淮河流域坡耕地水土流失特點(diǎn)與綜合整治模式

姚孝友，劉霞，張光燦

(1.水利部淮河水利委員會(huì)淮河流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站，233001，安徽蚌埠;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山東省土壤侵蝕與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，271018，山東泰安)

全國現(xiàn)有坡耕地2 393 萬hm2，占全國水土流失面積的6.7%，但土壤流失量卻占全國水土流失總量的28.3%，特別是坡耕地比較集中的地區(qū)水土流失量甚至占該地區(qū)水土流失總量的50%以上［1－2］。坡耕地嚴(yán)重的水土流失已成為影響我國生態(tài)和糧食安全的重大問題。淮河流域是我國中東部地區(qū)生態(tài)安全屏障，也是國家重要的糧棉油生產(chǎn)基地，由于地處我國南北氣候過渡帶，人口密集，不利的自然和人為影響因子加劇了坡耕地水土流失危害。為有效推進(jìn)淮河流域坡耕地水土流失綜合整治，筆者通過分析流域內(nèi)坡耕地分布與水土流失特點(diǎn)，結(jié)合多年水土流失治理經(jīng)驗(yàn)，提出不同區(qū)域、不同類型坡耕地水土流失綜合整治方向和關(guān)鍵技術(shù)模式。

1 坡耕地現(xiàn)狀與分類

1.1 坡耕地現(xiàn)狀

淮河流域現(xiàn)有坡耕地96.56 萬hm2，占山丘區(qū)耕地面積的17.7%，占水土流失面積約1/3［3］。坡耕地主要分布在桐柏大別山區(qū)、伏牛山區(qū)、沂蒙山區(qū)、江淮丘陵區(qū)、淮海丘崗區(qū)，其中:沂蒙山區(qū)占51.61%，伏牛山區(qū)占17.58%。坡耕地的坡度以5°～15°為主(占40.39%)，＜5°的坡耕地占32.66%。淮河流域坡耕地分布詳見表1。

表1 淮河流域坡耕地分布狀況Tab.1 Distribution status of slope farmland in Huaihe River Basin 萬hm2

1.2 坡耕地分類

根據(jù)立地條件，淮河流域坡耕地可分為石質(zhì)坡耕地、土石質(zhì)坡耕地、砂質(zhì)坡耕地和土質(zhì)坡耕地4 種類型:1)石質(zhì)坡耕地，主要分布在沂蒙山區(qū)和淮海丘崗區(qū)石灰?guī)r地區(qū)，表土已流失殆盡，基巖或母質(zhì)出露;2)土石質(zhì)坡耕地，在各區(qū)均有分布，由于長期水土流失，土地礫石含量高，跑水、跑土、跑肥嚴(yán)重;3)砂質(zhì)坡耕地，主要分布在沂蒙山和伏牛山區(qū)花崗巖及片麻巖地區(qū)，土壤多為粗骨土或風(fēng)化砂，黏粒含量低，土壤抗蝕力和保水、保肥能力差，生產(chǎn)能力低下;4)土質(zhì)坡耕地，主要分布在山丘區(qū)緩坡地帶，土壤立地條件相對(duì)較好。

2 坡耕地水土流失特點(diǎn)與危害

2.1 面積不大，分布廣

淮河流域坡耕地總面積僅占山丘區(qū)總面積約1/9，但在各山丘區(qū)均有大量分布，尤其在低山丘陵地帶分布密集。根據(jù)遙感與野外實(shí)調(diào)資料，坡耕地80%分布在海拔500 m 以下的人口密集地帶。桐柏大別山的深山區(qū)主要呈現(xiàn)零星分布，且多與坡林地、“四荒”地相間;沂蒙山區(qū)則多與坡式梯田或低標(biāo)準(zhǔn)梯田相鄰;集中連片坡耕地多分布在伏牛山區(qū)山體與平原過渡帶以及江淮和淮海丘陵地帶。

