辛店試驗(yàn)場(chǎng)發(fā)展歷史及建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

高璐媛，高健健，黨維勤，郭 星，張拜霞

[1.黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局(黃河水利委員會(huì) 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)和草業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 榆林719000]

黃土高原是中華文明的發(fā)祥地之一，地域遼闊，資源豐富，曾經(jīng)鳥語花香，綠樹成蔭。但隨著人類生產(chǎn)生活對(duì)植被的破壞，黃土高原的植被覆蓋率持續(xù)下降，水土流失面積顯著增加，年入黃泥沙高達(dá)16億t，下游河道泥沙大量淤積，導(dǎo)致黃河下游成為地上懸河，嚴(yán)重威脅著黃河下游人民的生命與財(cái)產(chǎn)安全。

新中國建立初期的1953年，辛店試驗(yàn)場(chǎng)(以下簡(jiǎn)稱“試驗(yàn)場(chǎng)”)在黃土高原腹地應(yīng)運(yùn)而生，從此拉開了黃土高原水土保持工作的序幕。近70年來，試驗(yàn)場(chǎng)先后在水土流失規(guī)律、不同類型區(qū)小流域綜合治理開發(fā)模式、水土保持治理措施及其效益等方面開展了600多項(xiàng)試驗(yàn)研究，取得了130多項(xiàng)重要成果，為我國黃土高原水土保持事業(yè)的發(fā)展和黃河的治理開發(fā)做出了卓越貢獻(xiàn)。

1 試驗(yàn)場(chǎng)概況

試驗(yàn)場(chǎng)位于黃河一級(jí)支流無定河中游左岸辛店溝流域內(nèi)，地理位置北緯37°29′00″～37°31′00″、東經(jīng)110°16′45″～110°20′00″，總面積約1.44 km2，為黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局(綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站)所有，具有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)。場(chǎng)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)(以下簡(jiǎn)稱“黃丘一副區(qū)”)地貌；氣候?yàn)榇箨懶詼貛О敫珊导撅L(fēng)氣候，春季風(fēng)沙大、初夏干燥、冬季寒冷，最高氣溫38.3 ℃，最低氣溫-25.4 ℃，年均氣溫9.7 ℃，年均降水量475.1 mm，70%以上的降水集中于6—9月，且多以暴雨形式出現(xiàn)[1-3]；土壤類型以黃綿土為主，約占65%以上。經(jīng)過多年治理，場(chǎng)區(qū)林草植被覆蓋度由70年前的5%提高到目前的75%以上，昔日的光山禿嶺已變成林草茂密的花果山，水土流失治理度達(dá)86%，攔沙率達(dá)98%。場(chǎng)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卫淼男路较?，輻射帶?dòng)了周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境改善和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 試驗(yàn)場(chǎng)發(fā)展歷史

新中國成立前夕，黃河水利委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱“黃委”)第一任主任王化云考察無定河后，1950年黃委召開第一次治黃會(huì)議，決定開展黃土高原水土流失治理工作。1952年，黃委根據(jù)中央批示，由西北黃河工程局派出一支水?？睖y(cè)隊(duì)，在綏德成立陜北水土保持工作推廣站，即黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局(綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站)前身。因綏德辛店溝自然特征在水土流失嚴(yán)重的黃丘一副區(qū)具有一定的代表性[4]，故陜北水土保持工作推廣站于1953年在辛店溝流域征地約1.44 km2，建立水土保持試驗(yàn)基地——辛店試驗(yàn)場(chǎng)，開始林草引種、草田輪作、水保耕作、檸條綠化、淤地壩建設(shè)等試驗(yàn)研究工作。

2.1 試驗(yàn)探索階段(1953—1957年)

在試驗(yàn)場(chǎng)建成初期，陜北條件十分艱苦，黃土高原千溝萬壑、山高坡陡、植被稀少，交通運(yùn)輸十分不便，加之貧瘠的黃土地十年九旱，因此治理難度極大，且沒有經(jīng)驗(yàn)可尋。為充分了解黃土丘陵溝壑區(qū)的自然特征，探索黃丘一副區(qū)水土流失規(guī)律，從而尋求有效的水土保持措施和方法，科研人員先后在韭園溝、辛店溝、王茂溝等28條流域布設(shè)徑流測(cè)站、徑流小區(qū)，并在橋溝建立了全國第一個(gè)未治理流域的大型坡面徑流場(chǎng)，長期開展徑流泥沙、水土流失規(guī)律、水土保持措施優(yōu)化配置及治理效益等方面的野外觀測(cè)和研究工作。

