熱帶雨林景區(qū)建設(shè)中的水土流失防治途徑探討

邢路平，王永喜，王耀建

(深圳市北林苑景觀及建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 深圳 518038)

近年來海南旅游業(yè)發(fā)展快，大規(guī)模的熱帶雨林開發(fā)時(shí)有發(fā)生，熱帶雨林景區(qū)開發(fā)多在生態(tài)環(huán)境很好的小流域進(jìn)行，施工過程中產(chǎn)生的水土流失極易造成河道淤積、河流水質(zhì)下降，影響防洪能力，并直接威脅到周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，根據(jù)熱帶雨林區(qū)小流域水土流失特點(diǎn)做好水土保持工作具有重要意義。呀諾達(dá)小流域作為國家5A級景區(qū)開發(fā)后，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)道路沿線邊坡大面積裸露，部分植被遭到破壞，河道淤積嚴(yán)重，生境遭到破壞，與周邊景觀極不協(xié)調(diào)。為解決景區(qū)開發(fā)引發(fā)的水土流失所致的環(huán)境問題，受景區(qū)建設(shè)單位委托我們對項(xiàng)目區(qū)水土流失治理進(jìn)行了規(guī)劃。本項(xiàng)目將水土保持融入熱帶雨林景觀，各項(xiàng)措施注重與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)[1-2]，對促進(jìn)熱帶雨林區(qū)小流域開發(fā)中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和減少景區(qū)開發(fā)造成的水土流失有積極作用。

1 呀諾達(dá)小流域概況

呀諾達(dá)小流域位于呀諾達(dá)熱帶雨林景區(qū)內(nèi)部，流域面積5.45 km2，地貌以山地丘陵為主，植物覆蓋率達(dá)85%，植被屬于丘陵溝谷熱帶雨林類型，天然次生林以樟科、殼斗科及桃金娘科植物為主，人工林主要為橡膠林及少量的防護(hù)林和果木林，其中橡膠林占比較大，其次為果木林，包括龍眼、杧果、荔枝等經(jīng)濟(jì)林木。該地區(qū)有維管植物104科378屬703種，其中蕨類植物有14科21屬34種，被子植物有88科355屬664種。保護(hù)植物有野生荔枝、龍眼、海南韶子、細(xì)子龍、海南大風(fēng)子、海南蘇鐵、毛茶、白木香、青梅和蝴蝶樹等，在703種植物中，有青梅、蝴蝶樹、野生荔枝、野生龍眼、細(xì)子龍等多種海南熱帶雨林代表種。土壤類型為磚紅壤，主要為母質(zhì)花崗巖，也有少量板巖、石英巖和礫巖。土地上沙下黏，土壤容重大、空隙度偏小，有機(jī)質(zhì)平均含量1.76%，全氮含量0.075%，速效磷、鉀極為缺乏，開墾后土壤有酸化的趨勢。年均氣溫25.7 ℃，年均降水量1 800 mm。流域內(nèi)有合口河、南林河，兩者匯入藤橋西河，再匯入下游赤田水庫。

2 呀諾達(dá)小流域水土流失特點(diǎn)

呀諾達(dá)小流域水土流失的成因包括自然因素與人為因素[3]。與其他地區(qū)相比，項(xiàng)目區(qū)山高坡陡，建設(shè)用地匱乏，雨水充沛，溝壑眾多[4],滑坡災(zāi)害問題日益嚴(yán)重[5]。呀諾達(dá)小流域所在區(qū)域大雨、暴雨、大暴雨在雨季經(jīng)常發(fā)生，為水土流失的產(chǎn)生提供了充足的動力，流域內(nèi)山地丘陵綿延起伏，也為水土流失的發(fā)生發(fā)展提供了潛在的可能性[3]；流域內(nèi)地表土壤以磚紅壤為主，而磚紅土壤本身的抗蝕性較差加劇了土壤流失，林草植被、枯枝落葉和植物根系也密切影響著水土流失強(qiáng)度[6]。熱帶雨林在維持區(qū)域生態(tài)環(huán)境中有巨大而又不可替代的作用，其森林凋落物及根系對防止水土流失和涵養(yǎng)水源尤為重要[7]，但景區(qū)建設(shè)活動破壞了部分熱帶雨林原生結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)氐捻樒赂?、不合理的房屋建設(shè)、公路開挖等一系列人為活動，會擾動土地、改變地形地貌、破壞植被，成為觸發(fā)和加劇水土流失的主要誘因[3]。

