道內(nèi);重力侵蝕主要分布在植被稀少、坡度極陡的溝頭和溝道兩岸，侵蝕形式主要為溝岸崩塌和陷穴等，重力侵蝕發(fā)生范圍較小但侵蝕量大。

(2)以蘭州市區(qū)及南北兩山為核心的區(qū)域干旱少雨，植被稀疏，土質(zhì)疏松，大部分地區(qū)地形破碎、丘陵起伏、溝壑縱橫，水土流失較為嚴重。水土流失以水蝕為主，局部地方有滑坡、崩塌等重力侵蝕和泥石流等混合侵蝕現(xiàn)象，總的特點是侵蝕強度大、侵蝕類型多樣、時空分布集中，輸沙與降雨同步，主要集中在汛期的7—9月份。兩山地區(qū)的侵蝕模數(shù)高達5000 t/(km2·a)，有的切溝最高侵蝕模數(shù)可達12000 t/(km2·a)以上［3］，屬國家級水土流失重點治理區(qū)和省級水土流失重點監(jiān)督區(qū)。

(3)以靖遠為核心的風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)域?qū)俑珊挡菰瓍^(qū)，大部分地區(qū)為梁峁?fàn)顚挏\丘陵、低山寬谷，并多有灘地，為荒漠草原景觀。該區(qū)氣候干旱、降水稀少、植被稀疏、生態(tài)脆弱，水土流失面積占土地總面積的85%，水土流失類型有水蝕和風(fēng)蝕，屬中度水力侵蝕區(qū)，水蝕多發(fā)生在降水較集中的7—9月，該時段降水量約占全年降水量的60%以上，風(fēng)蝕一般發(fā)生在冬春兩季。根據(jù)《白銀市水土保持“十五”計劃及2015年、2030年遠景目標規(guī)劃》，區(qū)內(nèi)平均水蝕模數(shù)為3500 t/(km2·a)，平均風(fēng)蝕模數(shù)為1500 t/(km2·a)。

(4)以永登為核心的黃土高原丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)水土流失以水力侵蝕為主，兼有風(fēng)力侵蝕，侵蝕形式主要有面蝕和溝蝕。永登全縣土地總面積6090.31 km2，其中山區(qū)面積5389.9 km2，占全縣土地總面積的88.5%，是水土流失的重點地區(qū)。水蝕面積約5329.02 km2，占土地總面積的87.5%，年均侵蝕模數(shù)2809.15 t/(km2·a)，年均侵蝕量達1497萬t;風(fēng)蝕面積約761.29 km2，占土地總面積的12.5%［4］。

(5)以定西為核心的隴中黃土高原丘陵溝壑區(qū)自然條件十分嚴酷，植被覆蓋率低，地形支離破碎，造林種草保存率低，水土流失面積大，流失強度高，是全國水土流失嚴重地區(qū)之一，水土流失面積占土地總面積的85.2%。水土流失以水力侵蝕為主，主要表現(xiàn)為面蝕和溝蝕，重力侵蝕次之。水力侵蝕主要分布于梁峁、坡面及溝道，重力侵蝕則分布于溝道、陡坡、溝頭、溝岸等高邊坡區(qū)［5］?；钠律铣蕦訝罴傲灼瑺蠲嫖g，坡耕地上主要是層狀和細溝面蝕。產(chǎn)沙時空分布集中，泥沙含量高，由于降雨多集中在7—9月份且多以暴雨形式出現(xiàn)，故暴雨徑流沖刷強度大，產(chǎn)流產(chǎn)沙量大，年均輸入河流泥沙1133萬t，致使下游河道淤積嚴重。

2.2 水土流失成因

(1)植被稀少，地表裸露，降雨集中且時空分布不均，是引發(fā)水土流失的直接原因。蘭州都市圈干旱少雨，暴雨、霜凍、冰雹等自然災(zāi)害頻繁，7—9月份降水量占全年降水量的60%，降雨常以大雨和暴雨形式出現(xiàn)，歷時短，坡面徑流集中，沖刷力強，加上自然植被稀疏、荒坡過度放牧，干旱地表缺乏植被的有效保護，裸露地表遇強降雨極易發(fā)生中度以上的侵蝕。

(2)山大、坡陡、溝深，地面起伏不平是加劇水土流失的主要原因。蘭州都市圈川、塬、溝、梁、峁、山地并存，地形支離破碎，大部分地區(qū)坡陡溝深、溝壑縱橫，溝壑密度大，故水土流失嚴重。

(3)土質(zhì)疏松，土壤抗蝕能力差，是水土流失進一步加劇的內(nèi)在因素。蘭州都市圈土壤結(jié)構(gòu)松散，疏松多孔，黏性差，濕陷性強，抗蝕、抗沖性能差，易于產(chǎn)生崩塌和透水，導(dǎo)致溝頭延伸、溝岸擴張，產(chǎn)生嚴重的水土流失。

(4)蘭州都市圈自然條件嚴酷，生產(chǎn)力水平低下，人們?yōu)榱司S持基本的生存，長期存在陡坡種植、過度放牧、亂挖濫伐等現(xiàn)象，降低和破壞了土壤的抗蝕能力。同時，近20年來城鎮(zhèn)改擴建、修渠、筑路等基本建設(shè)和周邊地區(qū)土地、礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開發(fā)，亂倒亂堆廢土廢渣，不斷破壞植被，造成生態(tài)環(huán)境惡化，人為加劇了水土流失的發(fā)生。

