川西北山水林田湖草生態(tài)保護(hù)技術(shù)研究

向國萍,張丹丹,許向?qū)?李雪萍

(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0五地質(zhì)隊(duì),成都 610081)

1 前言

黨的十八大以來習(xí)近平總書記提出“山水林田湖草生命共同體” 這一原則,一方面符合自然發(fā)展規(guī)律和生態(tài)保護(hù)理念,另一方面也是習(xí)近平生態(tài)文明思想的重要組成部分[1]。強(qiáng)調(diào)了山水林田湖草是一個(gè)整體,用生態(tài)修復(fù)一定要遵守大自然的普遍規(guī)律,要統(tǒng)籌生命共同體系統(tǒng)保護(hù),這一原則為自然資源和生態(tài)環(huán)境監(jiān)管體制改革提供論壇實(shí)踐路徑,即實(shí)施自然資源資產(chǎn)統(tǒng)一管理制度,構(gòu)建國土空間開發(fā)保護(hù)制度,推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理,強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)干部統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理責(zé)任等[2]。山水林田湖草生命共同體這一理念論述了生命共同體內(nèi)在的自然規(guī)律,指出自然資源用途管制和生態(tài)修復(fù)必須遵循自然規(guī)律,強(qiáng)調(diào)統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理應(yīng)作為我國生態(tài)文明建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容來加以部署[3]。川西北阿壩州,是長江、黃河重要的水源發(fā)源地、水源涵養(yǎng)區(qū)和集水區(qū)。做好川西北生態(tài)安全保護(hù)工作,有利于實(shí)現(xiàn)社會(huì)的長治久安,有利于建成全面小康社會(huì),對(duì)我國的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治、環(huán)境都具有決定性作用[4]。因此深入了解川西北生態(tài)現(xiàn)狀,對(duì)其做出科學(xué)性評(píng)價(jià),及時(shí)采取保護(hù)措施將山水林田湖草當(dāng)成一個(gè)系統(tǒng),不僅是實(shí)現(xiàn)西部振興的迫切要求,同時(shí)也是建設(shè)保障國家生態(tài)安全的客觀需要,具有較強(qiáng)的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義[5]。

2 研究區(qū)基本概況

阿壩州位于四川省的西北部(圖1),它的地理坐標(biāo)為東經(jīng)109°31′～104°27′,北緯30°35′～34°19′,其面積為8.42×104km2,是四川省漢藏之間相互連通的重要門戶。阿壩州地處川甘青三省的交界處,相接成都平原,北方與青海、甘肅兩省相鄰,東南西三面分別與成都、綿陽、德陽、雅安、甘孜等市州接壤。轄區(qū)內(nèi)有大大小小如汶川、理縣等13個(gè)縣城(圖2)。

圖1 川西北阿壩州地理位置圖

圖2 川西北阿壩州行政區(qū)劃分

3 川西北阿壩州生態(tài)系統(tǒng)問題

除了自然活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境有著重大影響,更多的是人類工程活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,主要影響當(dāng)?shù)靥烊粷竦厮幌陆?阿壩州內(nèi)濕地環(huán)境退化日漸加劇,水土流失嚴(yán)重,地質(zhì)環(huán)境十分脆弱,對(duì)其所在轄區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)造成了重大影響,直接牽連到黃河、長江中下部地區(qū)的生態(tài)安全。