3 呀諾達(dá)小流域水土流失防治體系

3.1 水土流失治理的整體思路

突出生態(tài)修復(fù)，多種措施并舉，是實(shí)現(xiàn)水土保持生態(tài)修復(fù)的最佳途徑[8]。各項(xiàng)措施應(yīng)與生態(tài)保護(hù)、景觀建設(shè)、林地保護(hù)相結(jié)合，盡量接近自然原生態(tài)，不破壞現(xiàn)有生境。

根據(jù)各治理區(qū)的生態(tài)環(huán)境、水土流失程度、地理位置，進(jìn)行分區(qū)治理。對植被較好、水土流失較輕的區(qū)域，以不干擾為原則，進(jìn)行封育保護(hù)。對因景區(qū)建設(shè)而造成嚴(yán)重破壞的邊坡區(qū)，采取先以工程措施治理保證邊坡安全，后進(jìn)行邊坡生態(tài)修復(fù)的防治方式。對于因墾殖造成一定破壞的林區(qū)，則選擇補(bǔ)植合適的樹種，以增加生物多樣性，促進(jìn)群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使其逐漸接近自然。結(jié)合景區(qū)建設(shè)布設(shè)各項(xiàng)水土保持措施，位于核心景區(qū)的各項(xiàng)措施應(yīng)在發(fā)揮水土保持及生態(tài)修復(fù)作用的同時(shí)兼具展示作用，使游客在參觀的同時(shí)對水土保持的重要作用有所了解。

3.2 水土流失防治措施

針對呀諾達(dá)小流域水土流失的成因與特點(diǎn)，以生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理及生態(tài)保護(hù)為手段，結(jié)合治理實(shí)際，有針對性地總結(jié)出4種典型的水土流失防治措施。

3.2.1 植被恢復(fù)

研究表明，在熱帶雨林不同墾殖利用方式中，混合林較單植橡膠等樹種，可減少水土流失20%以上，較種植農(nóng)作物可減少水土流失90%以上[9]?；诖?，對坡度小于25°的區(qū)域，以保育為主，輔以人工干預(yù)的治理措施。具體做法是局部補(bǔ)種熱帶雨林植物，豐富群落層次和植物種類，逐漸恢復(fù)成植物種類豐富、群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生物多樣性較高的多層混交的熱帶雨林植被群落，促進(jìn)其自然演替。植物的選配原則是：①充分考慮水資源的平衡，選擇耐澇樹種；②堅(jiān)持以鄉(xiāng)土樹種為主，地帶性植被類型優(yōu)先并兼顧植物多樣性的原則；③優(yōu)良速生樹種和慢生樹種平衡配置，做到以短養(yǎng)長、以長補(bǔ)短、長短結(jié)合。主選植物種有高山榕、小葉榕、青梅、青果榕、秋楓、菠蘿蜜、陰香、潺槁木姜子、黃樟、華潤楠、大黑桫欏、桫欏、橄欖、白藤等。

3.2.2 封育保護(hù)

