甘肅渭河源區(qū)山水林田湖草生態(tài)環(huán)境問題與生態(tài)修復(fù)研究

趙婷婷，肖超，張方哲，寧亞濤，毛洪亮

（1.美麗華夏生態(tài)環(huán)境科技有限公司，北京 100176；2.北京中地泓科環(huán)境科技有限公司，北京 100011）

0 引言

渭河源區(qū)地處黃土高原、青藏高原和西秦嶺交匯地帶，包括秦嶺山地森林生態(tài)區(qū)、黃土高原農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)、祁連山-海東-甘南森林、高寒草原生態(tài)區(qū)3個一級生態(tài)功能區(qū)，在甘肅省生態(tài)安全格局中，承擔(dān)著涵養(yǎng)水源、水土保持的重要責(zé)任。渭河源區(qū)自然生態(tài)要素齊備，生態(tài)功能完整，實施甘肅定西渭河源區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程，對于黃土高原地區(qū)水土保持、提升生態(tài)環(huán)境功能、打造甘肅中部生態(tài)屏障具有不可替代的作用（黃賢金和楊達源，2016；于法穩(wěn)和方蘭，2020；王夏暉等，2018）。

筆者以甘肅省渭河源區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)工程試點為例，分析渭河源區(qū)生態(tài)環(huán)境問題，闡述修復(fù)思路及工程部署，以期為渭河源區(qū)山水林田湖草生態(tài)環(huán)境保護修復(fù)工程的實施奠定基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)域概況

渭河發(fā)源于定西市渭源縣鳥鼠山（馬瑞俊和王宗元，1984），地處黃土高原、青藏高原和西秦嶺交匯地帶，是黃河流域的第一大支流。以分水嶺為界，渭河源區(qū)涉及定西市所轄隴西縣、通渭縣、漳縣全部，渭源縣、岷縣大部分和臨洮縣、安定區(qū)小部分，鄉(xiāng)級行政區(qū)劃涉及定西市65 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)103°12′～105°38′，北緯34°12′～35°30′，流域總面積9968.79 km2。渭河源區(qū)位置見圖1。渭河源區(qū)地貌形態(tài)有黃土高原丘陵區(qū)、西秦嶺山地和河谷川、臺地區(qū)三大部分，地勢起伏較大，山脈縱橫，形態(tài)各異。

2 渭河源區(qū)流域特點及生態(tài)環(huán)境問題

2.1 礦山生態(tài)環(huán)境問題

根據(jù)《定西市礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)和綜合治理規(guī)劃（2018—2022）》，北部黃土丘陵地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要分布在通渭縣碧玉鄉(xiāng)-馬營鄉(xiāng)一帶、隴西縣鞏昌鎮(zhèn)、渭源縣清源鎮(zhèn)、北寨鎮(zhèn)，主要礦山類型為建筑用砂石材料礦山，礦山地質(zhì)環(huán)境問題較為分散，露天開采活動破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，河道采砂對河灘環(huán)境破壞明顯，露天采場、固體廢棄物、尾礦堆放損毀土地以荒地和草地為主。

圖1 渭河源區(qū)位置圖

南部秦嶺中低山地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要分布在漳縣新寺鎮(zhèn)、武陽鎮(zhèn)、岷縣東部馬塢——鎖龍鄉(xiāng)一帶，多為金屬礦山。礦山開采引發(fā)的滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害十分突出，露天采場、固體廢物堆放及廢液排放損毀林地、草地資源（王娟等，2014）。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害問題

渭河源區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的分布情況呈現(xiàn)出明顯的南北差異性。根據(jù)《定西市地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃》，黃土高原地質(zhì)災(zāi)害分布區(qū)位于北部黃土高原地區(qū)，以滑坡、泥石流、崩塌為主。該區(qū)降雨量多在400～600 mm。渭河中下游及其支流等地是黃土滑坡、崩塌及地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害集中發(fā)育的地區(qū)（郭一兵等，2019）。