3.1 生態(tài)系統(tǒng)退化

若爾蓋縣、阿壩縣都出現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)退化的問題,雖然近幾年生態(tài)狀況有所改善,但整體仍在退化。其中若爾蓋縣草地沙化嚴(yán)重,據(jù)統(tǒng)計(jì),全縣沙化土地達(dá)8.03×104hm2,占全縣總面積高達(dá)7.8%,直接受到土地沙化威脅的草場面積達(dá)16×104hm2,年經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)4 100×104元。由于草畜矛盾突出過量的放牧導(dǎo)致草畜動(dòng)態(tài)難以達(dá)到平衡,加上草原鼠蟲害猖獗,黑土灘治理難度大。全縣草原鼠害分布面積53.36×104hm2,涉及面積30×104hm2,占可利用草地的46%。鼠害年損失牧草達(dá)2×108kg以上,其害情位居阿壩州之首,并已形成16.66×104hm2的鼠荒地和1.87×104hm2的黑土灘,極大地增加了草原治理難度和成本。此外,毒草蔓延日趨嚴(yán)重。據(jù)觀測,目前全縣草地雜類草和有毒草上升10%～30%,特別是對(duì)牧畜類損傷嚴(yán)重的植物狼毒,在大部分草場均有生長,在極個(gè)別草場分布集中,不容忽視。

3.2 水土流失嚴(yán)重

若爾蓋縣地處青藏高原東部邊緣,處于黃河、長江兩大水系上游河源地區(qū),具有重要的生態(tài)功能。若爾蓋縣在全國水土流失三級(jí)區(qū)劃和四川省省級(jí)區(qū)劃中均屬于若爾蓋丘狀高原生態(tài)維護(hù)水源涵養(yǎng)區(qū),在阿壩州州級(jí)區(qū)劃屬于北部高中山高原草地生態(tài)保護(hù)和沙漠化防治區(qū)。根據(jù)水利部第一次全國水利普查水土保持普查成果和現(xiàn)場補(bǔ)充調(diào)查,結(jié)合實(shí)際調(diào)查,若爾蓋縣水土流失總面積2 691.71 km2,包括風(fēng)力侵蝕2 120.83 km2,水力侵蝕570.88 km2(不含凍融侵蝕52.64 km2),侵蝕面積占全縣總面積的26%,在局部地區(qū)水土流失依然嚴(yán)重,濕地和草場的退化、土地沙化較嚴(yán)重,水土流失較大,與水土保持和生態(tài)屏障不相符,急待開展綜合治理[6]。全縣土地資源受到自然條件的影響,土地利用率不高,為82.8%,沒有利用到的土地面積高達(dá)177 259.4 hm2,主要包括沼澤地(157 976.3 hm2)、裸地(9 849.5 hm2)、沙地(5 400.6 hm2)、荒草地(3 311.5 hm2)和灘涂(757.5 hm2),占全縣總面積的17.2%。由于人類工程活動(dòng)的進(jìn)行,裸地、沙地和荒草地劇增,并且裸地、沙地和荒草地是水土流失發(fā)生的主要區(qū)域,在局部地區(qū)水土流失依然嚴(yán)重;過度放牧致使?jié)竦睾筒輬龅耐嘶?、土地沙化較嚴(yán)重,導(dǎo)致土壤水源涵養(yǎng)能力低下,土地資源生產(chǎn)力降低,洪旱加劇,災(zāi)害頻繁,泥沙淤積,毀壞水利工程,與水土保持和生態(tài)屏障不相符,急待開展水土流失綜合治理[7]。

阿壩縣地處長江、黃河支流分水嶺河源地區(qū)。根據(jù)水利部第一次全國水利普查水土保持普查成果和現(xiàn)場補(bǔ)充調(diào)查,結(jié)合實(shí)際調(diào)查,阿壩縣水土流失面積3 611.69 km2,占幅員面積的34.61%。其中輕度侵蝕為2 876.78 km2,占侵蝕總面積的79.65%;中度侵蝕為655.96 km2,占侵蝕總面積的18.16%;強(qiáng)烈侵蝕為56.78 km2,占侵蝕總面積的1.57%;極強(qiáng)烈侵蝕為16.41 km2,占侵蝕總面積的0.45%;劇烈侵蝕為5.75 km2,占侵蝕總面積的0.16%。阿壩縣水土流失的分布隨地貌形態(tài)和土地使用情況而分布不一。由于人類工程活動(dòng)影響,局部地區(qū)水土流失依然嚴(yán)重,濕地和草場的退化、土地沙化較嚴(yán)重,水土流失較大,與水土保持和生態(tài)屏障不相符,急待開展綜合治理[8]。裸地、沙地、荒草地和疏林地是水土流失發(fā)生的主要區(qū)域,退化的濕地和草場,土地沙化較嚴(yán)重,導(dǎo)致土壤水源涵養(yǎng)能力低下,土地資源生產(chǎn)力降低,洪旱加劇,災(zāi)害頻繁,泥沙淤積,毀壞水利工程。