在充分了解黃丘一副區(qū)水土流失規(guī)律和總結(jié)群眾耕作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，1957年在場(chǎng)區(qū)內(nèi)試驗(yàn)修筑了陜北第一片水平梯田。經(jīng)試驗(yàn)表明，水平梯田具有“三保一高”(保水、保土、保肥，高產(chǎn))的優(yōu)點(diǎn)，在一次降雨100 mm情況下，可以全部攔蓄，使水不出田[5]。在此試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，研究人員總結(jié)出了水平梯田的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、布設(shè)、施工等一整套成功經(jīng)驗(yàn)。

為解決黃土高原土地貧瘠、廣種薄收的問題，試驗(yàn)場(chǎng)科研人員先后從國內(nèi)外引進(jìn)刺槐、檸條、沙棘、紫穗槐等水土保持樹種及170多個(gè)葡萄品種、20多個(gè)蘋果品種，開展了水土保持林和經(jīng)濟(jì)林的引種、栽培和配置技術(shù)研究。試驗(yàn)研究了沙棘育苗技術(shù)和刺槐、檸條等林木的栽培技術(shù)，探索出利用抗旱藥物提高造林成活率、保存率的技術(shù)并廣泛推廣，使刺槐和檸條成為綠化荒山荒坡的主要樹種；提出了以小流域?yàn)閱卧乃Ａ峙渲脙?yōu)化方案，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了大量推廣。在辛店溝建立起陜北第一塊山地果園，并廣泛推廣，使山地果業(yè)成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。引進(jìn)150多個(gè)牧草品種進(jìn)行選育試驗(yàn)，為黃土丘陵溝壑區(qū)建立人工草地、解決“三料”問題、發(fā)展生產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。開展水土保持耕作措施、土壤改良措施及作物栽培技術(shù)的試驗(yàn)研究，成功提出并推廣溝壟耕作、草田輪作等水保耕作技術(shù)。

水平梯田和水保林的成功試驗(yàn)極大地改善了水土流失狀況和土壤貧瘠情況，陜北各縣開始大面積推廣水平梯田。這個(gè)階段是試驗(yàn)場(chǎng)水土保持試驗(yàn)研究快速發(fā)展的階段，為下一階段試驗(yàn)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.2 發(fā)展階段(1958—1977年)

在水平梯田和水保林的試驗(yàn)成功后，試驗(yàn)場(chǎng)科研人員再接再厲，一方面總結(jié)推廣治理經(jīng)驗(yàn)，另一方面試驗(yàn)研究新的治理措施。為了解決丘陵溝壑區(qū)基本農(nóng)田肥料不足的問題，科研人員開始就草木樨綠肥施用方法、改良土壤作用、增產(chǎn)效益和綠肥壓青的腐爛速度等進(jìn)行試驗(yàn)研究，并取得初步成果，于20世紀(jì)50年代后期在黃土高原地區(qū)進(jìn)行了大面積推廣。在總結(jié)群眾打小壩的基礎(chǔ)上，試驗(yàn)場(chǎng)推行了大型淤地壩，同時(shí)修筑土石混合壩、石壩、土谷坊、石谷坊等，起到了攔蓄洪水的作用。隨著一系列單項(xiàng)水保措施的試驗(yàn)成功，1959年科研人員在充分總結(jié)黃丘一副區(qū)水土流失規(guī)律的基礎(chǔ)上，不斷試驗(yàn)研究，逐步向各項(xiàng)措施綜合發(fā)展探索，創(chuàng)造性地提出了小流域“三道防線”(即梁峁坡地修田造園，溝谷坡地植灌喬草，溝谷道內(nèi)建淤地壩系)的治理模式。20世紀(jì)80年代以來，該模式在陜西、山西、內(nèi)蒙古等省(區(qū))100多條小流域治理中得到了普遍推廣和應(yīng)用。

2.3 恢復(fù)提高階段(1978—1990年)

