長江流域水土流失治理方略探討

(長江科學(xué)院 水土保持研究所，湖北 武漢 430010)

1 研究背景

長江是我國第一大河，干流全長6 300余km，流域面積180萬km2，占全國總面積18.8%，人口約占全國的1/3，國內(nèi)生產(chǎn)總值約占全國的35.6%，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中占有極其重要的地位[1]。長江流域復(fù)雜多變的地質(zhì)地貌條件、豐沛的降雨和人類不合理的生產(chǎn)活動，使流域內(nèi)水土流失量大面廣、類型多樣，是我國水土流失最嚴重的區(qū)域之一。根據(jù)1991年全國第一次水土流失遙感調(diào)查成果，長江流域水土流失面積62.2萬km2，占流域面積的35%[2]。自20世紀80年代以來，特別是1989年國務(wù)院批準實施長江上游水土保持重點防治工程以來，長江流域水土保持工作得到了黨和國家的高度重視，水土流失治理速度不斷加快，成效顯著。根據(jù)《長江流域水土保持公報(2018年)》[3]，長江流域水土流失面積34.67萬km2，占流域面積的19.36%，比1991年減少了27.53萬km2。

然而長江流域水土保持工作仍然任重而道遠：① 長期堅持的“先易后難”的治理規(guī)劃原則，致使現(xiàn)存的水土流失面積很多是難啃的骨頭，相應(yīng)的技術(shù)攻關(guān)和投資標準急需跟進[4]；② 隨著生態(tài)文明和長江經(jīng)濟帶建設(shè)的深入推進，對生態(tài)環(huán)境提出了更高要求，長江流域江河源頭區(qū)、重要水源區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)的預(yù)防保護任務(wù)十分艱巨，而且全流域生產(chǎn)活動造成的人為水土流失還沒有得到根本遏制[5]；③ 農(nóng)村人口和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及農(nóng)民收入等變化，水土保持建管困難愈加凸顯；④ 對照新時代水利工作“強監(jiān)管”要求，水土保持監(jiān)測體系不完善，監(jiān)管和信息化技術(shù)手段相對滯后。

2 長江流域水土流失治理方略

在系統(tǒng)總結(jié)以往工作經(jīng)驗和成效的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者長江流域多年的治江工作實踐和理論研究，提出“長江流域水土保持30字方略”，即“徑流截排池蓄，米糧下地上梯，林果上坡下地，樹草上山下溝，坊壩堵溝治崗”。

2.1 徑流截排池蓄

“徑流”即坡面徑流和壤中流，“截排”即攔截排導(dǎo)，“池蓄”即將徑流存儲于蓄水設(shè)施中。

長江流域大部分屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降雨量豐富，多年平均年降雨量1 100 mm，東南部平均年降雨量達1 400～1 600 mm。且降雨量集中，降雨強度大，流域內(nèi)5～10月屬暴雨頻發(fā)期，其降雨量約占全年降雨量的70%～90%。長江流域成土因素復(fù)雜，土壤類型多樣，質(zhì)地黏重，通透性差，入滲能力有限，以蓄滿產(chǎn)流為主，高強度的降雨極易在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)化為坡面徑流，進而沖刷地表，破壞土壤，造成嚴重水土流失。同時由于土石二元結(jié)構(gòu)明顯，土層普遍較薄，土壤蓄水能力有限，過多的水分易形成壤中流，繼而對土壤進行潛蝕，加劇水土流失發(fā)生?；诖耍P者提出了長江流域“排水保土”的水土保持理念，以地表徑流和壤中流的調(diào)控為核心，重點在“排”，通過截排水溝等坡面水系工程逐級截排坡面徑流和壤中流，切斷水土流失外營力和壤中流的潛蝕作用，保護土壤抗蝕內(nèi)聚力，從而保持土壤。

