南方典型崩崗綜合治理模式研究

馮舒悅，文 慧，倪世民，張德謙，王軍光，蔡崇法

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 水土保持研究中心/農(nóng)業(yè)部長江中下游耕地保育重點實驗室，湖北 武漢 430070)

崩崗是指山坡土體在水力和重力共同作用下發(fā)生崩塌侵蝕的現(xiàn)象。“崩崗”一詞最先由曾昭璇等提出，其命名具有發(fā)生學(xué)和形成學(xué)兩方面的意義，“崩”強(qiáng)調(diào)了崩崗的崩塌顯現(xiàn)明顯，“崗”是指經(jīng)常發(fā)生崩塌這種侵蝕現(xiàn)象的初始地貌形態(tài)[1-2]。崩崗是我國南方一種特殊的侵蝕類型，也是南方花崗巖區(qū)危害最大、侵蝕最為劇烈的水土流失類型。崩崗地貌的發(fā)育主要表現(xiàn)在巖體的節(jié)理和裂隙對風(fēng)化殼的發(fā)育及其穩(wěn)定性的影響上，而南方崩崗花崗巖巖體的原生節(jié)理和風(fēng)化殼中的次生裂隙的發(fā)育促使崩塌作用的產(chǎn)生，有助崩崗的發(fā)育。節(jié)理構(gòu)造多的地方，崩崗分布多。崩崗具有自然性、突發(fā)性、劇烈性、危害嚴(yán)重及難治理的特點，其危害可以歸納為：破壞土地資源，降低農(nóng)田質(zhì)量；淤塞江湖塘庫，破壞水利設(shè)施；惡化生態(tài)環(huán)境，助長自然災(zāi)害等[3]。加大崩崗的治理力度，可以有效保護(hù)寶貴的水土資源，促進(jìn)生產(chǎn)、生活和生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。崩崗侵蝕的防治措施分為工程措施、生物措施和耕作措施，可根據(jù)其功能和部位分主次協(xié)調(diào)實施。在我國南方花崗巖區(qū)的崩崗治理中，以生物措施為主，輔以工程與耕作相結(jié)合的治理模式得到了廣泛應(yīng)用，崩崗治理模式是否可行或值得推廣，可通過其在蓄水保土、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會等方面產(chǎn)生的效益來判斷，精準(zhǔn)選取反映治理成果的表征性指標(biāo)來準(zhǔn)確評價崩崗治理的變化趨勢和治理效益，可為崩崗的綜合治理提供重要的理論依據(jù)。

1 崩崗的成因、現(xiàn)狀及治理模式概況

崩崗地貌的形成是自然環(huán)境各要素及人類活動的不合理性綜合作用的結(jié)果，影響其發(fā)育的主要因素有：①花崗巖巖體發(fā)達(dá)的節(jié)理構(gòu)造，在濕熱的氣候條件下易形成完整的厚層風(fēng)化殼，有利于崩崗發(fā)育；②豐富的降水條件提供了侵蝕的動力，集水坡面的水勢增大，加大了對崩積堆的沖刷作用，加強(qiáng)了徑流溝道的侵蝕下切，裂隙不斷擴(kuò)張，加速了崩塌的發(fā)展；③起伏和緩的低山丘陵地形有利于風(fēng)化殼的形成，加之稀疏的植被覆蓋使地表侵蝕加劇，雨水在重力作用下不斷下切侵蝕，形成崩崗；④人類活動對自然資源的不合理開發(fā)，造成地形和植被的嚴(yán)重破壞等都是加劇崩崗發(fā)生的重要因素。崩崗?fù)寥澜Y(jié)構(gòu)較松散、易侵蝕、土體穩(wěn)定性差，當(dāng)水流下切侵蝕、土體抗蝕力小于外營力的侵蝕作用時，崩崗就會發(fā)生。

經(jīng)調(diào)查，我國南方崩崗分布范圍涉及湖北、湖南、江西、安徽、福建、廣東、廣西等7省(區(qū))，崩塌面積在60 m2以上的崩崗總共有23.91萬個，總面積1 220 km2，崩崗防治總面積2 436 km2。其中，崩崗數(shù)量最多且面積最大的是廣東省，其崩崗數(shù)量占崩崗總數(shù)的45.14%，崩崗面積占總面積的67.83%，防治面積占總防治面積的45.9%[4]。