對坡度大于25°或土層厚度小于25 cm但植被狀況較好的區(qū)域，設(shè)置封禁標(biāo)牌。封禁標(biāo)牌的設(shè)置遵循以下原則：①設(shè)置于封禁區(qū)域的出入口、路旁等人為活動比較頻繁的區(qū)域；②封禁標(biāo)牌明確封禁范圍、封禁管理規(guī)定或管護(hù)公約等；③每個(gè)封禁區(qū)域至少設(shè)置封禁標(biāo)牌1處；④封禁標(biāo)牌的形狀、規(guī)格與材料與當(dāng)?shù)鼐坝^相協(xié)調(diào)。林草破壞嚴(yán)重、恢復(fù)比較困難的區(qū)域設(shè)置與當(dāng)?shù)鼐坝^相協(xié)調(diào)的護(hù)欄、圍網(wǎng)等。

3.2.3 生態(tài)護(hù)坡

對裸露或者存在水土流失隱患的邊坡采取植物措施輔以工程措施的綜合治理。

坡面水系及配套工程包括截水溝、排水溝、沉沙池和道路。排水溝與景區(qū)道路結(jié)合布置，沉沙池布置在截水溝與排水溝的連接處。山坡坡度不大時(shí)，截水溝采用梯形斷面，山坡坡度較大時(shí)截水溝采用矩形斷面，跌水每層高度取200～300 mm。截水溝、跌水的材質(zhì)根據(jù)場地條件就地取材，采用漿砌石結(jié)構(gòu)。

在場區(qū)內(nèi)存在一定高差的地段布設(shè)生物磚排水溝，在坡度較緩的地方采用生態(tài)草溝，這兩種排水溝形態(tài)更接近于自然。排水溝根據(jù)沿線地形和地質(zhì)條件布設(shè)，并與沿線的地面坡度相近，以減少開挖量。主要施工內(nèi)容有土方開挖、回填、漿砌石等。施工以人工為主，小型機(jī)械為輔。

根據(jù)坡面面積、坡度、所處位置的不同，同時(shí)配合景區(qū)建設(shè)，共采取了8種生態(tài)護(hù)坡方式。分別為喬草護(hù)坡、拱形梁植草護(hù)坡、干砌石植生槽護(hù)坡、噴草灌護(hù)坡、木樁護(hù)坡、鐵絲石籠植草護(hù)坡、客土噴混植生護(hù)坡和掛網(wǎng)噴混植生護(hù)坡，總護(hù)坡面積為22 000 m2。石籠護(hù)坡及木樁護(hù)坡主要集中在河道兩岸，并對木樁進(jìn)行防腐處理；大于70°的軟巖及土石混合高陡邊坡采用掛網(wǎng)噴混植生護(hù)坡；小于70°的軟巖邊坡采用噴草灌護(hù)坡和客土噴混植生護(hù)坡；景區(qū)道路施工造成的邊坡，主要采用拱形梁植草護(hù)坡、喬草護(hù)坡及干砌石植生槽護(hù)坡。護(hù)坡植物要求根系發(fā)達(dá)、落葉量大或固氮能力較強(qiáng)，且具備耐貧瘠、防污染、抗病蟲、適于自然生長的特點(diǎn)。

3.2.4 溝道治理

為減少徑流中的沙石量和調(diào)節(jié)雨季洪水流量，在有季節(jié)性水流的河溝內(nèi)，選擇口小肚大的部位建攔沙壩。本項(xiàng)目漿砌石攔沙壩長90 m，壩高3.5 m(壩基厚度1.5 m，攔水深度1 m，水上高度1 m)，壩頂寬度3 m，壩底寬度5.63 m。

為防止溝床沖刷及泥沙災(zāi)害，本項(xiàng)目利用現(xiàn)狀地形在溝道中適當(dāng)位置設(shè)置3種谷坊用來防治水土流失，分別為樹樁編籬谷坊、木谷坊和鐵絲石籠谷坊。