西秦嶺山地地質(zhì)災(zāi)害分布區(qū)位于南部岷縣和漳縣西秦嶺山地區(qū)，以泥石流、滑坡為主，崩塌也有分布，地質(zhì)災(zāi)害主要分布在漳河干流及其主要支溝等地。

2.3 水土流失問題

區(qū)域內(nèi)水土流失面積9055.01 km2，其中中強度以上侵蝕面積占水土流失面積的54.6%，侵蝕方式以水力侵蝕為主（黃維東等，2017；王輝等，2009）。年均徑流模數(shù)81346 m3/km2，土壤侵蝕模數(shù)5252.7 t/km2，嚴(yán)重地方達12000 t/km2以上；年均流失泥沙8786 萬t，占全省年入黃泥沙總量5.04億t 的17.4%，占渭河流域年均輸沙總量的10%，占黃河年均輸沙量的5.5%；年均剝蝕土壤3.9 mm，流失氮、磷、鉀養(yǎng)分190 多萬t（陳鵬娟，2009）。

2.4 農(nóng)用地生態(tài)環(huán)境問題

受渭河源區(qū)特殊的地理位置影響，北部黃土高原地區(qū)災(zāi)害頻發(fā)、干旱缺水，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到很大限制，同時受社會、經(jīng)濟、資金投入技術(shù)等方面的影響，加上田塊破碎窄小、分布零散，農(nóng)用地普遍存在著粗放經(jīng)營，土地利用產(chǎn)出率較低，全市農(nóng)作區(qū)生產(chǎn)力平均水平仍處于較低水平。渭河源區(qū)耕地520239 ha，其中旱地492614.31 ha，占耕地總面積的94.69%，常住人口277.22 萬人，人均耕地面積高達2920m2/人，但是境內(nèi)60%以上的土地是山和溝壑，十年九旱，耕地的產(chǎn)出率不高、整體質(zhì)量較低。

2.5 重要生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性問題

渭河源區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)類型多樣，近年來隨著人類活動的不斷延伸，部分動植物的棲息地逐漸受到威脅，生態(tài)系統(tǒng)的完整性逐漸遭到破壞，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外來物種入侵能力也在逐漸減弱。由于環(huán)境污染、過渡捕撈及人類工程活動影響，導(dǎo)致渭河源區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，自我恢復(fù)能力差，瀕危的動植物物種面臨滅絕的威脅。

隨著實施退耕還林工程等國家重點項目，渭河源區(qū)林地、濕地、草地面積逐年增加，森林覆蓋率達到12.6%，自然濕地保護率達到50.3%，各縣區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率達到17.68%。但生態(tài)系統(tǒng)保護利用目前依然面臨著一些突出問題，亟待加強林草生態(tài)系統(tǒng)保護，擴大綠色生態(tài)空間，提高林草覆蓋率，加強濕地保護和濕地修復(fù)，保護渭河源區(qū)生物資源多樣性（蔣沖等，2012）。

3 生態(tài)修復(fù)總體思路與技術(shù)路線

本文針對渭河源區(qū)生態(tài)環(huán)境突出問題，以生態(tài)環(huán)境問題為導(dǎo)向，根據(jù)渭河源不同區(qū)域的地理特征和生態(tài)的突出問題及其成因，以有效改善渭河流域生態(tài)環(huán)境，夯實甘肅中部重點旱作農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，消除地質(zhì)災(zāi)害，恢復(fù)礦山環(huán)境，推進革命老區(qū)脫貧致富為目標(biāo)，采用“生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟現(xiàn)狀調(diào)查-生態(tài)環(huán)境問題識別-生態(tài)修復(fù)目標(biāo)制定-生態(tài)保護與生態(tài)修復(fù)工程分區(qū)-部署生態(tài)修復(fù)工程”的技術(shù)路線，逐步安排渭河源區(qū)生態(tài)環(huán)境山水林田湖草項目，最終實現(xiàn)全流域整體治理（王波和王夏暉，2017；陳艷華和賴慶標(biāo)，2017；吳鋼等，2019）。

渭河源區(qū)山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)方案設(shè)計的技術(shù)路線如下。

