辛店溝水土保持示范園建設(shè)成效

高健健，艾紹周，黨維勤，吳冠宇，張榆興

(1.黃河水利委員會 綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站，陜西 榆林 719000；2.黃土高原水土保持與生態(tài)修復(fù)國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 榆林 719000；3.陜西省水利廳，陜西 西安 710004)

水土保持是我國的一項(xiàng)基本國策。多年來，我國的水土保持工作在保護(hù)水土、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面取得了令人矚目的成績[1]。為了進(jìn)一步加強(qiáng)水土保持宣傳教育和提高水土保持工作的科技水平，水利部于2004年在全國范圍內(nèi)啟動了水土保持科技示范園區(qū)的創(chuàng)建活動[2-3]。水土保持科技示范園是集技術(shù)示范、科研試驗(yàn)、技術(shù)培訓(xùn)、教育宣傳、產(chǎn)業(yè)培育等多種功能為一體的綜合園區(qū)。辛店溝水土保持示范園位于黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)，是黃河中游多沙粗沙主要來源區(qū)的一條具有代表性的小流域，對其開展水土保持示范建設(shè)，對在黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)尋求科學(xué)的治理模式和措施，減少入黃泥沙、改善生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重要意義。辛店溝水土保持示范園于2020年4月順利通過省級水土保持示范園評審和國家級水土保持科技示范園初評，為促進(jìn)區(qū)域水土保持示范園建設(shè)提供了良好示范。鑒于此，本研究以該園區(qū)為例，分析其規(guī)劃思路、目標(biāo)定位、功能分區(qū)等，以期為打造特色鮮明、理念先進(jìn)、科教融合的水土保持科技示范平臺提供數(shù)據(jù)支持，也為促進(jìn)區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 園區(qū)概況

辛店溝水土保持示范園( 37°29′00″～37°31′00″N、110°16′45″～110°20′00″E)位于榆林市綏德縣城區(qū)，園區(qū)總面積約1.44 km2，具有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)。園區(qū)海拔840～1 040 m，以梁峁坡地貌為主，溝壑密度7.26 km/km2，屬于典型的黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)地貌；氣候?yàn)榇箨懶詼貛О敫珊导撅L(fēng)氣候，年均氣溫9.7 ℃，年均降水量475.1 mm，降水70%以上集中于6—9月份，且多以暴雨形式出現(xiàn)[4-6]；土壤類型以黃綿土為主，約占65%以上。經(jīng)過多年治理，綏德縣林草植被覆蓋度由60多年前的5%提高到目前的75%以上，昔日空山禿嶺已變成林草茂密的花果山，水土流失治理度達(dá)86%，攔沙率高達(dá)98%。特別是園區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境優(yōu)美，素有天然氧吧之稱，已然成為綏德縣山清水秀的后花園，引領(lǐng)著當(dāng)?shù)厮亮魇е卫硇路较?，輻射帶動了周邊地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境改善和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 園區(qū)水?，F(xiàn)狀及主要經(jīng)驗(yàn)

2.1 水?，F(xiàn)狀

園區(qū)以小流域?yàn)閱卧?，山、水、田、林、路統(tǒng)一規(guī)劃，堅(jiān)持治溝與治坡相結(jié)合，生物措施、耕作措施與工程措施相結(jié)合的綜合治理模式。在南部、中部、北部配置了不同的水土流失治理措施：北部以涵養(yǎng)水源的天然次生林為主；中部水土保持工程措施和林草措施相結(jié)合；南部以農(nóng)田林果為主。

從整體地形地貌、土壤侵蝕特點(diǎn)看，園區(qū)內(nèi)的峁邊線和坡腳線把地貌切割為3個各具特征的類型地帶，水土流失均以水力侵蝕為主，并伴有不同程度的重力侵蝕。其中：峁邊線以上為梁峁坡，以濺蝕、細(xì)溝和沖溝侵蝕為主；峁邊線以下、坡腳線以上的溝谷坡，水力侵蝕和重力侵蝕都較為活躍，以小型溝谷擴(kuò)張、溝頭前進(jìn)和陡坡懸崖滑坡、崩塌、瀉溜等為主；坡腳線以下為溝谷底，主要為洪水和泥沙輸移的通道，以下切、溯源侵蝕為主。

2.2 主要經(jīng)驗(yàn)