近些年來，國內(nèi)相關(guān)學(xué)者對崩崗侵蝕的防治措施與治理體系展開了大量的研究(表1)。

表1 崩崗綜合治理模式

注：“—”表示研究區(qū)域在我國南方湖北、湖南、江西、安徽、福建、廣東和廣西七省(區(qū))的典型崩崗區(qū)；防治措施主要分植物措施和工程措施兩類，因防治要點不同，相應(yīng)治理模式的側(cè)重點就不同。

姚慶元等[5]首先對贛南地區(qū)的花崗巖崩崗治理進(jìn)行了總結(jié)分析，提出了“坡面攔水+護(hù)岸固坡+溝區(qū)綠化+溝底堵土+河流改道”的綜合治理模式。史德明[6]從分析崩崗侵蝕成因入手，為削弱及消除地表徑流和重力作用，提出了“上截、下堵、中綠化”的崩崗治理模式，自此大多數(shù)崩崗的治理本著這一原則，并擴(kuò)展得出“上截、下堵、中間削、內(nèi)外綠化”等經(jīng)典治理模式。邱世鈞[7]從崩崗各子系統(tǒng)中提出了崩壁上清除喬木減輕土體承重，崩積體植樹造林、增大表面糙度，溝口筑谷坊并配置溢洪導(dǎo)流工程，減少物質(zhì)輸出的治理技術(shù)體系。其他學(xué)者根據(jù)崩崗侵蝕規(guī)律和地貌特點，針對崩崗的崩頭集水、溝頭沖刷和溝口堆積3個區(qū)域，提出了治坡、降坡和穩(wěn)坡“三位一體”的崩崗整治措施，并逐步發(fā)展到集水坡面、崩壁、崩積堆、溝道和洪積扇“五位一體”的系統(tǒng)性治理模式[8-9]。至此，崩崗的發(fā)生發(fā)展在該領(lǐng)域引起越來越多的關(guān)注，特別是在有關(guān)治理模式與技術(shù)措施等方面，大量學(xué)者圍繞崩崗的集水區(qū)、崩壁、崩積堆、侵蝕溝和洪積扇等部位進(jìn)行了分部位的針對性治理研究或依據(jù)崩崗的形態(tài)(如瓢形、條形、弧形、爪形和混合形等)分類型的治理研究。

鑒于此，我們以崩崗的發(fā)育程度為突破口進(jìn)行深入探究，以期總結(jié)歸納出崩崗發(fā)育初期、發(fā)育盛期到發(fā)育穩(wěn)定期的針對性綜合治理措施，更加準(zhǔn)確地指導(dǎo)崩崗治理的實踐。

2 南方典型崩崗侵蝕不同發(fā)育階段的綜合治理模式

崩崗按形態(tài)可劃分為條形、瓢形、弧形、爪形和混合型五類[10]，按規(guī)模大小可分為小型、中型和大型3個等級，按發(fā)育程度可分為活動型和相對穩(wěn)定型[4]，按發(fā)育階段可分為初期、盛期和穩(wěn)定期[11]。崩崗的土壤侵蝕強(qiáng)度大，治理難度大，處在不同發(fā)育階段的崩崗在防治措施的布設(shè)上也應(yīng)有所不同，若單純靠工程措施或植物措施都難以達(dá)到穩(wěn)定崩崗的目的。因此，治理中一方面要通過工程措施盡量排出坡面徑流，攔沙滯洪，防止侵蝕溝進(jìn)一步下切；另一方面應(yīng)通過植樹種草，盡快恢復(fù)植被。不同發(fā)育階段的崩崗對應(yīng)的治理模式分別是生態(tài)防護(hù)型、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)型和修復(fù)完善型。

2.1 生態(tài)防護(hù)型治理模式

發(fā)育初期、崩口規(guī)模較小的崩崗，物種的種類和數(shù)量隨著侵蝕的加劇在逐漸下降，植被覆蓋度等也逐漸降低，此類崩崗的治理關(guān)鍵是攔截坡面徑流，預(yù)防坡面水流再次導(dǎo)致崩壁土體的坍塌，一般是修建谷坊保護(hù)溝道，并通過植被綠化和坡面防護(hù)技術(shù)盡快固定崩口，以營造良好的生態(tài)環(huán)境，達(dá)到工程建設(shè)和生態(tài)保護(hù)兼顧的目的。