（1）以“山水林田湖草生命共同體”為指導(dǎo)思想，對自然資源、人口經(jīng)濟、地形地貌、河流水系、土地利用、污染源進行實地調(diào)查。

（2）通過渭河源區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評價、水土流失綜合治理、土地利用現(xiàn)狀分析、農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)狀分析、礦山生態(tài)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害綜合治理、水源涵養(yǎng)及水生態(tài)保護修復(fù)、生物多樣性保護、農(nóng)用地綜合整治等7 方面分析，梳理各生態(tài)要素之間的內(nèi)在聯(lián)系，明確了區(qū)域存在礦山生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重、地質(zhì)災(zāi)害治理任務(wù)繁重、水土流失問題嚴(yán)峻、農(nóng)用地生態(tài)系統(tǒng)脆弱、生物多樣性受到威脅等生態(tài)環(huán)境問題（鄒長新等，2018；王波等，2018；吳兵等，2019；李春華等，2019）。

（3）對渭河源區(qū)進行分區(qū)，將渭河源區(qū)分為黃土丘陵農(nóng)業(yè)生態(tài)功能區(qū)、秦嶺山地森林生態(tài)功能區(qū)、高寒草甸草原生態(tài)功能區(qū)。

（4）科學(xué)合理地確定了礦山生態(tài)修復(fù)工程、地質(zhì)災(zāi)害治理工程、土地綜合整治工程、水土流失綜合治理工程、重要生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性保護與修復(fù)工程6 項一級工程部署。

4 生態(tài)保護修復(fù)分區(qū)方案

4.1 生態(tài)保護修復(fù)分區(qū)

由于小流域是山水林田湖草生態(tài)修復(fù)的最小單元，本文利用渭河源區(qū)的DEM 數(shù)據(jù)，提取了12 個小流域，兼顧區(qū)鎮(zhèn)級行政單元的完整性，構(gòu)建了黃土丘陵農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)、秦嶺山地森林生態(tài)區(qū)、高寒草甸草原生態(tài)區(qū)共3 個功能區(qū)（羅明等，2019），分區(qū)見圖2。

4.2 黃土丘陵農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)修復(fù)方案

黃土丘陵農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)共包含黃土丘陵東部強烈侵蝕農(nóng)業(yè)生態(tài)功能區(qū)、和政、渭源土石丘陵農(nóng)林及水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)、西部黃土丘陵草原農(nóng)田及水土保持3 個生態(tài)功能區(qū)，其位置自渭河以北至安定區(qū)北境，包括通渭縣、安定區(qū)全部及隴西縣、渭源縣北部和臨洮縣東北部，涉及5 個縣區(qū)，區(qū)域面積6639.33 km2。區(qū)內(nèi)黃土覆蓋深厚，梁峁縱橫，溝壑密布，地形破碎，水土流失嚴(yán)重，地形支離破碎，溝壑密度為1.28～2.63 km，海拔高度1800～2500 m。區(qū)內(nèi)氣候干旱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件惡劣，旱、雹、霜、凍等自然災(zāi)害頻繁，水資源匱乏，而且部分是苦咸水。土壤侵蝕以水蝕為主，滑坡普遍，切溝不斷發(fā)育，相當(dāng)一部分地區(qū)紅土裸露。年均徑流模數(shù)2 萬～8 萬m3/km2，年均侵蝕模數(shù)5000～8000t/（km2·a）。

該區(qū)主要生態(tài)問題是建筑用砂石材料礦山分布較多，耕地資源較為豐富，而林草植被貧乏，部分黃土高原山區(qū)出現(xiàn)了林地植被退化。該區(qū)域渭河干流、大咸河、牛谷河流域山水林田湖草生態(tài)環(huán)境問題嚴(yán)重，造成原因是該區(qū)域礦產(chǎn)資源開采強度較大，且林地植被比例較低（田美榮等，2019；郎需利和曹波，2018）。該區(qū)域主要任務(wù)為水土保持和保證黃土丘陵地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品安全。主要布設(shè)水土流失綜合治理工程、土地綜合整治工程，局部的礦山修復(fù)工程、地質(zhì)災(zāi)害治理工程、水體綜合整治工程和水污染防治工程。

