甘肅省黃土高原生態(tài)治理技術(shù)研究

尚新明，劉文峰，魚海霞，孛永明，劉小榮，魏 雯

(定西市水土保持科學(xué)研究所，甘肅 定西 743000)

甘肅省黃土高原位于我國(guó)西北黃土高原的西部，東鄰陜西，西至烏鞘嶺和青海，北接寧夏，南以迭山、西秦嶺分水嶺為界。地理位置介于100°43′～108°42′E、33°6′～37°39′N之間，與青藏高原、內(nèi)蒙古高原連接，和西北干旱區(qū)、青藏高寒區(qū)、東部季風(fēng)區(qū)三大自然區(qū)域相交匯，主要包括蘭州、定西、天水、平?jīng)觥c陽、白銀、臨夏7個(gè)市(州)的50個(gè)縣(市、區(qū))，總面積10.46萬km2，占甘肅省總面積(42.59萬km2)的24.56%，占全國(guó)黃土高原面積(64.87萬km2)的16.12%，涵蓋了甘肅省黃土高原地區(qū)水土流失嚴(yán)重的黃土高塬溝壑區(qū)、黃土丘陵溝壑區(qū)及少量分布的土石山區(qū)，是我國(guó)乃至世界上水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)。該區(qū)地域面積大，地質(zhì)地貌、氣候類型復(fù)雜，除海洋生態(tài)系統(tǒng)外的森林、荒漠、濕地、農(nóng)田、城市等五大陸地生態(tài)系統(tǒng)均有發(fā)育，具有自然因素影響大、干旱半干旱范圍廣、水土資源不匹配、植被少而不均、承載力低、修復(fù)能力弱等生態(tài)基本特征，加之人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的干擾，生態(tài)退化十分嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平比較落后且很不平衡。該區(qū)的生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展問題一直受到黨中央、國(guó)務(wù)院的高度重視，其生態(tài)治理在國(guó)家生態(tài)建設(shè)中具有重要戰(zhàn)略地位。

1 甘肅黃土高原生態(tài)環(huán)境治理存在的主要問題

(1)森林資源總量不足、分布不均、質(zhì)量不高。天然林面積約2 000 km2，僅占區(qū)域面積的1.91%。有林地約占甘肅黃土高原面積的16.0%，占到甘肅省林地面積的63.0%,森林覆蓋率只有15.96%。森林平均蓄積量為86.79 m3/hm2，人工林僅35.93 m3/hm2，低于全國(guó)平均水平(89.79 m3/hm2)和世界平均水平(128.3 m3/hm2)。

(2)草地退化較為普遍。截至2014年底，草地面積5 630 km2，平均超載率較高，中度以上明顯退化的草原面積接近50%。受多種因素影響，草原生態(tài)“局部好轉(zhuǎn)，總體惡化”的趨勢(shì)沒有得到根本遏制， 90%的可利用草原出現(xiàn)了不同程度的退化，鼠蟲害發(fā)生面積廣，草地沙化、鹽堿化現(xiàn)象較嚴(yán)重，草場(chǎng)退化導(dǎo)致生態(tài)功能弱化，生態(tài)系統(tǒng)趨向脆弱。

(3)土地沙化問題突出。目前，甘肅黃土高原有風(fēng)蝕面積1 410 km2，占全省土地總面積的0.33%，沙化土地主要分布在白銀市的景泰縣，其中中度以上風(fēng)蝕沙化土地面積比例超過95%，極強(qiáng)烈以上面積6 700 km2，占風(fēng)蝕沙化土地面積的4.7%。其他市(州)也有不同程度的土地沙化，土地沙化問題已對(duì)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家生態(tài)安全構(gòu)成了重大威脅。

(4)濕地功能退化。蘭州、白銀等地的黃河自然濕地面積縮減，河湖生態(tài)退化、濕地景觀喪失、生物多樣性衰退、濕地生態(tài)功能下降；濕地過度利用、鹽堿化加劇、生物侵害處于高發(fā)態(tài)勢(shì)。甘南高原濕地面積萎縮，水源涵養(yǎng)和調(diào)蓄功能有所下降。

(5)農(nóng)田生態(tài)面臨諸多威脅。長(zhǎng)期重用、輕養(yǎng)，重化肥、輕有機(jī)肥，對(duì)耕地保護(hù)不夠，過度開發(fā)利用導(dǎo)致耕地地力退化，質(zhì)量有逐年下降趨勢(shì)。同時(shí)，不當(dāng)?shù)睦梅绞揭惨l(fā)自然災(zāi)害，造成水土流失加劇。部分灌區(qū)出現(xiàn)土壤次生鹽漬化，農(nóng)藥、化肥、地膜的大量施用及工業(yè)“三廢”等日益成為產(chǎn)生耕地污染的新因素。