發(fā)育初期崩崗集水區(qū)面積較大，集中降雨和暴雨形成的徑流，易對崩崗產(chǎn)生下切侵蝕而加速崩崗崩塌，集水坡面治理是發(fā)育初期崩崗治理的重點[12]。考慮到每個崩崗坡面的立地條件不同，植物措施方面可選擇根系發(fā)達(dá)的淺根灌草類(如芒萁、百喜草和胡枝子等)和喬木混交栽植形成喬-灌-草多層次的水源涵養(yǎng)林或刈割取材的護(hù)坡薪炭林，一方面可加強(qiáng)表土強(qiáng)度，增大土體的抗蝕性，另一方面可攔截、滯留降雨，使形成崩塌水動力條件的可能性降低；工程措施方面盡可能設(shè)排水溝，排出徑流，減少跌水。崩積堆的土體結(jié)構(gòu)疏松且地表裸露，缺乏植被保護(hù)，控制崩積堆再侵蝕也是防止崩壁不斷向上崩塌、溝道不斷下切侵蝕的重要環(huán)節(jié)。發(fā)育初期的崩積體可通過整地，填平侵蝕溝，以適宜間距混種根系發(fā)達(dá)的香根草、芒萁、糖蜜草[13]，再結(jié)合材質(zhì)較硬、耐水濕、抗洪澇的藤枝竹造林等措施，起到涵養(yǎng)水源、保護(hù)生態(tài)的作用。溝道部分選擇在關(guān)鍵部位修建谷坊，以攔蓄泥沙，當(dāng)溝底寬且石英砂層較薄時，宜種植香根草帶，草帶間套種綠竹和麻竹，當(dāng)溝底窄且石英砂層較厚時，改種耐旱瘠的藤枝竹。需要注意的是，溝底的土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，種植植物時，均需覆客土以提高成活率[14]。

廣東省烏陂河小流域和大沖河小流域，通過在集水坡面混交造林增加植被覆蓋，開挖截排水溝攔截分散徑流；在部分崩積堆上開挖反坡平臺，同步進(jìn)行植被覆蓋；在溝道、洪積扇區(qū)客土施肥，種植生長周期短、適應(yīng)能力強(qiáng)的草種等技術(shù)措施，取得了較好的治理效果。其中，大沖河小流域結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃，修建了攔沙壩等，并對供電、通信設(shè)施進(jìn)行恢復(fù)重建，以工程護(hù)生物，取得了一定的生態(tài)效益和環(huán)境效益，實現(xiàn)了人與自然和諧共處[15-16]。贛縣區(qū)上塘小流域?qū)τ谥脖桓采w較好或交通不便、遠(yuǎn)離村莊的崩崗群，以治坡、降坡、穩(wěn)坡三位一體的模式，種植景觀林草，同步實現(xiàn)了生態(tài)防護(hù)(圖1)。

圖1 贛縣區(qū)上塘小流域崩崗群生態(tài)防護(hù)示范區(qū)

2.2 產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)型治理模式

崩崗發(fā)育最旺盛的階段也是防治難度最大的時期，侵蝕區(qū)域的植被稀少，物種變化大，從坡面、崩壁、溝道到洪積扇的土壤性質(zhì)差異較大[17]，急需規(guī)劃治理，治理關(guān)鍵可總結(jié)為坡面攔水降壓，崩壁穩(wěn)定保護(hù)，溝道設(shè)小型攔沙壩或大型谷坊以攔堵泥沙，溝口內(nèi)外綠化恢復(fù)植被，通過有效利用土地資源、集成開發(fā)，形成具有當(dāng)?shù)靥厣漠a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)。