3.3 地質(zhì)環(huán)境脆弱

受自然和人為因素的綜合影響,若爾蓋縣和阿壩縣的地質(zhì)環(huán)境受到極大影響,由于礦山開采導(dǎo)致土地資源壓占和損毀問題突出。礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用在經(jīng)過一系列對(duì)地下礦產(chǎn)的人類工程活動(dòng)后,其過程勢必會(huì)對(duì)土地資源與生態(tài)環(huán)境造成一定影響。其中土地?fù)p毀方式主要是露天采場剝離表土造成土地?fù)p毀;土地壓占方式主要是工業(yè)廣場壓占、廢石壓占、尾礦壓占,壓占與破壞土地類型包括林地、草地、建筑用地和部分耕地[9]。礦山開采導(dǎo)致部分地區(qū)地形地貌景觀破壞嚴(yán)重。礦產(chǎn)資源開發(fā)活動(dòng)造成山體破損、巖石裸露、次生裸地、疏林地、灌木叢、草地等自然景觀的影響率,同時(shí)對(duì)礦區(qū)周邊各類保護(hù)區(qū)、重要城鎮(zhèn)、主要交通干線兩邊的可見范圍內(nèi)的視覺影響。特別是對(duì)于地形地貌而言,露天裸露開采礦山對(duì)其的破壞最為嚴(yán)重,損壞也最大。

4 生態(tài)保護(hù)措施

4.1 水環(huán)境生態(tài)保護(hù)

實(shí)施嚴(yán)格的水資源管理措施,通過節(jié)水減排與節(jié)水灌溉的方式針對(duì)入河污水的排放檢查,嚴(yán)格管控飲用水資源的消耗,從而實(shí)現(xiàn)水環(huán)境生態(tài)保護(hù)和水資源的有效保護(hù)、合理分配、高效轉(zhuǎn)化利用[10,11]。可采用防洪工程、供水工程、灌溉工程對(duì)水資源使用做到精準(zhǔn)有效的分配,采用水生態(tài)修復(fù)工程、水利樞紐工程對(duì)水資源的運(yùn)輸、循環(huán)使用做出監(jiān)管,從而達(dá)到水環(huán)境生態(tài)保護(hù)的目標(biāo)。

其次,適當(dāng)增加對(duì)于處理水環(huán)境污染破壞的政策,相關(guān)部門對(duì)于保護(hù)水環(huán)境應(yīng)采取有效宣傳,增強(qiáng)人們的環(huán)保意識(shí)。同時(shí)對(duì)于排放工業(yè)污水的總量應(yīng)該給予嚴(yán)格的控制,對(duì)于工廠定期檢測排污水是否合格是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),如果超標(biāo),應(yīng)當(dāng)加大處罰力度。

4.2 草原生態(tài)保護(hù)

圍繞全縣草原、濕地和森林的突出生態(tài)問題,為有效提高草原的生態(tài)和生產(chǎn)功能,遏制濕地退化及萎縮趨勢,維持和提高森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能,可采取:(1)草原生態(tài)保護(hù);(2)退化草地治理示范;(3)現(xiàn)代草牧業(yè)示范;(4)濕地生態(tài)恢復(fù);(5)天然林資源保護(hù);(6)森林災(zāi)害綜合防治;(7)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌綠化;(8)珍稀野生動(dòng)植物保護(hù)等來推動(dòng)草原濕地森林的整體生態(tài)保護(hù)修復(fù)[12]。

4.2.1 草原圍欄建設(shè)