該理念同樣適用于長江流域一種特殊的水土流失類型——崩崗，崩崗是指山坡土體或巖石體風(fēng)化殼在重力和水力作用下分解、崩塌和堆積的侵蝕現(xiàn)象，是長江流域水土流失的一種特殊類型。崩崗發(fā)育于熱帶、亞熱帶地區(qū)的花崗巖、砂礫巖、砂頁巖、泥質(zhì)頁巖出露區(qū)，尤以發(fā)育于花崗巖的崩崗最為典型。盡管崩崗在長江流域水土流失面積中所占的比例不大，但侵蝕模數(shù)巨大，平均土壤侵蝕模數(shù)高達5.90萬t/(km2·a)，是劇烈侵蝕的4倍，且發(fā)展速度快，具有突發(fā)性、長期性等特點，危害十分嚴重[6]。對于崩崗，尤其是活動型崩崗，在“上截、中削、下堵、內(nèi)外綠化”的統(tǒng)一治理措施布局中，“上截”指在崩崗頂部修建截水溝(天溝)以及竹節(jié)水平溝等溝頭防護工程，把坡面集中注入崩口的徑流泥沙攔蓄并引排到安全的地方，防止坡面徑流沖入崩口，沖刷崩壁而繼續(xù)擴大崩塌范圍，控制崩崗溯源侵蝕。同時要做好排水設(shè)施，排水溝最好布設(shè)在兩岸，并取適當(dāng)比降，排水口要做好跌水處理，溝底埋上柴草、芒箕、草皮等，以防止沖刷，然后將水引入溪河。

同時由于長江流域全年降雨分布不均，降雨主要集中在汛期，尤其是主汛期6～9月，其他月份易發(fā)生季節(jié)性干旱，嚴重影響區(qū)域的生產(chǎn)生活。因此，通過蓄水池、塘堰等蓄水措施在雨季存蓄一定水量，滿足季節(jié)性干旱的生產(chǎn)生活用水。

2.2 米糧下地上梯

“米糧”泛指農(nóng)作物，“地”即坡度小于5°的耕地，泛指平地，“梯”即梯田臺地。

長江流域是我國經(jīng)濟發(fā)展的主要區(qū)域，橫貫我國西南、華中、華東三大經(jīng)濟區(qū)，因光、熱、水、土等農(nóng)業(yè)資源的時空組合優(yōu)勢明顯，種植業(yè)發(fā)達，歷來是我國糧、棉、油等大宗農(nóng)產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地，有國家級商品糧基地縣332個，占全國的 2/5。農(nóng)作物播種面積占全國農(nóng)作物總播種面積1/3，糧食總產(chǎn)量占全國的近1/3，棉、油產(chǎn)量占全國的近一半，其中稻谷和油菜的地位更突出，約占全國的2/3[7]。

然而長江流域也是我國人口密度最大的區(qū)域之一，平地資源有限，人均農(nóng)業(yè)資源占有量嚴重不足，人地矛盾突出，在切實保護和充分利用平地資源的基礎(chǔ)上，必然坡耕地是流域農(nóng)業(yè)用地的重要補充，特別是山丘區(qū)群眾賴以生存發(fā)展的生產(chǎn)用地，全流域坡耕地800余萬hm2，占耕地總面積的28%。由于地形、耕作等因素影響，坡耕地水土流失尤為嚴重。國家和各部門高度重視，實施了一系列坡耕地治理工程，治理思路總體分為兩個方面：一方面是大于25°的坡耕地實施退耕還林還草；另一方面是小于25°的坡耕地根據(jù)實地情況采取相應(yīng)的治理措施。治理措施大致分為3種類型：① 對坡度較緩、坡位較低、土層較厚、土質(zhì)較好的坡耕地實施坡改梯工程，在坡面水系和田間道路配套下不僅通過改變微地形和調(diào)控坡面徑流達到保持水土的目的，而且更為重要的是解決了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的耕地需求，提高了耕地質(zhì)量，改善了人地關(guān)系；② 對暫時無法改為梯田又必須保留農(nóng)作的坡耕地，大力推廣保土耕作措施，包括等高種植耕作法等高溝壟種植法，間作、套種種植等，通過改變微地形以達到直接截短徑流的目的；③ 采取以等高植物籬、植物護埂和苧麻種植為代表的植被措施，如增加植被覆蓋和攔擋泥沙以達到保土目的。

