小流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的初步研究
——以云南東川陶家小河流域?yàn)槔?/h1>

2014-09-21 09:41:33王海帆呂態(tài)能

水土保持研究訂閱 2014年6期 收藏

關(guān)鍵詞：東川坡耕地小河

王海帆, 王 軍, 呂態(tài)能

(1.云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 昆明 650224; 2.云南東川區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治中心, 云南 東川 654100)

小流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的初步研究
——以云南東川陶家小河流域?yàn)槔?/p>

王海帆1, 王 軍2, 呂態(tài)能2

(1.云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 昆明 650224; 2.云南東川區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治中心, 云南 東川 654100)

對(duì)小流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的研究，不僅可以提高當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力，還能夠發(fā)展經(jīng)濟(jì)提高當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳钏?。以云南東川陶家小河為例，通過調(diào)查走訪及運(yùn)用“3S”技術(shù)對(duì)該流域進(jìn)行了全面綜合的調(diào)查，獲取了植被資源、土地資源等生態(tài)資源詳細(xì)資料及數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。結(jié)果表明：由于陶家小河流域內(nèi)森林植被的破壞以及陡坡墾殖和水渠滲漏的原因，導(dǎo)致了流域內(nèi)多處良田和林地被泥沙石塊淤埋，從中上游分布大片森林植被到目前森林覆蓋率僅為15.5%，形成了“生態(tài)破壞—水土流失—農(nóng)田減少—貧困—陡坡墾殖—生態(tài)破壞”的惡性循環(huán)。在流域基本生態(tài)背景的基礎(chǔ)上，提出了種植水土保持林、果樹林以及封禁治理等6條生態(tài)恢復(fù)建議，以期為恢復(fù)流域生態(tài)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

云南東川; 小流域; 生態(tài)資源; 水土流失; 可持續(xù)發(fā)展

小流域是以區(qū)域內(nèi)水源為主要紐帶，緊密連接區(qū)域植被覆蓋、土地利用、水循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)等自然支撐系統(tǒng)的一個(gè)綜合性自然地域系統(tǒng)。小流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)作為我國(guó)西部大開發(fā)戰(zhàn)略部署中的一個(gè)重要舉措，一直以來都是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的一項(xiàng)重要內(nèi)容[1]。經(jīng)過科研工作者長(zhǎng)期以來的研究總結(jié)，生態(tài)環(huán)境破壞總體分為兩大類：一是我國(guó)人口的過快增長(zhǎng)，促使人類活動(dòng)的增加，加劇了水土流失的發(fā)生；二是伐薪燒炭大煉鋼鐵的粗放資源開發(fā)，“三線建設(shè)”、土地承包后林權(quán)變更，森林遭到嚴(yán)重破壞。

本文以云南省東川區(qū)陶家小河流域?yàn)槔?013年2月至8月期間利用“3S”技術(shù)對(duì)該流域進(jìn)行全面綜合的調(diào)查，并對(duì)照流域1∶10 000地形圖和土壤普查資料對(duì)流域內(nèi)土地利用現(xiàn)狀、水土流失現(xiàn)狀、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行系統(tǒng)分析。根據(jù)陶家小河流域生態(tài)環(huán)境狀況和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)建設(shè)的需要，按照“預(yù)防為主、整體規(guī)劃，綜合防治、因地制宜，重點(diǎn)突出、體現(xiàn)效益”、“水土流失治理與生態(tài)資源開發(fā)利用相結(jié)合”的指導(dǎo)思路，探討該流域生態(tài)建設(shè)的措施與建議，以期為恢復(fù)流域生態(tài)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供支撐，同時(shí)也為我國(guó)生態(tài)環(huán)境相似的小流域生態(tài)恢復(fù)提供借鑒。

1 研究區(qū)概況

陶家小河位于云南省東川區(qū)南部，東經(jīng)103°14′24″—103°21′36″，北緯25°57′22″—26°01′35″。陶家小河流域主溝長(zhǎng)16.6 km，發(fā)源于云南省會(huì)澤縣駕車鄉(xiāng)，屬金沙江水系小江流域，自東向西匯入小江東部支流大白河[2]。溝口距東川城區(qū)約20 km，昆明至東川的公路從溝口通過，昆明至東川的鐵路支線從陶家小河與大白河交匯處的西岸通過，東川區(qū)農(nóng)田灌溉命脈工程—團(tuán)結(jié)渠取水壩位于溝口北部300 m處的大>白河主河道上(圖1)。