(6)水土流失形勢(shì)依舊嚴(yán)峻。該區(qū)原有水土流失面積8.48萬km2，截至2014年底累計(jì)治理4.71萬km2，水土流失治理程度不到60%，尚有2.7萬km2中度以上水土流失面積急需整治。甘肅黃土高原區(qū)有長(zhǎng)度在1 km以上的溝道5萬多條，涇河上游有1.1萬km2的多沙粗沙區(qū)，渭河、涇河等重點(diǎn)支流水土流失綜合治理程度普遍較低。

(7)生態(tài)災(zāi)害多發(fā)。干旱、冰雹、泥石流、滑坡、洪澇、沙塵暴等自然災(zāi)害頻發(fā)，區(qū)內(nèi)7個(gè)市(州)均有地質(zhì)災(zāi)害分布，危害范圍廣、程度重，其中干旱、冰雹等災(zāi)害直接導(dǎo)致糧食減產(chǎn)。2016年春夏秋三季連旱，直接導(dǎo)致定西市大面積農(nóng)作物減產(chǎn)，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成了嚴(yán)重影響。

2 甘肅黃土高原生態(tài)治理分區(qū)

根據(jù)甘肅黃土高原7個(gè)市(州)50個(gè)縣(市、區(qū))的分布區(qū)域和國(guó)家生態(tài)功能區(qū)及甘肅省生態(tài)安全屏障“四屏一廊”建設(shè)布局，結(jié)合治理區(qū)域地貌特征及生態(tài)差異性、水土流失狀況、人口密度、經(jīng)濟(jì)建設(shè)及生態(tài)功能定位等，將該區(qū)劃分為以水源補(bǔ)給、土壤水涵養(yǎng)為主的5個(gè)生態(tài)治理區(qū)(表1)。

3 甘肅黃土高原生態(tài)治理技術(shù)及措施

甘肅黃土高原屬全國(guó)和甘肅省主體功能區(qū)規(guī)劃和生態(tài)安全屏障綜合試驗(yàn)區(qū)區(qū)劃范圍，既是全國(guó)水土流失治理和防沙治沙的重點(diǎn)區(qū)域，也是《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》確定的“兩屏三帶”全國(guó)生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中“黃土高原—川滇生態(tài)屏障”和“北方防沙帶”的重要組成部分，其生態(tài)建設(shè)是確保西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施、涵養(yǎng)補(bǔ)給黃河水源、實(shí)現(xiàn)下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的有效保障，是阻止沙塵暴等惡劣氣候環(huán)境、促進(jìn)北方地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的前沿陣地，其生態(tài)安全在西北乃至全國(guó)具有非常重要的地位。依據(jù)統(tǒng)一規(guī)劃、分區(qū)治理、綜合防治、效益優(yōu)先的原則，針對(duì)問題采取相應(yīng)的治理技術(shù)及治理措施。

(1)甘南高原地區(qū)黃河上游生態(tài)安全屏障。該區(qū)存在的主要問題是：草場(chǎng)退化、沙化嚴(yán)重，草畜矛盾突出；局部退耕地復(fù)墾和耕地撂荒現(xiàn)象并存，水土流失面積依然較大；主要黃河水源補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)水功能下降。

其治理技術(shù)及治理措施：①黃河水源補(bǔ)給區(qū)草原改良治理技術(shù)：實(shí)施退牧還草、草原有害生物防控、草田輪作、草原防火、草原畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型等工程。②黃河水源補(bǔ)給區(qū)中幼齡林撫育技術(shù)：采取間伐、修枝、割灌等撫育措施，對(duì)中幼齡林開展撫育工作，改善林分結(jié)構(gòu)，提高森林質(zhì)量，增強(qiáng)抵御自然災(zāi)害能力，更好地發(fā)揮森林的防護(hù)效能和多種效益。③黃河水源補(bǔ)給區(qū)天然林和重點(diǎn)公益林保護(hù)技術(shù)：主要開展封山育林，實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程。④ 黃河水源補(bǔ)給區(qū)退耕還林技術(shù):在鞏固第一輪退耕還林工程成果的基礎(chǔ)上，按照全面規(guī)劃、分步實(shí)施，突出重點(diǎn)、穩(wěn)步推進(jìn)的要求，繼續(xù)有計(jì)劃、分步驟地實(shí)施第二輪退耕還林工程。在布局上進(jìn)一步突出重點(diǎn)區(qū)域，力爭(zhēng)使25°以上坡耕地和嚴(yán)重沙化耕地全部退耕還林。