1979年之后，試驗(yàn)場(chǎng)的試驗(yàn)研究工作開始逐步恢復(fù)。由于之前各項(xiàng)科研工作的擱置，因此，此階段科研人員迸發(fā)出了前所未有的研究熱情，研究范圍不斷擴(kuò)大，研究層次逐步深化，在水土保持工程、生物措施方面取得了較多的成就。1979年試驗(yàn)場(chǎng)修補(bǔ)和加固了因連續(xù)特大暴雨而嚴(yán)重?fù)p壞的淤地壩，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，在溝道中興建了治溝骨干工程(骨干壩)。1990年，淤地壩的試驗(yàn)研究由單壩轉(zhuǎn)入壩系的研究，試驗(yàn)場(chǎng)完成了“黃丘一副區(qū)壩系規(guī)劃布設(shè)與利用研究”“多沙粗沙區(qū)溝道淤地壩壩系相對(duì)穩(wěn)定研究”等多項(xiàng)國家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目，從而掀起區(qū)域壩系建設(shè)高潮。同期，試驗(yàn)場(chǎng)科研人員進(jìn)行了“早熟沙打旺選育和應(yīng)用”“流動(dòng)沙地飛機(jī)播種造林試驗(yàn)”“辛店試驗(yàn)場(chǎng)水土保持治理實(shí)踐”“火炬樹引種試驗(yàn)”“小冠花引種栽培試驗(yàn)”“檸條栽培技術(shù)”“壩地鹽堿化防治”等多個(gè)項(xiàng)目的試驗(yàn)研究，并開展了黃丘一副區(qū)水土流失規(guī)律及減水減沙等多項(xiàng)試驗(yàn)研究，獲得7項(xiàng)省部級(jí)以上科技成果獎(jiǎng)。

2.4 改造及整合提高階段(1991—2016年)

1991—2000年為改造階段，水土保持工作面臨轉(zhuǎn)型，資金不足，研究項(xiàng)目有所減少，科研人員集中精力主要研究了“利用藥物提高黃土高原造林成活率”“黃土高原抗旱造林技術(shù)”等水土保持生物措施，并分別獲得了國家科技成果獎(jiǎng)和林業(yè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

2000年以后，黃河生態(tài)工程韭園示范區(qū)(包括試驗(yàn)基地)的建設(shè)，使山、水、林、田、草得到有效治理，帶動(dòng)了場(chǎng)區(qū)工程措施研究的發(fā)展?？蒲腥藛T先后完成了黃河中游多沙粗沙區(qū)區(qū)域界定及產(chǎn)沙輸沙規(guī)律研究、黃河多沙粗沙區(qū)小流域壩系相對(duì)穩(wěn)定條件及可行性研究、黃丘一副區(qū)小流域壩系建設(shè)理論與實(shí)踐等多項(xiàng)試驗(yàn)研究，辛店溝流域內(nèi)溝道壩系初具規(guī)模，荒坡荒山綠化也取得了一定成效，流域生態(tài)景觀初步形成，并在小石溝形成了小流域“三道防線”綜合治理典型模式。

2.5 科技示范階段(2017年至今)

2017年以來，試驗(yàn)場(chǎng)科研人員以實(shí)施省級(jí)水利發(fā)展資金項(xiàng)目為重要契機(jī)，踐行生態(tài)文明理念，突出水土保持科研特色，科學(xué)布局，統(tǒng)一謀劃，將試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)成具有典型示范性的水土保持科技示范園即辛店溝水土保持示范園，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

目前，示范園基本形成水土流失觀測(cè)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)六大功能區(qū)，使園區(qū)成為以溝道壩系為主的水土保持綜合治理示范、水土流失規(guī)律、水土保持效益監(jiān)測(cè)及成果展示試驗(yàn)區(qū)，發(fā)揮了典型帶動(dòng)、科技示范輻射作用。經(jīng)過5年的建設(shè)，辛店溝水土保持示范園已經(jīng)成為科學(xué)研究型園區(qū)，吸引了科研院所及專家前來調(diào)研。2020年8月，中國科學(xué)院和中國工程院8位院士齊聚辛店溝，研討淤地壩新材料、新工藝、新技術(shù)，提出推進(jìn)黃土高原生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的具體措施和建議。2020年4月，辛店溝水土保持示范園被評(píng)為省級(jí)水土保持示范園，2021年12月被評(píng)為國家水土保持科技示范園。