流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，由于受大氣環(huán)流、太陽輻射和地形等因素影響，具有垂直分帶氣候明顯、干濕季分明、局部暴雨強(qiáng)的特點(diǎn)。隨海拔增加，流域內(nèi)氣溫、降水、蒸發(fā)量和濕度出現(xiàn)明顯變化，可分成三個(gè)氣候亞區(qū)：亞熱帶干熱河谷區(qū)、溫暖帶半干旱—半濕潤(rùn)中山區(qū)和寒溫帶濕潤(rùn)高山區(qū)，各氣候亞區(qū)特征見表1。流域內(nèi)干濕季節(jié)明顯：每年5—10月為雨季，降水量占全年總降水量的88%；6—8月降水量更加集中，多點(diǎn)暴雨占全年降水量的50%以上；11月至次年4月為旱季，降水量只占全年總降水量的12%。

表1 陶家小河流域氣候亞區(qū)特征

2 生態(tài)環(huán)境背景分析

陶家小河流域總面積約為7 116 hm2，其中坡耕地和荒山荒地所占面積最大，分別占有1 613.4 hm2和3 778.7 hm2；另外林地占有1 102.6 hm2，其中疏林地約509.7 hm2、灌木林501 hm2、有林地92 hm2。流域內(nèi)總耕地總面積為1 613.4 hm2，占流域總面積的22.67%(表2)，人均有耕地0.82 hm2，墾殖率達(dá)到95% 以上。其中水田為40.7 hm2，占耕地面積的2.5%；坡耕地為1 572.7 hm2，占耕地面積的97.5%。水田全部分布在下游主溝道兩岸，人均有水田不足0.05 hm2，坡耕地較少，且部分為25°以上的陡坡耕地，需要新開發(fā)農(nóng)田以解決土地資源不足的困難[3]；中上游全部為坡耕地，人均耕地達(dá)到1.35 hm2。

表2 流域內(nèi)土地利用所占比例

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，陶家小河流域植被覆蓋率極低，各地段區(qū)域由于受人為干擾嚴(yán)重，土壤干旱瘦薄，有林地也相對(duì)較少，大部分為荒山荒坡，只在村莊附近有少量成林的樹木。流域內(nèi)喬木林地只有92 hm2，幾乎全部分布在上游地區(qū)，主要為1980年后發(fā)展起來的云南松、華山松、滇楊小片次生林，現(xiàn)已成材。疏幼林有509.6 hm2，是2000年以來的人工造林，但長(zhǎng)勢(shì)緩慢，大多分布在上游駕車鄉(xiāng)政府以西的平緩山坡地帶，樹種以云南松、華山松為主；下游兩岸局部山坡上也有少量分布，樹種以銀合歡為主[4](表3)。灌木林有501 hm2，主要為杜鵑、麻櫟、箭竹、馬桑、坡柳、小雀花、車桑子、苦刺等，呈小塊狀分布，只能作為水土保持基礎(chǔ)林和提供農(nóng)民燃料。沒有成片的經(jīng)果林，只在村莊周圍零星有核桃、板栗、桃、李、花紅等，未形成規(guī)模。

表3 植被分布情況

3 生態(tài)環(huán)境破壞的原因及影響

3.1 生態(tài)環(huán)境破壞的主要原因

陶家小河流域內(nèi)下游的森林由于東川歷史上伐薪燒炭煉銅的粗放資源開發(fā)不斷毀壞，在20世紀(jì)50年代以前只剩中上游少量的森林，隨著大躍進(jìn)大煉鋼鐵和人口增長(zhǎng)對(duì)耕地、燃料的需求擴(kuò)大，貧窮使當(dāng)?shù)剞r(nóng)民不斷毀林開荒種地，目前森林覆蓋率為15.5%[5]。森林砍伐到一定程度，灌叢和草被又被作為燃料，養(yǎng)殖牲畜踐踏了草地，再加之地形陡峻和土壤瘠薄，次生林和人工造林發(fā)展緩慢，造就了流域內(nèi)目前分布最廣的就是荒山荒坡和坡耕地。

流域區(qū)內(nèi)雖然廣泛分布著1 572.7 hm2的坡耕地，且大部分在中上游地帶，但均沒有進(jìn)行過坡地改梯田和土地改良，耕種方式也沒有改進(jìn)。由于生產(chǎn)力落后、耕地產(chǎn)量低下、人口增長(zhǎng)等因素，貧窮一直困擾著當(dāng)?shù)剞r(nóng)民，除了外出務(wù)工掙錢就主要通過增加耕地面積改善生活狀態(tài)，導(dǎo)致大于25°的坡耕地面積在不斷擴(kuò)大，甚至于滑坡體上都開墾坡地耕種[6]。陡坡耕地一遇暴雨，土壤和養(yǎng)分流失十分嚴(yán)重，為泥石流的形成提供了大量的細(xì)顆粒物質(zhì)[7]。