(2)中部沿黃河地區(qū)生態(tài)走廊。該區(qū)存在的主要問題是：中部沿黃河水力、風(fēng)力侵蝕區(qū)(景泰縣、平川區(qū)、白銀區(qū)、靖遠(yuǎn)縣)，自然生態(tài)環(huán)境脆弱，旱、雹、霜、凍等自然災(zāi)害頻繁；降水量少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，植被覆蓋度低；風(fēng)蝕和水蝕面積大，土地退化沙化嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)資源數(shù)量減少、質(zhì)量退化；生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)不斷造成新的水土流失，礦山毀損區(qū)土地復(fù)墾工程任務(wù)艱巨。中部沿黃河水力侵蝕區(qū)(蘭州市城關(guān)區(qū)、安寧區(qū)、七里河區(qū)、西固區(qū)、紅古區(qū)、蘭州新區(qū)、榆中縣、皋蘭縣、永登縣、會(huì)寧縣)，降水量少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，植被覆蓋度低，森林覆蓋率低；生態(tài)環(huán)境比較脆弱，水土流失嚴(yán)重；城市建設(shè)與土地供給矛盾突出；農(nóng)業(yè)面源污染較重；生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)不斷造成新的水土流失，資源枯竭城市礦山環(huán)境治理和礦山毀損區(qū)土地復(fù)墾工程任務(wù)量大。

其治理技術(shù)及治理措施為：①沿黃河風(fēng)蝕區(qū)防風(fēng)治沙技術(shù)：以景泰縣、靖遠(yuǎn)縣和平川區(qū)為重點(diǎn)，封造管結(jié)合、以封為主，生物措施和工程措施結(jié)合，推進(jìn)以封禁保護(hù)和固沙造林為重點(diǎn)的防沙治沙工程建設(shè)。②沿黃河風(fēng)蝕區(qū)、水蝕區(qū)礦山環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)：對(duì)白銀市平川區(qū)、靖遠(yuǎn)縣礦山損毀區(qū)進(jìn)行治理，對(duì)采煤塌陷、挖損和矸石、粉煤灰等壓占土地進(jìn)行復(fù)墾，平整土地，種草種樹，減少水土流失。③沿黃河風(fēng)蝕區(qū)、水蝕區(qū)保護(hù)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)改良技術(shù)：開展農(nóng)業(yè)面源污染治理，發(fā)展農(nóng)田高效節(jié)水、基本農(nóng)田保育(治理鹽堿化)和保護(hù)性耕作示范工程。④沿黃河水蝕區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)：以坡改梯、退耕還林還草為重點(diǎn)，突出小流域綜合治理、生態(tài)清潔流域建設(shè)。⑤沿黃河水蝕區(qū)植被修復(fù)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)技術(shù):采取封禁治理和天然保護(hù)林、防護(hù)林建設(shè)等措施，強(qiáng)化區(qū)域森林資源管護(hù)和植被恢復(fù)。

(3)隴中地區(qū)黃土高原生態(tài)安全屏障。該區(qū)存在的主要問題是：森林覆蓋率低；局部水土流失有加劇趨勢(shì)，水土流失沒有得到根本遏制；降水少，干旱、冰雹等自然災(zāi)害頻發(fā)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展水平較低，隴中一些縣(區(qū))耕地撂荒面積較大；農(nóng)村環(huán)境及河道污染較重。

其治理技術(shù)及治理措施為：①隴中丘陵區(qū)森林植被保護(hù)和培育技術(shù)：采取封禁治理、人工造林等措施保護(hù)和培育生態(tài)系統(tǒng)。②隴中丘陵區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)：以耕地整治提質(zhì)為重點(diǎn)，突出流域生態(tài)清潔治理，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量，增加農(nóng)民生產(chǎn)收入。③隴中丘陵區(qū)保護(hù)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)改良技術(shù)：開展農(nóng)田高效節(jié)水、基本農(nóng)田保育工程，鞏固和發(fā)展退耕還林成果，推進(jìn)梯田改造工程，促進(jìn)現(xiàn)代高效節(jié)水農(nóng)業(yè)工程建設(shè)。