(1)統(tǒng)一規(guī)劃，綜合治理。依照水土流失規(guī)律，采取自上而下的坡面防沖和自下而上的溝壑控制的布設(shè)方法進(jìn)行治理。在溝道內(nèi)布設(shè)22座淤地壩，以小型為主，形成壩系；在陡坡地造林種草，緩坡地興修地埂和梯田；流域逐步向“溝道川臺化，梁峁梯田化，荒山陡坡搞綠化”發(fā)展。自1980年以來，流域內(nèi)治理標(biāo)準(zhǔn)逐步提高，攔蓄能力增大，經(jīng)歷1994年“8·4”、2012年“7·15”和2017年“7·26”等多次暴雨，可以達(dá)到“泥土不下山，洪水不出溝”的效果。

(2)點(diǎn)面結(jié)合，示范引領(lǐng)。圍繞水土保持試驗(yàn)研究、小流域綜合治理、示范推廣等工作，創(chuàng)建了陜北第一個水土保持試驗(yàn)基地、陜北第一座大型淤地壩、陜北第一塊水平梯田、陜北第一個山地果園等諸多“第一”。實(shí)行點(diǎn)面結(jié)合、條塊結(jié)合，以此為示范樣板，輻射帶動黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)水土保持工作。

(3)合理布局，科學(xué)實(shí)施。在措施的布局上，依照自然地貌特征和土壤侵蝕規(guī)律，總結(jié)了“從峁頂?shù)綔系?，層層設(shè)防、節(jié)節(jié)攔蓄”的黃土丘陵溝壑區(qū)第一套“三道防線”理論，提出了“以小流域?yàn)閱卧?，山水田林路統(tǒng)一規(guī)劃，工程措施與生物措施相結(jié)合，治溝與治坡相結(jié)合”的綜合治理方略，形成了溝底淤地壩相連、梁峁臺地覆蓋、梯田居頂、坡洼地水平溝貫穿、集雨場科學(xué)布局的綜合性園區(qū)。

3 規(guī)劃原則及目標(biāo)

3.1 規(guī)劃原則

以習(xí)近平生態(tài)文明思想為指導(dǎo)，堅(jiān)持人與自然和諧共生、綠水青山就是金山銀山、山水林田湖草是生命共同體，結(jié)合榆林市黃土高原生態(tài)文明示范區(qū)建設(shè)，以綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展為基本途徑，以發(fā)展民生水保為基礎(chǔ)，將園區(qū)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)理念相契合，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展相融合，實(shí)現(xiàn)小流域水土流失綜合治理向田園綜合體的轉(zhuǎn)變，為黃河流域高質(zhì)量發(fā)展作出示范。

3.2 總體目標(biāo)

立足辛店溝生態(tài)環(huán)境改造提升，表達(dá)黃土高原丘陵溝壑區(qū)生態(tài)基底，濃縮地區(qū)水土保持與生態(tài)防護(hù)手段，集中展現(xiàn)水保與生態(tài)科學(xué)技術(shù)的巨大價值，將生態(tài)科普融入景觀空間，力爭將辛店溝水土保持示范園建成集“水保示范、監(jiān)測試驗(yàn)、成果展示、科普教育、休閑觀光”等為一體的水土保持綜合示范園區(qū)，努力使其成為黃土高原綜合治理的典型，并向全國示范推廣，輻射帶動榆林市周邊社會經(jīng)濟(jì)及生態(tài)文明的高質(zhì)量發(fā)展。

4 建設(shè)內(nèi)容及功能分區(qū)

2017年以來，園區(qū)以實(shí)施陜西省水利廳省級水利發(fā)展資金項(xiàng)目作為實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的重要契機(jī)，以落實(shí)生態(tài)文明理念，突出水土保持科研特色，堅(jiān)持以園養(yǎng)園、可持續(xù)發(fā)展原則，立足實(shí)情，科學(xué)謀劃，統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施。主要分為水土流失觀測試驗(yàn)區(qū)、壩系集雨節(jié)灌區(qū)、科研交流示范區(qū)、高效水保植物展示區(qū)、高效農(nóng)業(yè)利用區(qū)和生態(tài)自然修復(fù)區(qū)等6個一級功能區(qū)(圖1)，每個一級功能區(qū)由若干水保設(shè)施及功能設(shè)施組成。

圖1 辛店溝水土保持示范園功能分區(qū)

4.1 水土流失觀測試驗(yàn)區(qū)