4.3 秦嶺山地森林生態(tài)區(qū)修復(fù)方案

秦嶺山地森林生態(tài)區(qū)，南起岷縣大拉梁、岷峨山，北至漳縣以南，共2 個縣。該區(qū)海拔在2000～3941 m，區(qū)域地貌多為土石山地，山麓間有薄層黃土分布，梁嶺縱橫，峰巒林立，懸崖峭壁連續(xù)排列，山嶺峻峭，多呈鋸齒狀，山峰尖聳，山體坡度多為40°～50°，山谷多為V 字型，相對高差大，突出于黃土高原之上；氣候高寒陰濕，水量相對較為充足，人口密度小，有大量的天然林草，植被覆蓋度相對較高；水土流失類型主要有水力侵蝕和重力侵蝕，水力侵蝕主要是面蝕和溝蝕，重力侵蝕多與溝蝕相伴或交替進行，在土石山區(qū)陡坡地段，多以面蝕伴泥石流發(fā)生，在溝壑區(qū)多以崩塌形式出現(xiàn)。

該區(qū)受極端降水影響下易出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害，林草資源較為豐富而耕地較少。該區(qū)域岷縣馬塢-鎖龍一帶山水林田湖草生態(tài)環(huán)境問題嚴(yán)重，礦產(chǎn)資源開采強度較大。該區(qū)域主要任務(wù)是涵養(yǎng)水源、保護重要生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性。主要布設(shè)水源涵養(yǎng)工程、重要生態(tài)系統(tǒng)保護工程、局部的流域水環(huán)境保護治理工程。

4.4 高寒草甸草原生態(tài)區(qū)修復(fù)方案

高寒草甸草原生態(tài)區(qū)位于漳縣西部地區(qū)，總面積358.66 km2，占規(guī)劃區(qū)面積的12%。該區(qū)域地面切割較小，河谷寬淺，山坡較緩，植被良好，平均海拔2500～3000 m，氣候陰濕寒冷，土層薄，暴雨多，水土流失輕微，侵蝕模數(shù)在2000 t/km2以下，但徑流模數(shù)較大，多年平均為14.87 萬～19.2 萬m3/km2。

該區(qū)部分山地植被出現(xiàn)退化現(xiàn)象，局部存在地質(zhì)災(zāi)害威脅，林草資源豐富而耕地資源匱乏。主要布設(shè)退牧還草和退化草場補播改良工程。

圖2 生態(tài)保護修復(fù)分區(qū)圖

5 結(jié)論

渭河源區(qū)地處北方防沙帶、黃土高原-川滇生態(tài)屏障和青藏高原生態(tài)屏障的結(jié)合區(qū)域，是這三大生態(tài)安全屏障區(qū)的紐帶。渭河源區(qū)的山水林田湖草生態(tài)保護修復(fù)方案以三大安全屏障為理論基礎(chǔ)，提取了12 個小流域為基礎(chǔ)單元，兼顧?quán)l(xiāng)鎮(zhèn)級行政單元的完整性，構(gòu)建了黃土丘陵農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)、秦嶺山地森林生態(tài)區(qū)、高寒草甸草原生態(tài)區(qū)共3 個功能區(qū)。

以3 個區(qū)域的主要環(huán)境問題為基礎(chǔ)，提出生態(tài)保護修復(fù)方案，針對各區(qū)生態(tài)環(huán)境問題，布設(shè)礦山生態(tài)修復(fù)工程、地質(zhì)災(zāi)害治理工程、土地綜合整治工程、水土流失綜合治理工程、重要生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性保護與修復(fù)工程六大類工程，實現(xiàn)山水林田湖草等生態(tài)要素的有機結(jié)合，為渭河源區(qū)山水林田湖草生態(tài)環(huán)境保護修復(fù)工程的實施奠定基礎(chǔ)。