對發(fā)育盛期、活動強(qiáng)烈的崩崗，不強(qiáng)行通過人工措施制止其發(fā)育，而是將治理重點放在防止其危害的進(jìn)一步擴(kuò)大上，一般采取在崩崗頂部及兩側(cè)開挖截排水溝、布設(shè)竹節(jié)水平溝等泄水式溝頭防護(hù)工程，對進(jìn)入崩崗的水流進(jìn)行攔蓄，減少徑流對崩壁的進(jìn)一步侵蝕而擴(kuò)大崩塌的范圍。對崩積體而言，在條件許可時對25°以下的坡地實施削坡開級，從上到下修成反坡臺地或修筑成等高條帶，截短坡長，即通過減緩坡度或臺階化為種植經(jīng)濟(jì)林木、果樹及開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。針對削坡開級后斜坡坡面土壤侵蝕嚴(yán)重的問題，相關(guān)學(xué)者做了黃麻土工布護(hù)坡的探索研究，丁樹文等[18-19]通過長期室外徑流觀測，進(jìn)行了黃麻土工布保持水土的研究，發(fā)現(xiàn)黃麻土工布可減少濺蝕，阻擋和分散流水，且能提高植物的出苗速度和栽植成活率，有助于迅速建立植被群落，且適用于高溫干旱地區(qū)和平地漫坡地。在實施工程治理的同時，采取科學(xué)的植樹種草或育林綠化等生物措施是崩崗治理的關(guān)鍵，對25°以上的坡地應(yīng)退耕植樹種草，在水土條件好的臺地上應(yīng)種植長勢好、生長快的經(jīng)果林或營造以喬、灌、草多層次結(jié)構(gòu)搭配種植的水土保持林[9,20]，提倡經(jīng)濟(jì)效益較高的綠竹或者麻竹結(jié)合種草的開發(fā)性治理模式。反坡臺地搭配經(jīng)果林的綜合治理模式對于發(fā)育盛期和穩(wěn)定期的崩崗均適用，但初期的投入較大，只有集約開發(fā)才能獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。對發(fā)育盛期活動性強(qiáng)的崩崗，在溝口處修建谷坊或攔沙壩，鞏固和抬高侵蝕基準(zhǔn)面，在堤壩內(nèi)外種樹種草，在溝底鋪設(shè)柴草、芒萁、草皮等，可使崩塌面逐步穩(wěn)定。谷坊的修建一般選取在溝口狹窄、基礎(chǔ)堅固的地方，修建谷坊時花費(fèi)較大，故一般在關(guān)鍵部位修建，若溝道較長，則可修建梯級谷坊群，以自上而下原則分段攔截。對洪積扇的治理，建議以竹草為主[21]，土質(zhì)堅實的地方可修建攔沙壩，特別需要注意的是，在修建攔沙壩和谷坊時，應(yīng)在頂部和側(cè)坡配合種植牧草或鋪設(shè)草皮，用以保護(hù)工程安全[13,22]。

對于治理難度大、發(fā)育強(qiáng)烈的崩崗，利用工程機(jī)械強(qiáng)烈削坡，推平整成臺地或梯地，配置排水系統(tǒng)與擋土墻設(shè)施，生物措施方面宜種植羅漢松、紅楓、紫薇和茶花等具觀賞價值且易于生長的苗木。福建省清流縣益晟、滕頭園林項目區(qū)于2008年3月開始整地，次年春季種植，經(jīng)過5年精心經(jīng)營，益晟、滕頭園林項目區(qū)在清流縣各擁有149.8和333.3 hm2的種植面積，同時帶動周邊農(nóng)戶種植苗木增加了收入，從治理效益評價上看，各項效益均達(dá)良好水平，創(chuàng)建了將水土流失治理與農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展相結(jié)合的“產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)型”治理模式[23]。類似案例還有江西省南康市龍回鎮(zhèn)的家俱創(chuàng)業(yè)園、贛縣區(qū)金鉤形小流域生態(tài)經(jīng)果林示范區(qū)和福建安溪縣恒美小流域生態(tài)茶園示范區(qū)。其中，贛縣區(qū)金鉤形小流域處于崩塌活躍期，交通便利且擁有靠近村莊的崩崗群，當(dāng)?shù)厝罕娫谡嘘P(guān)部門的指導(dǎo)下結(jié)合崩崗實際，通過整理梯地、開發(fā)種植，實現(xiàn)了土地資源的有效利用，形成了具有當(dāng)?shù)靥厣纳鷳B(tài)經(jīng)果林產(chǎn)業(yè)(圖2)。

圖2 贛縣區(qū)金鉤形小流域生態(tài)經(jīng)果林產(chǎn)業(yè)示范區(qū)

2.3 修復(fù)完善型治理模式

發(fā)育穩(wěn)定期的崩崗，水土流失已基本控制，生態(tài)平衡逐漸恢復(fù)，在防治上主要依靠崩崗生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，一般不實施比較大的工程措施，即對發(fā)育相對穩(wěn)定的崩崗，因其基本無新的崩塌產(chǎn)生，且有一定的植被覆蓋，故以修復(fù)完善為主[13]。此類崩崗治理的關(guān)鍵在于采取各類封禁保護(hù)性防治措施，消除崩崗的潛在危害，避免人為對地表植被的破壞，確保崩崗持續(xù)穩(wěn)定恢復(fù)。