2.3 林果上坡下地

“林果”是指經(jīng)濟林和果園的統(tǒng)稱，“坡”泛指丘陵坡地，“地”泛指平地。

多年實踐證明，將水土流失防治與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相結(jié)合，與農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展相結(jié)合，與農(nóng)民脫貧致富相結(jié)合，才能保證水土保持工作的順利實施，以及水土保持成效存續(xù)。

長江流域地形破碎，但水熱條件好，適宜發(fā)展林果，不論是良田和梯地，還是坡地和溝岔，如果立地條件好，均可結(jié)合區(qū)域優(yōu)勢品種，因地制宜地興辦各具特色的種植基地，把小流域水土流失治理與發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟、培育支柱產(chǎn)業(yè)、幫助群眾脫貧致富結(jié)合起來，促進農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和農(nóng)村致富的目標。

根據(jù)坡面來水狀況及整地方式，種植林果時應(yīng)合理布設(shè)截水溝、排水溝、沉沙池和蓄水池等坡面小型截排蓄工程和田間道路，裸露地面采取覆蓋與敷蓋措施，條件許可時可在幼齡期套種固氮作物或覆蓋綠肥。

2.4 樹草上山下溝

“樹草”泛指植樹種草，“山”泛指陡坡山地和劣地，“溝”泛指侵蝕性溝道。

對25°以上的陡坡耕地、中度以上侵蝕劣地、未利用地，如何快速覆蓋地表，抑制地表水土流失是關(guān)鍵。植樹造林使地面免遭雨水直接擊濺侵蝕，根系固結(jié)土壤，使土壤抗沖蝕能力增強，攔截地表徑流，使土壤入滲能力增強，涵養(yǎng)水分。同時為禽獸和昆蟲提供棲息場所，提高生物多樣性，改善生態(tài)環(huán)境。植樹造林應(yīng)因害設(shè)防，適地適樹，選擇相應(yīng)樹種和混交類型。凸形斜坡宜營造以灌木為主的喬灌混交林，凹形斜坡宜營造經(jīng)濟林或以灌木為主的喬灌混交林，直形斜坡宜營造以喬木為主的喬灌混交林，分水嶺宜選擇耐干旱和根系發(fā)達的樹種，營造以灌木為主的喬灌混交林。在應(yīng)用溝道治理時，當(dāng)溝底坡度較小，下切較淺，可營造水土保持林。當(dāng)溝底坡度較大，下切嚴重，宜在配置谷坊、攔沙壩等的基礎(chǔ)上，栽植喬灌混交林。

針對立地條件惡化、植被覆蓋率小于10%的退耕坡地、荒地、土谷坊邊坡、梯田邊坡等，通過種草，可以保護地表免遭雨水濺蝕，固結(jié)土壤，增強土壤抗沖蝕能力，同時改良土壤理化性質(zhì)，提高土壤入滲能力和水源涵養(yǎng)能力。草種應(yīng)適地適草，選擇抗逆性強、生長迅速、根系發(fā)達，能快速形成地面覆蓋的品種。條件許可時，可兼顧考慮選擇有一定經(jīng)濟價值的草種，兼作飼料，或開展多種經(jīng)營。