(5)蘭州都市圈水土保持措施以工程措施為主，單一的防治措施在超設(shè)計標準的暴雨和洪水情況下，很難抵御災(zāi)害性的水土流失。在城市開發(fā)建設(shè)過程中，由于不注意采取水土保持措施，在開采、挖掘過程中常產(chǎn)生大量的松散物質(zhì)，從而增加了泥沙來源，為泥石流、滑坡的發(fā)生創(chuàng)造了條件，給人身財產(chǎn)安全造成重大隱患。

2.3 水土流失危害

(1)水土流失加劇了溝岸擴張、溝頭前進、溝床下切，不斷蠶食耕地、沖毀村莊、阻隔交通、破壞建筑設(shè)施，使土地利用率下降、耕作難度加大，制約了區(qū)域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

(2)徑流泥沙量增加，淤塞河道、沖壞渠系，造成下游河道、塘壩、水庫淤積，影響水利工程功能的正常發(fā)揮，導(dǎo)致水、旱、滑坡及泥石流等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，并對中下游地區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展造成嚴重威脅。

(3)由于水土流失破壞了生產(chǎn)條件而得不到有效控制，使耕地變成了跑水、跑土、跑肥的“三跑”田，土壤肥力不斷下降，土地生產(chǎn)力降低，區(qū)域生態(tài)失調(diào)，加劇了干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)，群眾生活困難，生存條件受到嚴峻挑戰(zhàn)，農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展緩慢，交通、文化、教育等各項事業(yè)得不到應(yīng)有的改善和發(fā)展，嚴重制約著區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3 蘭州都市圈水土流失類型區(qū)劃分

蘭州都市圈涉及范圍廣，區(qū)域內(nèi)不同類型的水土流失及其防治模式的結(jié)構(gòu)與功能不同，水土流失治理應(yīng)按照各自的特點，結(jié)合各區(qū)域發(fā)展的需要，選取合適的措施，突出重點，在取得更大效益的同時，更好地促進蘭州都市圈生態(tài)環(huán)境的改善和社會經(jīng)濟的發(fā)展。因此，針對蘭州都市圈內(nèi)不同類型區(qū)水土流失特征及其成因，將蘭州都市圈劃分為蘭州市區(qū)、劉家峽庫區(qū)、靖遠風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)、永登黃土高原丘五副區(qū)、定西典型黃土高原丘陵溝壑區(qū)、亞歐大陸橋經(jīng)濟帶甘肅段、黃河干流甘肅段7個水土流失類型區(qū)。蘭州都市圈7個水土流失類型區(qū)水保措施單一，以工程措施為主，生物措施很少，影響可持續(xù)水土流失治理效果的發(fā)揮;由于7個水土流失類型區(qū)地理位置、水土流失特征各異，因此各流域治理程度與效果不一，地緣具有優(yōu)勢的地區(qū)，交通便利、治理所需費用少、治理程度相對較高，遠離城市的山區(qū)交通不便，導(dǎo)致水土流失治理進展緩慢、治理標準不高，部分地區(qū)水土保持措施管護不到位，存在著重治理輕管護、邊治理邊破壞的現(xiàn)象，造成林草成活率、保存率低，部分工程設(shè)施毀壞嚴重，水土保持生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益得不到有效的發(fā)揮。

4 結(jié)語

蘭州都市圈是黃河上游經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的重要支撐點和輻射源，是國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的重點發(fā)展城市。黃土高原43.4萬km2的水土流失區(qū)是黃河泥沙的主要來源地，近20年來，由于自然因素和人類活動的共同影響，黃河承載的壓力日益增大，使得黃河下游河道的水沙關(guān)系更不協(xié)調(diào)，造成主河槽泥沙淤積加重，流域生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)整體惡化的趨勢［6］;亞歐大陸橋的發(fā)展，為蘭州都市圈的經(jīng)濟發(fā)展和貿(mào)易交流提供了一條便捷的通道，但是由于人類活動和對自然資源的過度開采利用，造成了這一帶嚴重的水土流失，給當(dāng)?shù)厝嗣竦慕?jīng)濟和生產(chǎn)生活帶來了嚴重影響，與社會主義新農(nóng)村建設(shè)及構(gòu)建和諧社會的要求極不適應(yīng)。因此，本研究對于防治蘭州都市圈水土流失，發(fā)展城市、山區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)生產(chǎn)和建設(shè)，整治國土、治理江河，減少水、旱、風(fēng)沙等災(zāi)害，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡及對黃河中下游地區(qū)人民生產(chǎn)、生活安全具有重要的現(xiàn)實意義。

［1］李小榮.蘭州都市經(jīng)濟圈呼之欲出［EB/OL］.http:∥www.gs.xinhuanet.com/jdwt/2009－11/17/conten t 18252407.htm.

［2］梁文釗.蘭州都市圈特征與規(guī)劃原則［J］.甘肅科技，2008，24(9):11－12.

［3］陳建榮，魏志萍，羅進選，等.蘭州市城郊型流域水土流失治理模式研究［R］.蘭州:甘肅省水土保持科學(xué)研究所，2005:18－23.

［4］火高明.永登縣水土保持生態(tài)建設(shè)現(xiàn)狀與治理目標［J］.農(nóng)業(yè)科技與信息，2007(11):55－56.

［5］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.

［6］姬曉東.黃河粗沙來源區(qū)生態(tài)治理亟待加強［N］.榆林日報，2007－08－24(A5).