發(fā)育穩(wěn)定期的崩崗，溝頭基本已切過分水嶺，此時坡面治理對于崩崗侵蝕已無較大作用，應(yīng)把重點放在對崩積體、溝道和洪積扇的治理上。穩(wěn)定期崩積體面積較大、坡度緩，可對崩壁和崩積體進(jìn)行削坡[15]，運(yùn)用“削坡開級+小型谷坊+植樹種草”的系統(tǒng)性生態(tài)恢復(fù)治理手段，通過試種找出適合在崩崗侵蝕劣地生長的先鋒樹種(如馬尾松、濕地松、馬占相思和絹毛相思等具有速生特點的樹種)，進(jìn)行選擇性栽植，以減弱崩崗侵蝕對土壤水分虧缺的脅迫[22,24]。當(dāng)有多條溝道在同一溝口匯聚時，應(yīng)修建谷坊(如沙袋谷坊、石谷坊和生物谷坊)，抬高侵蝕基準(zhǔn)點，變荒溝為生產(chǎn)用地。崩崗洪積扇的水分條件相對較好，但養(yǎng)分含量低、土壤沙化嚴(yán)重，應(yīng)采用適宜的培肥方式(如施用塘泥、化肥、生物肥、農(nóng)家肥、沼液肥或種植綠肥等)[25]，改良土壤，增強(qiáng)土壤保肥能力，并輔以排沙溝等工程措施或物理移沙降低土壤含沙量，再以植物措施與耕作措施為主，選用符合立地條件的土地利用方式(包括水田、林地、菜地和果園等)，提高群落生產(chǎn)力，加快植被恢復(fù)進(jìn)程[26]。

江西省贛縣區(qū)白鷺鄉(xiāng)上塘小流域針對發(fā)育晚期的崩崗實施了典型的“封禁恢復(fù)型”治理，利用南方紅壤區(qū)雨熱充足的特點，在坡面種植了草灌喬結(jié)構(gòu)的先鋒植物，設(shè)置了4 km2的封禁區(qū)，充分應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，促進(jìn)植被恢復(fù)，針對生態(tài)退化相對嚴(yán)重的地區(qū)，通過削坡整平，還建設(shè)了生物科技研發(fā)園區(qū)。類似的示范區(qū)經(jīng)過綜合治理，均提高了土地生產(chǎn)率，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響[27]。贛縣區(qū)上塘小流域針對被大戶開發(fā)利用后二次崩塌的崩崗，以平整梯地田面、崩塌區(qū)，恢復(fù)林草植被，完善蓄排水系統(tǒng)為主，營造了健康、生態(tài)的生產(chǎn)環(huán)境(圖3)。

圖3 贛縣區(qū)上塘小流域修復(fù)完善園區(qū)

3 崩崗治理存在的問題及展望

治理模式是進(jìn)行實踐操作的一種指導(dǎo)，針對不同地理條件、發(fā)育程度和規(guī)模大小的崩崗，其治理途徑和產(chǎn)生的作用不盡相同，學(xué)者們在以往的崩崗治理方面做了大量的研究工作，但就管理機(jī)制、技術(shù)措施與效益評估等方面仍存在一些需要改進(jìn)的地方：①在崩崗綜合治理過程中，常會因分部位進(jìn)行局部整治而忽略措施部署的系統(tǒng)性，而崩崗各子系統(tǒng)是相互結(jié)合的統(tǒng)一整體，因此在治理過程中應(yīng)合理規(guī)劃，綜合考慮各單項措施之間的連貫性和整體性，盡力做到相對完整的設(shè)計部署；②目前有關(guān)崩崗治理的研究大多是在已成型的治理點上進(jìn)行總結(jié)分析，缺乏對防治技術(shù)的對比試驗和實際應(yīng)用，相對的專項研究較少；③針對崩崗的治理技術(shù)，缺乏全國性的指導(dǎo)規(guī)范，需要進(jìn)一步的完善、優(yōu)化，提出標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范，以更好地指導(dǎo)實踐工作；④崩崗的治理應(yīng)因勢利導(dǎo)，以生態(tài)保護(hù)或經(jīng)濟(jì)開發(fā)為著力點，更多地服務(wù)于人民的生產(chǎn)生活需求，促進(jìn)鄉(xiāng)村發(fā)展進(jìn)步。

崩崗的綜合治理屬水土保持工作的深化，也是國土整治的重點，需要在加強(qiáng)學(xué)科人員專業(yè)培養(yǎng)、完善系統(tǒng)知識體系、重視實際運(yùn)用等方面下工夫，在有關(guān)侵蝕機(jī)制、治理措施專項研究、模式系統(tǒng)化分類等方面需要總結(jié)形成一套行之有效的科學(xué)體系。針對崩崗治理存在的共性問題，應(yīng)建立可用于生態(tài)保育和工程治理的系統(tǒng)性評價標(biāo)準(zhǔn)，集成與崩崗治理相適應(yīng)的評估技術(shù)體系，以保障崩崗治理工作的持續(xù)開展。