2.5 坊壩堵溝治崗

“坊壩”即谷坊和攔沙壩的統(tǒng)稱，“溝”即侵蝕性溝道，“崗”即崩崗。

在長江流域，侵蝕溝道雖不及面蝕廣泛，但其發(fā)展不斷切割農(nóng)田、吞食耕地，使原本完整的坡面溝壑縱橫、土地被零散分割，導(dǎo)致了土地資源的破壞，也是山洪、泥石流固體物質(zhì)的主要來源。另外，溝道泥沙流至下游淤積河道，極大地影響了下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、群眾生活和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。因此，針對長江流域侵蝕溝道治理，應(yīng)以預(yù)防為主，坡溝兼治，以防止溝道侵蝕和攔擋泥沙為核心，確保下游安全為準則。根據(jù)溝道地形、地質(zhì)條件等，配置溝頭防護、谷坊、攔沙壩、塘堰等工程措施，各項措施互相配合，共同控制溝道侵蝕發(fā)展[6]：① 溝頭應(yīng)設(shè)置土埂、跌水防護、消能等溝頭防護措施，防止坡面徑流由溝頭進入溝道或使之有控制地進入溝道，制止溝頭前進；② 泥沙多、溝道不穩(wěn)定及溝底縱比降>5%、下切活躍的小型溝道中宜布設(shè)谷坊(群)；③ 泥沙較多的主溝道或較大支溝出口處宜布設(shè)攔沙壩，當(dāng)溝道附近有灌溉、生活用水等需要時，可酌情選擇有一定來水、地質(zhì)條件良好的地段配置塘堰；④ 以工程措施為主的基礎(chǔ)上，還宜輔以必要的林草措施，穩(wěn)定綠化溝道。

對于崩崗，尤其是活動型崩崗，在“上截、中削、下堵、內(nèi)外綠化”的統(tǒng)一治理措施布局中[8]，“下堵”體現(xiàn)在對溝道比較順直、溝口狹窄的條形崩崗溝，宜修建谷坊，攔蓄泥沙、抬高侵蝕基準面。溝道較長時，應(yīng)修建谷坊群，并堅持自上而下的原則，先修上游后修下游，分段控制；對溝口較寬的弧形崩崗和瓢形崩崗，宜在崩壁坡腳線5～10 m的距離布設(shè)擋土墻；對爪形崩崗或崩崗發(fā)育較集中的地段，應(yīng)在崩崗溝的出口處或崩崗區(qū)下游修建攔沙壩。

3 建議與展望

(1) 系統(tǒng)開展全流域“硬骨頭”摸排工作，在國家生態(tài)功能區(qū)劃與國土空間規(guī)劃等宏觀框架下，綜合農(nóng)、林、牧和其他生產(chǎn)建設(shè)活動的現(xiàn)實需要，禁墾、禁伐、退耕還林(草)等法律法規(guī)政策的硬性要求，以及相關(guān)規(guī)劃等設(shè)定的治理規(guī)模、投入和現(xiàn)有治理技術(shù)的客觀限制，合理研判流域未來一段時期內(nèi)不可治理面積或治理后難以達到微度標準的面積，結(jié)合生態(tài)文明建設(shè)目標、經(jīng)濟社會發(fā)展階段、水利改革發(fā)展等要求，提出全流域及重要支流水土保持率。

(2) 針對性啟動專項技術(shù)攻關(guān)研究。① 敢于面對“硬骨頭”，專門立項，組織攻關(guān)小組，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，積極提出應(yīng)對策略，助推長江流域“啃骨頭”功效；② 面對農(nóng)村人口和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，及農(nóng)民收入等變化，勇于打破老傳統(tǒng)，順應(yīng)時代變化新形勢，通過專項試點示范，尋求長江流域水土保持工作新思路；③ 面對水土保持“強監(jiān)管”要求，優(yōu)化長江流域水土保持監(jiān)測站網(wǎng)體系依然是當(dāng)前基礎(chǔ)性工作，同時，通過專門立項，加強監(jiān)管行業(yè)隊伍建設(shè)和技術(shù)研發(fā)投入，而且積極鼓勵吸引外行業(yè)先進技術(shù)和人才，為水土保持監(jiān)管所用，從而提升和創(chuàng)新長江流域水土保持監(jiān)管和信息化技術(shù)。

(3) 基于生態(tài)文明建設(shè)目標評價考核、水土保持目標責(zé)任考核、水土流失監(jiān)測公告、重點工程成效評估等工作需求，從水土流失面積消減、土壤侵蝕強度防控、水土保持措施維護、水土保持功能提升等綜合視角，提出長江流域“減量、降級、增效”新時代水土保持目標，改變當(dāng)前主要依靠“水土流失治理面積”單一指標進行任務(wù)規(guī)劃布局與成效考核評價的方式，并據(jù)此研究提出長江流域水土流失防治的布局和對策，為長江流域水土保持補短板、強監(jiān)管提供具體抓手和定量依據(jù)。