為加快喬灌草植被生長,提高植被覆蓋,改善自然生態(tài),對(duì)天然草原進(jìn)行圍欄封禁,防治牛羊踐踏和人為干擾[13]。圍欄禁牧是一種高效有用的草地恢復(fù)措施,它的優(yōu)點(diǎn)就是投資少、見效快、簡單易于實(shí)施,從而被廣泛地運(yùn)用在世界各地,也是我國主要采取的方法來實(shí)現(xiàn)退牧還草。實(shí)施圍欄禁牧之后,通過對(duì)現(xiàn)實(shí)諸多實(shí)例的觀察分析,認(rèn)為這種建設(shè)有利于保護(hù)增加草原生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和恢復(fù)生態(tài)服務(wù)功能,最后能達(dá)到提高草地群落總生物量、改善草地土壤結(jié)構(gòu)的目的。因此應(yīng)達(dá)成兩點(diǎn)共識(shí):第一,圍欄建設(shè)是管理草原的一種手段,是保護(hù)維持草原生態(tài)系統(tǒng)多樣性的有效工具;第二,圍欄建設(shè)在我國草地保護(hù)方面發(fā)揮著積極作用,已經(jīng)被我國普遍接納采用。

4.2.2 濕地生態(tài)恢復(fù)技術(shù)

濕地生態(tài)保護(hù)恢復(fù)主要包括地形改造、基質(zhì)、水質(zhì)、植被恢復(fù)和岸帶保護(hù)等方面。

(1) 地形改造技術(shù)

主要包括整體地形改造、水文聯(lián)通建設(shè)、岸帶地形改造、淺灘營建等方面。

(2) 基質(zhì)恢復(fù)技術(shù)

① 防滲層建設(shè):宜采用黏土,使其均勻覆蓋地表,黏土層厚5～10 cm,機(jī)械夯實(shí)后透水浸泡1次至?xí)窀?黏土標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 50145規(guī)定執(zhí)行?？梢凿佋O(shè)多層黏土,以滿足防滲需求。不得使用混凝土、水泥等硬質(zhì)鋪裝材料。

② 種植土層恢復(fù):宜采用有機(jī)質(zhì)土,均勻覆蓋在地表,種植土層厚5～50 cm,透水浸泡1次,標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 50145規(guī)定執(zhí)行。種植土層恢復(fù)可采用分層覆土、種植坑覆土、種植槽覆土和種植帶覆土等不同方式。在開闊區(qū)宜進(jìn)行分層覆土,對(duì)種植坑、種植槽宜采用局部深層覆土[14]。

(3) 水質(zhì)恢復(fù)技術(shù)

① 外源污染攔截:位于濕地恢復(fù)與建設(shè)區(qū)上游,應(yīng)在外部水體進(jìn)入濕地恢復(fù)與建設(shè)區(qū)處建設(shè)處理濕地,建設(shè)方法按照HJ 2005規(guī)定執(zhí)行。以再生水為濕地補(bǔ)給水源的,宜在補(bǔ)水入口處建設(shè)處理濕地,建設(shè)方法按照HJ 2005規(guī)定執(zhí)行。

② 內(nèi)源污染處理:遭受污染的水體,可以通過對(duì)岸帶基質(zhì)重新配置,加強(qiáng)對(duì)水體污染物的吸收消解能力。在岸帶科學(xué)合理地配置與種植具有較強(qiáng)吸收污染物的濕地植物,從而達(dá)到減少甚至清除水中污染物的目的。對(duì)不流動(dòng)的受污染水體,可通過建設(shè)生態(tài)漂浮島在水面上,生態(tài)浮島一般可采用竹材等輕質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境無污染的環(huán)保材料建筑主要浮體,浮體上種植吸收污染物能力強(qiáng)的濕地植物。生態(tài)浮島可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際要求可置于水體中央,也可以沿著岸帶布防。

4.3 礦山環(huán)境生態(tài)保護(hù)