水土流失觀測是園區(qū)的特色與基礎(chǔ)。利用區(qū)位優(yōu)勢，集中連片建設(shè)水土保持徑流小區(qū)，包括全國規(guī)模最大的全坡面自然徑流場，同時布設(shè)有措施較為完善的水土流失觀測站網(wǎng)體系，且觀測時間序列長。園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有徑流小區(qū)29個，其中：不同水土保持措施因子小區(qū)9個(始建于1980年)，分別為荒坡地、休閑地、灌木林、農(nóng)坡地、草地、灌草混交、喬灌混交、喬木混交、喬木林地小區(qū)；不同坡度因子小區(qū)10個(建成于2018年)，5°、10°、15°、20°和25°各2個；原地貌自然徑流小區(qū)4個(建成于2019年)，坡面為人工林，峁坡上為荒草地，坡面坡度27°，峁坡坡度48°；梯田效益小區(qū)3個；恢復(fù)林業(yè)課題措施因子小區(qū)3個。通過長期觀測，基本摸清了黃丘一副區(qū)小流域產(chǎn)水產(chǎn)沙規(guī)律，為不同下墊面條件下的水沙試驗(yàn)研究提供了數(shù)據(jù)支撐，并取得大量科研成果。

4.2 壩系集雨節(jié)灌區(qū)

壩系集雨節(jié)灌區(qū)以“節(jié)水優(yōu)先”為建設(shè)思路，致力于水土流失綜合治理模式研究，將溝道淤地壩建設(shè)模式與雨水集蓄、高效節(jié)水灌溉相結(jié)合。目前園區(qū)共有22座淤地壩，以壩系為骨干，承擔(dān)防洪、攔沙、蓄水和壩地高效利用等不同功能。主要體現(xiàn)為淤地壩結(jié)構(gòu)示范展示、壩坡景觀試驗(yàn)示范、淤地壩高效利用及溝頭防護(hù)等。利用無定河引水工程，以園區(qū)內(nèi)4座集雨場為蓄水點(diǎn)，進(jìn)行節(jié)水灌溉集中示范展示，主要為噴灌、微噴灌、滴灌技術(shù)試驗(yàn)示范等。

4.3 科研交流示范區(qū)

利用閑置房屋資源，建立集科研、交流、培訓(xùn)、拓展、會議、住宿、餐飲為一體的黃河辛店溝科研交流中心，成為當(dāng)?shù)乜茖W(xué)試驗(yàn)、教育培訓(xùn)、會議交流的理想場所。以陜北窯洞為特色，配套設(shè)施齊全，可同時容納112人入住，滿足不同層次人員會議和培訓(xùn)需求；配備包間與自助餐廳，可容納100多人同時就餐，以陜北風(fēng)味特色美食為主；配有2 200 m2的拓展基地，可同時滿足不同年齡段、約100人的訓(xùn)練需求，有高空斷橋、攀巖墻、畢業(yè)墻等設(shè)施。此外，還配套籃球和乒乓球等運(yùn)動場所及設(shè)施，可供賓客休閑健身；建有文化陳列室，展示園區(qū)歷史文化、發(fā)展歷程等，向外界打開了了解綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站乃至黃土高原水土保持工作的一扇窗口。

4.4 水保高效作物展示區(qū)

以發(fā)展地域特色、致力植物高效示范為目的，引進(jìn)適宜當(dāng)?shù)氐母咝Ы?jīng)濟(jì)林樹種，發(fā)掘引種培育的科研價值。集中整治辛店溝的壩地、臺地等，栽植北美海棠、碧桃、榆葉梅、銀杏、白皮松、暴馬丁香、四季玫瑰、連翹等1.54 hm2，栽培苗木8種共3.8萬株；引進(jìn)巨菌草、高丹草等4種菌草共0.4 hm2，栽植油用牡丹6.67 hm2共42 000株。同時，建立了2.8 hm2黃土高原高效水土保持植物示范園，栽植了文冠果、長柄扁桃、山桃、山杏、大果沙棘等，進(jìn)行新品種示范。目前，園區(qū)正在利用打孔植草方法開展高陡邊坡綠化工作，成活率在90%以上，下一步可有效推廣。

4.5 高效農(nóng)業(yè)利用區(qū)