對(duì)于陶家小河這樣一個(gè)主要依靠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的流域來說，生態(tài)環(huán)境的破壞，致使水土流失和滑坡泥石流災(zāi)害對(duì)農(nóng)田造成毀壞，使局部地區(qū)耕地面積迅速減少，農(nóng)民失去基本生產(chǎn)資料后又加快陡坡耕種和延緩滑坡體上坡耕地退耕還林，導(dǎo)致“生態(tài)破壞—水土流失—農(nóng)田減少—貧困—陡坡墾殖—生態(tài)破壞”的惡性循環(huán)。

3.2 生態(tài)環(huán)境破壞的影響

陶家小河從溝口到卡力村下部長(zhǎng)達(dá)6 km的河道內(nèi)，1990年以前附近農(nóng)民曾經(jīng)開墾了約120 hm2的水田，但隨著生態(tài)環(huán)境的破壞和滑坡泥石流的加劇，現(xiàn)只剩下40.7 hm2[8]。上岔河一帶也曾零星分布著10多公頃的水田，現(xiàn)已全部被泥沙石塊淤埋。溝口西岸大白河沿線原有的50 hm2良田也由于泥沙淤積變成荒灘[9]?？Υ濉⑺矍?、水節(jié)、爛基房、新田等地因滑坡崩塌危害坡耕地約150 hm2，直接毀壞的坡耕地有32 hm2。

4 生態(tài)環(huán)境建設(shè)與恢復(fù)的建議

根據(jù)陶家小河流域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)建設(shè)的需要，按照“預(yù)防為主、整體規(guī)劃，綜合防治、因地制宜，重點(diǎn)突出、體現(xiàn)效益”、“水土流失治理與生態(tài)資源開發(fā)利用相結(jié)合”的指導(dǎo)思路，本文建議應(yīng)積極開展以下生態(tài)建設(shè)內(nèi)容。

4.1 營(yíng)造水土保持造林

在上游水節(jié)、小麥地和下游局部水源條件好、土層較厚的地區(qū)，營(yíng)造用材林187.7 hm2。林地類型為喬木混交林，上游樹種選擇華山松、云南松，下游樹種選擇中林美合楊、桉樹、竹、銀合歡相思樹等[10]。整地方式為水平階整地，階寬0.7 m；造林方式為植苗造林，地徑0.6 cm，密度為4 995株/hm2；在中上游的大片荒山荒坡營(yíng)造薪炭林1 374.5 hm2，林地類型為灌木混交林，樹種根據(jù)海拔和土壤條件選擇杜鵑麻櫟、箭竹、簇竹、馬桑、坡柳、小雀花、車桑子、苦刺、桐麻、橄欖等。整地方式為穴狀整地，挖塘直徑0.4 m；造林方式為直播造林，密度為6 660塘/hm2[11]。

4.2 種植果樹林

在中上游水節(jié)等局部水肥條件好、靠近村莊的地段，營(yíng)造果木林46.8 hm2。樹種選擇中華圣桃、核桃、板栗等，整地方式為大塘整地，直徑×坑深=0.8 m×0.8 m，造林方式為植苗造林，地徑1.0 cm，密度為750株/hm2。

4.3 封禁治理

對(duì)流域內(nèi)水土保持造林剩下的荒山荒坡和難利用地及部分疏幼林實(shí)施人工封禁管護(hù)，面積為3 418 hm2。防止亂砍濫伐、肆意放牧等，以便保障森林疏幼林的正常生長(zhǎng)及灌草植被的恢復(fù)，減少人為造成荒山荒坡和難利用地的水土流失[12]。

采取全年封禁管護(hù)，設(shè)立封禁標(biāo)志，晚秋可以適當(dāng)有序開放，允許村民在護(hù)林人員的有效監(jiān)督管理下到林間割草、修枝，待3年之后根據(jù)植被恢復(fù)情況可適當(dāng)輪封輪牧。

4.4 實(shí)施保土耕作措施

流域中上游有大量的坡耕地，是農(nóng)民主要的產(chǎn)糧基地，對(duì)528.8 hm2緩坡耕地實(shí)施保土耕作措施，對(duì)51.6 hm2的陡坡耕地實(shí)施植物護(hù)埂措施，既可達(dá)到蓄水保土保肥，又能提高坡耕地糧食產(chǎn)量[13]。保土耕作措施主要采用等高帶狀耕作、溝垅種植和間種、套種種植法，植物護(hù)埂措施主要采用地埂種草保墑。