礦山地區(qū)的過度開采,已經(jīng)嚴(yán)重威脅到了周邊的生態(tài)環(huán)境,同時(shí)也會(huì)加劇土地污染問題對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成極大的破壞。以保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境為目標(biāo),通過科技手段,遵循生態(tài)規(guī)律、經(jīng)濟(jì)規(guī)律和城市發(fā)展需求,正確處理礦山遺留環(huán)境,轉(zhuǎn)換思路,變廢為寶,綜合治理[15]。因地制宜處理人和自然環(huán)境和諧關(guān)系,促進(jìn)生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.3.1 復(fù)墾工程技術(shù)

礦區(qū)受損土地主要分為兩個(gè)方面:一是開挖占用的土地被破壞,包括工程工地、煤場和場外道路;二是采空區(qū)沉降破壞土地。

(1) 被采空區(qū)破壞的土地采取的措施

輕度采空區(qū):平整土地針對(duì)采空區(qū)地表沉降深度低于2 m的區(qū)域。為了減少地質(zhì)災(zāi)害對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響,處理后地表的附加傾角為5°。在找平過程中,應(yīng)盡可能保持找平單元中開挖和填充的平衡,以減少土的移動(dòng)量。

中采空區(qū)和重度采空區(qū):地表沉降深度大于2 m的區(qū)域?yàn)橹卸鹊乇沓两祬^(qū)和重度地表沉降區(qū)。地面沉降區(qū)30 cm表土層應(yīng)就近臨時(shí)剝離堆放,然后進(jìn)行機(jī)械坡切割工程,回填采空區(qū)地表沉降,以消除采空區(qū)地表沉降造成的附加邊坡,確保整體地形坡度與周圍地形相協(xié)調(diào),并符合草原復(fù)墾的質(zhì)量要求。

(2) 植被恢復(fù)

植被恢復(fù)到原來的天然草原地型,根據(jù)區(qū)域植被特征,使用耐旱牧草金針茅播種前,種子應(yīng)在陽光下放置2～3 d,以打破休眠,改善發(fā)芽,并減少強(qiáng)弱幼苗之間的差異。每10 kg種子應(yīng)使用10～20 kg水浸泡24 h發(fā)芽[16]。植被播種后自然生長,后期對(duì)草種進(jìn)行人工復(fù)播的管理措施,使復(fù)墾區(qū)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)[17]。

4.3.2 管理監(jiān)測措施

復(fù)墾監(jiān)測主要包括受損土地、土壤質(zhì)量和植被監(jiān)測。對(duì)受損土地的監(jiān)測方式為人工巡查。定期監(jiān)測受損土地的類型、面積和程度,掌握受損土地狀況,安排后續(xù)工作[18,19,20]。土壤監(jiān)測主要考察復(fù)墾區(qū)土壤的背景值。通過比較復(fù)墾區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量占比,判斷采伐對(duì)復(fù)墾區(qū)土壤肥力和質(zhì)量的影響[21]。衛(wèi)星遙感圖像用于監(jiān)測植被,對(duì)填土區(qū)植被類型、蓋度、群落分布結(jié)構(gòu)和植被生長情況進(jìn)行取樣和監(jiān)測[22]。

5 結(jié)論

基于山水林田湖草生命共同體理念,為維護(hù)人類賴以生存的生態(tài)系統(tǒng),對(duì)川西北阿壩生態(tài)示范區(qū)中具有代表性地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查,探尋了人類生活活動(dòng)對(duì)這些地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響,結(jié)合了山水湖田林草與不同因素之間的關(guān)系,以整體系統(tǒng)提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的能力作為衡量生態(tài)保護(hù)重要性的標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)退化程度,確定保護(hù)目標(biāo)與治理措施。

生態(tài)環(huán)境是人們賴以生存的基礎(chǔ),希望通過對(duì)川西北阿壩州生態(tài)環(huán)境的研究能引起未來對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的重視,山水林田湖草理念能夠深入人心,從現(xiàn)實(shí)與精神雙方面展開生態(tài)環(huán)境的保護(hù),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長,實(shí)現(xiàn)國家富強(qiáng)。