(4)隴東地區(qū)黃土高原生態(tài)安全屏障。該區(qū)存在的主要問題是：隴東丘陵溝壑區(qū)(莊浪縣、靜寧縣、華亭縣、環(huán)縣、華池縣、慶城縣、合水縣)，旱、雹、霜、凍等自然災(zāi)害頻繁；降水偏少，水資源貧乏，農(nóng)業(yè)耕墾指數(shù)高，農(nóng)業(yè)資源數(shù)量減少和質(zhì)量退化、農(nóng)業(yè)環(huán)境外源性污染和內(nèi)源性污染并存；植被破壞嚴(yán)重，水力侵蝕面積大，水土流失嚴(yán)重，是黃河上游主要粗沙輸沙區(qū)；森林結(jié)構(gòu)單一且林木蓄積量??；礦產(chǎn)資源豐富，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)破壞土地及植被資源現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，工程建設(shè)不斷造成新的水土流失，生態(tài)環(huán)境未得到根本改善。隴東塬區(qū)(崆峒區(qū)、涇川縣、靈臺(tái)縣、崇信縣及慶陽市西峰區(qū)、正寧縣、鎮(zhèn)原縣、寧縣)，降水時(shí)空分布不均，水土流失仍比較嚴(yán)重，生態(tài)脆弱；塬面城鎮(zhèn)建設(shè)用地與耕地保護(hù)矛盾突出，農(nóng)業(yè)資源數(shù)量減少和質(zhì)量退化，生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展緩慢；礦產(chǎn)豐富，能源富集，資源開采對(duì)自然環(huán)境造成破壞，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)造成的新的水土流失沒有得到根本治理。

其治理技術(shù)及治理措施為：①隴東丘陵區(qū)、塬區(qū)水土保持綜合治理技術(shù)：布設(shè)水土保持綜合治理措施，加快以治溝骨干工程為主體的小流域溝道壩系建設(shè)，加強(qiáng)坡耕地水土流失治理，開展退耕還林還草；采取封山育林、封坡禁牧等措施，充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，加快生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)；通過“塬面徑流調(diào)控、坡面生態(tài)治理、溝道水沙集蓄”，實(shí)施徑流調(diào)控，開展塬區(qū)土地整治，治理水土流失，合理開發(fā)利用和保護(hù)水土資源，有效控制塬面萎縮，改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)村人居環(huán)境。②隴東丘陵區(qū)、塬區(qū)保護(hù)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)改良技術(shù)：實(shí)施農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理，發(fā)展農(nóng)田高效節(jié)水灌溉、基本農(nóng)田保育工程，推進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和改良。③隴東丘陵區(qū)礦山損毀區(qū)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)：采取工程措施和生物措施，恢復(fù)治理礦山環(huán)境。實(shí)施廢棄礦點(diǎn)、廢棄廠區(qū)生態(tài)修復(fù)，作業(yè)礦區(qū)(點(diǎn))生態(tài)保護(hù)、污染礦區(qū)(點(diǎn))治理等措施；煤礦、天然氣開采損毀區(qū)實(shí)施復(fù)墾工程，改善生態(tài)環(huán)境，減少水土流失；資源枯竭城市礦山環(huán)境治理，以水土保持和流域綜合治理為重點(diǎn)，鞏固和發(fā)展退耕還林成果，加大坡耕地改造，促進(jìn)黃土高原生態(tài)屏障建設(shè)。

(5)南部秦巴山地區(qū)長(zhǎng)江上游生態(tài)安全屏障。該區(qū)存在的主要問題是：作為“兩江一水”水源補(bǔ)給區(qū)，水土流失面積較大，人均基本農(nóng)田面積少，農(nóng)業(yè)復(fù)墾指數(shù)高，農(nóng)業(yè)資源數(shù)量減少、質(zhì)量退化，農(nóng)業(yè)外源性污染和內(nèi)源性污染并存；泥石流、冰雹等自然災(zāi)害頻發(fā)；天然林結(jié)構(gòu)單一、蓄積量偏低；生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)破壞天然植被現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成新的水土流失。

其治理技術(shù)及治理措施為：①秦巴土石山區(qū)森林保護(hù)和培育技術(shù)：實(shí)施天然林資源保護(hù)培育措施，繼續(xù)推進(jìn)天然林資源保護(hù)，強(qiáng)化封山禁牧、封山育林育草措施，加大宜林荒山荒地造林力度，加強(qiáng)林地?fù)嵊芾?，?duì)低質(zhì)低效林逐步進(jìn)行提質(zhì)改造，增加林草植被覆蓋度，發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，減少水土流失。②秦巴土石山區(qū)水土流失綜合治理技術(shù)：退耕還林還草，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)、高效益基本農(nóng)田，實(shí)施清潔小流域建設(shè)。③秦巴土石山區(qū)保護(hù)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)改良技術(shù)：發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，實(shí)施基本農(nóng)田保育工程，強(qiáng)化地質(zhì)災(zāi)害防治，通過山、水、田、林、路、渠綜合治理，提升生態(tài)系統(tǒng)的綜合功能。