在春季和夏季于坡耕地田邊地埂上種植速生草本植物，既可綠化地埂，又可保水保土護(hù)埂，還可進(jìn)行間割做為牲畜飲料和有機(jī)肥，如小冠花、黑三葉、白三葉、蕎、大葉豆、綠肥等；水源條件好的還可種植蔬菜，如架豆、黃豆、小米菜等；坡度較陡的局部地段還可種植高桿的金光菊，既可作為燃料又可防止地埂坍塌。

4.5 增加植被覆蓋面積，提高綠化程度

流域內(nèi)實(shí)施水土保持造林和封禁治理措施后，爭(zhēng)取新增森林面積1 609 hm2、逐步恢復(fù)稀疏灌木草坡面積3 418 hm2，使流域內(nèi)森林總面積達(dá)到2 711.6 hm2。隨著森林面積和封禁治理后恢復(fù)稀疏灌木草坡面積的大范圍增加，禁止亂砍濫伐和防止火災(zāi)，山雞、野兔、松鼠、蛇及鳥類等野生動(dòng)物有了棲息和繁殖的生態(tài)環(huán)境，數(shù)量將隨之增加，最后達(dá)到動(dòng)植物相依相存的和諧生物結(jié)構(gòu)。

4.6 增強(qiáng)保土保水保肥能力，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)

農(nóng)耕措施中將對(duì)528.8 hm2緩坡耕地實(shí)施保土耕作，對(duì)51.6 hm2的陡坡耕地實(shí)施植物護(hù)埂，有效保持了表層土壤和有機(jī)質(zhì)，增加降水入滲，減輕暴雨對(duì)坡地的侵蝕；同時(shí)植物護(hù)埂和封禁治理提供了牧草、飼料和綠肥，變肆意放牧為牲畜圈養(yǎng)、發(fā)展沼氣燃料，增加農(nóng)民在坡耕地上施加有機(jī)肥的數(shù)量，使糧食產(chǎn)量和牲畜養(yǎng)殖量均明顯提高，改變過去粗放掠奪式的耕作方式和落后的能源采取方式，真正達(dá)到科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。

5 結(jié) 論

陶家小河流域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，由于災(zāi)害嚴(yán)重，其首要目標(biāo)是控制水土流失的極端災(zāi)害——泥石流和滑坡，明顯減輕水土流失量，有效保護(hù)村莊、水利、交通、農(nóng)田的安全；在改善生態(tài)環(huán)境和坡耕地耕作條件、農(nóng)田水利設(shè)施的基礎(chǔ)上，開發(fā)利用生態(tài)資源，發(fā)展經(jīng)濟(jì)以提高當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳钏健?/p>

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PreliminaryResearchandAnalysisofEcologicalEnvironmentConstructionintheSmallRiverBasin—ACaseStudyinTaojiaSmallRiver,YunnanProvince

WANG Hai-fan1, WANG Jun2, Lü Tai-neng2

(1.YunnanCollegeofForestryTechnology，Kunming650224,China; 2.GeologicalDisasterPreventionCenterofDongchuanDistrict,Kunming654100,China)

Research on construction of ecological environment in the small river basin will not only improve the local ecological environment resistance to natural disasters, but also develop the economy and improve the living standards of local people. Taojia basin was taken as an example, through investigation and using 3S technology,a comprehensive investigation in this basin was carried out. We have obtained the detailed information and data of ecological resources in the Taojia basin, including vegetation resources and land resources,and then we have analyzed and processed the information and data. The results show that some good fields and forest lands were buried by sediment and rocks in the river basin because of the destruction of forest, reclamation on steep slopes and canal leakage in Taojia small river basin. Coverage of forest and vegetation in the upper and middle reaches to only 15.5 percent of the forest coverage now, these changes show a vicious circle of ecological damage-soil erosion and water loss-field decrease-poverty-reclamation on steep slopes-ecological damage. Based on the analysis of the basic ecological background in the river basin, we proposed some suggestions on ecological restoration such as planting soil and water conservation forest, orchard, closing hillside, and so on, in order to provide support for the restoration and the sustainable development of ecological environment in the river basin.

Dongchuan of Yunnan Province; river basin; ecological resources; soil and water loss; sustainable development

2013-10-12

：2013-10-20

國(guó)家科技支撐計(jì)劃“金沙江下游庫區(qū)小流域生態(tài)修復(fù)及滑坡泥石流產(chǎn)沙調(diào)控技術(shù)與示范”(2012BAC06B02-02)

王海帆(1987—),男,云南昆明人,助教,碩士,主要從事林學(xué)教學(xué)及研究工作。E-mail:wanghaifan1987@126.com

X171.1

：A

：1005-3409(2014)06-0256-04

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重金屬在豬飼料-糞污-沼液中的變化特征