在地勢開闊平坦、光照充足、通風(fēng)良好等立地條件下選擇在小石溝南窯峁處建設(shè)不同功能、不同類型的溫室5座，有文洛溫室、半坡式溫室、兩連體溫室、日光溫室等，總面積3 000 m2。同時，配合現(xiàn)有集雨場，通過噴灌、滴灌等灌溉措施，集中展示節(jié)水灌溉、高效農(nóng)業(yè)等。其中：文洛溫室配置智能化、自動化控制系統(tǒng)，可科學(xué)培育高效水土保持植物，科普展示現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植模式、無土栽培、立體種養(yǎng)等；半坡式、兩連體和日光溫室以種植冬棗、蔬菜等為主。園區(qū)溫室類型豐富、功能齊全，起到了科普示范、科學(xué)研究、集中展示的作用，打造了先進(jìn)智能生態(tài)園，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物高效利用，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了示范展示窗口。

4.6 自然生態(tài)修復(fù)區(qū)

該區(qū)主要對園區(qū)內(nèi)的荒山荒坡進(jìn)行補(bǔ)植封育，在園區(qū)內(nèi)自然條件非常惡劣的陡坡采取種植藤本植物等方式恢復(fù)自然植被，凈化流域水質(zhì)，防止風(fēng)蝕、水蝕，從而達(dá)到生態(tài)防護(hù)的目的。

5 特色功能

辛店溝水土保持示范園是科學(xué)研究型園區(qū)，現(xiàn)已成為水利部黃土高原水土流失過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、水利部水土保持生態(tài)工程技術(shù)研究中心野外觀測試驗(yàn)基地、國家林業(yè)局黃土高原水土保持與生態(tài)修復(fù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、綏德真實(shí)性檢驗(yàn)站、清華大學(xué)黃丘一副區(qū)科研教學(xué)基地、北京師范大學(xué)黃土高原教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地、南京師范大學(xué)黃土高原科研教學(xué)基地、西北農(nóng)林科技大學(xué)黃丘一副區(qū)科研教學(xué)基地、西安理工大學(xué)黃丘一副區(qū)科研教學(xué)基地、榆林市專家工作站、榆林學(xué)院實(shí)踐教學(xué)基地等，與眾多科研院所、大學(xué)建立了長期學(xué)術(shù)交流、合作關(guān)系，開創(chuàng)了資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、互利雙贏的新局面。

此外，園區(qū)建設(shè)發(fā)掘壩系治理的科研價值，吸引院士合作，開展黃土高原淤地壩風(fēng)險孕育機(jī)理與潰決仿真、預(yù)警分析及抗沖加固技術(shù)課題研究，具有科學(xué)研究及社會影響的雙重作用。比如，首次采用高強(qiáng)耐磨抗老化的土工袋(內(nèi)填壓實(shí)黃土)及防滲高強(qiáng)土工膜組成的新型材料，作為臺階式溢洪道的鋪設(shè)材料，創(chuàng)新階梯式溢洪道泄水技術(shù)，因地制宜，就地取材，創(chuàng)新了典型黃土高原區(qū)淤地壩泄水技術(shù)，有著深遠(yuǎn)的科研及生產(chǎn)推廣價值。2020年8月29日，陳祖煜、王光謙、鄭曉靜、崔鵬、陳云敏、倪晉仁、王秋良、彭建兵等8位中科院院士及來自全國的80多位專家學(xué)者齊聚辛店溝，共商共議建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)、新工藝新型淤地壩，推進(jìn)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的措施及建議。

6 結(jié) 語

黨的十九大對生態(tài)文明建設(shè)提出了明確要求，辛店溝水土保持示范園積極貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展系列重要講話精神，踐行綠水青山就是金山銀山理念，發(fā)揮典型帶動和示范輻射作用，順應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求，與時俱進(jìn)；站在發(fā)展前沿，圍繞鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，緊密服務(wù)于脫貧攻堅(jiān)、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，服務(wù)于黃丘一副區(qū)生態(tài)環(huán)境改善；立足區(qū)域資源優(yōu)勢，在科學(xué)研究型功能的基礎(chǔ)上，不斷挖掘和完善提高科普教育功能，發(fā)揮園區(qū)科普宣傳和科技引領(lǐng)作用；在本區(qū)域探索試驗(yàn)研究、治理思路、示范技術(shù)和治理經(jīng)驗(yàn)等，對于促進(jìn)黃丘一副區(qū)乃至黃土高原水土保持示范園建設(shè)工作意義重大。