3 建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

3.1 因地制宜，綜合治理

試驗(yàn)場(chǎng)長期開展徑流泥沙、水土流失規(guī)律、水土保持措施優(yōu)化配置及治理效益等方面的野外觀測(cè)和研究工作，基本摸清了黃丘一副區(qū)不同地貌類型、不同土地類型的水土流失規(guī)律。依照黃丘一副區(qū)水土流失規(guī)律，采用“三道防線”治理模式對(duì)辛店溝流域進(jìn)行治理，形成從峁頂?shù)綔系讓訉釉O(shè)防、節(jié)節(jié)攔蓄的水土保持綜合防治工程體系，起到了鞏固溝床、攔蓄徑流、變荒溝為良田的作用。隨著治理標(biāo)準(zhǔn)的提高，流域經(jīng)歷了1994年“8·4”、2012年“7·15”、2017年“7·26”等特大暴雨，達(dá)到了“土不下山，水不出溝”的效果。

3.2 優(yōu)化措施，合理配置

建立初期，試驗(yàn)場(chǎng)作為水土保持試驗(yàn)研究的發(fā)源基地，最早開展了水平梯田、淤地壩建設(shè)技術(shù)，水土保持林、經(jīng)濟(jì)林引種、配置和栽培技術(shù)，以及水保耕作措施、土壤改良措施、作物栽培技術(shù)的試驗(yàn)研究與實(shí)踐。經(jīng)多年的試驗(yàn)研究，科研人員對(duì)工程措施、生物措施和耕作措施不斷優(yōu)化、不斷提高，總結(jié)提出了“因地制宜、全面規(guī)劃、大小結(jié)合、骨干控制、蓄種相間、輪蓄輪種、計(jì)劃淤排”和防洪、攔泥、生產(chǎn)相結(jié)合的壩系建設(shè)與壩系利用原則。

3.3 科學(xué)布局，統(tǒng)一規(guī)劃

1999年以來，先后組織實(shí)施了黃河生態(tài)工程韭園示范區(qū)、辛店溝水土保持示范園等項(xiàng)目，在項(xiàng)目規(guī)劃、組織實(shí)施、建設(shè)管理等方面積極探索和實(shí)踐，積累了一定經(jīng)驗(yàn)。在建設(shè)過程中，遵循地形地貌、氣候特點(diǎn)及水土流失規(guī)律，做到科學(xué)布局、統(tǒng)一規(guī)劃，在辛店溝形成了以小流域?yàn)閱卧?，布局合理、功能齊全、效益顯著的典型壩系，以及集科學(xué)試驗(yàn)、水保監(jiān)測(cè)、集雨節(jié)溉、壩系高效利用和生態(tài)觀光為一體的科技示范樣板基地，為大力推動(dòng)區(qū)域水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供了示范樣板和成熟經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語及展望

縱觀試驗(yàn)場(chǎng)近70年的發(fā)展歷程，它應(yīng)治理黃土高原水土流失任務(wù)而生，伴國家需求而發(fā)展。它反映了綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站70年的發(fā)展變化，記載了黃丘一副區(qū)水土保持工作從無到有、從試驗(yàn)探索到示范推廣全面發(fā)展的整個(gè)過程，見證了陜北地區(qū)生態(tài)環(huán)境和群眾生產(chǎn)生活的可喜變化。

習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上明確指示，黃河中游要突出抓好水土保持工作。未來試驗(yàn)場(chǎng)將精準(zhǔn)對(duì)標(biāo)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展要求，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，圍繞鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，緊密服務(wù)于美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，立足資源優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步強(qiáng)化水土保持基礎(chǔ)研究、科學(xué)試驗(yàn)、綜合治理、科普教育、示范推廣工作，完善觀測(cè)指標(biāo)體系，提升觀測(cè)技術(shù)手段，服務(wù)于黃丘一副區(qū)生態(tài)環(huán)境改善，推動(dòng)黃土高原水土保持治理高質(zhì)量發(fā)展，更好地服務(wù)區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。