樹樁編籬谷坊。在定線清基后，開挖深、寬各0.5 m的溝槽一道，其長度應(yīng)保證切入溝坡1 m；用從溝內(nèi)取出的土修筑下方的海漫，其長度為谷坊高度的1.5倍。挖好溝槽之后，沿上下兩側(cè)各栽植一行長1.5 m、直徑為5～10 cm的樹樁，樁距20～25 cm，插入土中0.5 m。埋樹樁時(shí)，應(yīng)盡量避免傷及樹樁外皮，并使芽眼向上。

木谷坊。項(xiàng)目區(qū)木料來源豐富，適宜采用木料谷坊。木料谷坊具有施工簡單、費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，在森林覆蓋率高的國家如日本、奧地利等均有這種谷坊分布。在有長流水的溝道中，應(yīng)對木料先進(jìn)行防腐處理，再行施工。

鐵絲石籠谷坊。這種谷坊的特點(diǎn)是有一定的彈性，在溝底發(fā)生沖刷后，能自動沉降，繼續(xù)起保護(hù)溝床的作用。用竹子編成籠子，用10號鐵絲固定，格眼6～12 cm，籠長10 m以下，直徑為0.3～1.0 m。谷坊防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇6 h最大降雨。

4 呀諾達(dá)小流域水土流失監(jiān)測及防治效果

本項(xiàng)目于2012年11月開工建設(shè)，施工建設(shè)期為6個(gè)月，自然恢復(fù)期為1年，水土保持監(jiān)測時(shí)段取2012年11月至2014年4月，共18個(gè)月。監(jiān)測方法采用樁釘法、侵蝕溝樣方法、沉沙池沉積泥沙稱重法、植被調(diào)查法。監(jiān)測的內(nèi)容主要為各項(xiàng)防治措施的面積、數(shù)量、質(zhì)量，植物措施的成活率、生長情況，工程措施的穩(wěn)定性、完好性和運(yùn)行情況。

監(jiān)測結(jié)果顯示，項(xiàng)目區(qū)水土流失整體上得到控制，土壤侵蝕強(qiáng)度降低到輕度至微度水平，水土流失嚴(yán)重的區(qū)域基本得到治理，治理度達(dá)到95%以上，林草覆蓋率達(dá)90%以上，植被生長良好、成活率達(dá)到95%以上，排水、沉沙、護(hù)坡等工程措施保存完好、運(yùn)行良好。項(xiàng)目區(qū)溝道沖刷得到治理，道路邊坡得到保護(hù)，環(huán)境得到改善。通過植樹造林和封禁治理，現(xiàn)有林地的郁閉度良好，充分發(fā)揮了林地涵養(yǎng)水源的功能，保護(hù)了下游水庫水質(zhì)。

5 結(jié) 語

海南省赤田水庫水源保護(hù)區(qū)呀諾達(dá)小流域水土保持項(xiàng)目，對景區(qū)開發(fā)造成的裸露邊坡進(jìn)行了全方位的生態(tài)修復(fù)，并在溝道中采用了適當(dāng)?shù)臄r沙措施，對現(xiàn)狀植被以保育為主，適當(dāng)進(jìn)行了人工干預(yù)。項(xiàng)目對山體原有植被進(jìn)行了相應(yīng)的林相改造，增加了物種多樣性，豐富了植物景觀，其形成的植物群落將對降水、地表徑流進(jìn)行再分配，對土壤結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進(jìn)行改良，可充分發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源、保持水土、改良土壤、改善水質(zhì)、凈化環(huán)境的生態(tài)效益。

目前所采用的水土流失防護(hù)措施，景觀效果一般，如何提高水土保持措施的觀賞性并使之與景觀建設(shè)更緊密結(jié)合還有待進(jìn)一步探討。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的各類工程措施，如格構(gòu)梁、漿砌石排水溝等，雖安全性較高，但占地面積較大，不利于植被生長，因此進(jìn)一步研究其替代措施具有重要意義。

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[作者簡介] 邢路平(1988—)，女，內(nèi)蒙古開魯縣人，工程師，學(xué)士，主要從事水土保持相關(guān)工作。

[收稿日期] 2017-12-14