2.2 強(qiáng)度不高，威脅大

淮河流域山丘區(qū)土層非常淺薄，多數(shù)坡耕地土層在30 cm 左右，其中沂蒙山石灰?guī)r地區(qū)部分坡耕地土層已經(jīng)流失殆盡，花崗片麻巖地區(qū)土層多砂礫化。根據(jù)淮河流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站坡面徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)結(jié)果(2010 年)，大別山區(qū)13°坡耕地土壤侵蝕模數(shù)565.8 t/(km2·a)，23°坡耕地土壤侵蝕模數(shù)2 009.8 t/(km2·a)，分別是19°坡改梯種茶區(qū)的17和61 倍。從流失強(qiáng)度來看，每年每平方千米流失總量并不是很高，但由于土層瘠薄，帶來的潛在威脅很大。一是淮河流域山丘區(qū)坡耕地水土流失已造成17 萬hm2裸巖面積，并有35 萬多hm2土地處于砂化、石化和變成裸巖的極度危險(xiǎn)之中。其中魯中南山丘區(qū)坡耕地，20 世紀(jì)50 年代以來已累計(jì)被沖刷掉土層厚度的30%～50%，致使有些土地已無法耕種，若任其發(fā)展，100 年后裸巖面積將占全區(qū)總面積的35%。二是水土流失帶走的多為耕作層的細(xì)粒物質(zhì)和養(yǎng)分，造成土壤質(zhì)量下降。據(jù)水土保持站監(jiān)測(cè)結(jié)果［3－4］，一場(chǎng)暴雨過后，土壤中粒徑1.2 mm 的砂礫增加1.0%～3.6%，土壤有機(jī)質(zhì)損失19.5%～36.4%。

2.3 流失類型單一，形式多樣

淮河流域坡耕地土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主，但由于降雨、土壤質(zhì)地等的差異，侵蝕形式多樣，主要表現(xiàn)為層狀面蝕、砂礫化面蝕、細(xì)溝狀面蝕等。在桐柏大別山區(qū)和伏牛山區(qū)棕壤和褐土地帶的坡耕地多為層狀面蝕;在伏牛山和沂蒙山大部分地區(qū)則以砂礫化面蝕為主，而在粗骨土地區(qū)則以細(xì)溝狀面蝕為主。

2.4 效益不高，區(qū)域依存度差異顯著

由于淮河流域坡耕地土壤瘠薄，土地產(chǎn)出效益較低，據(jù)典型農(nóng)戶調(diào)查，丘陵地帶坡耕地糧食產(chǎn)量3 000 ～4 500 kg/hm2或花生1 500 ～2 250 kg/hm2，山區(qū)坡耕地糧食產(chǎn)量1 500 ～2 250 kg/hm2;砂化坡耕地糧食產(chǎn)量2 250 ～3 000 kg/hm2或花生1 125 ～1 500 kg/hm2，扣除化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料費(fèi)用，效益十分低下。同時(shí)由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、傳統(tǒng)習(xí)俗等的影響，農(nóng)民對(duì)坡耕地的依存度差異很大。一般深山區(qū)，由于交通不便，為了口糧，農(nóng)民對(duì)坡耕地依存度較大;在山區(qū)向平原過渡地帶，由于勞務(wù)外出，坡耕地粗放經(jīng)營或逐步棄耕，一部分正在向坡林地轉(zhuǎn)變;而在江淮和淮海丘陵地帶，坡耕地仍作為基本農(nóng)田，群眾對(duì)其生產(chǎn)糧食的依存度很大。

3 坡耕地治理中的主要問題

坡耕地水土流失綜合整治已得到了國家的高度重視，但從開展的試點(diǎn)工程和典型調(diào)查情況來看，淮河流域坡耕地改造存在很多需要進(jìn)一步解決的問題。

3.1 利用方向問題

根據(jù)現(xiàn)有坡耕地治理規(guī)劃，坡耕地水土流失綜合整治工程建設(shè)內(nèi)容主要包括:坡改梯、土坎梯田地埂保護(hù)和小型水利水土保持工程配套，坡耕地整治后利用方向?yàn)檗r(nóng)作物。由于淮河流域區(qū)域差異大，農(nóng)民對(duì)坡耕地改造后需求不一，尤其是丘陵經(jīng)濟(jì)林規(guī)模發(fā)展地帶，坡改梯整治后利用方向與農(nóng)民需求不一致，農(nóng)民的積極性不高。據(jù)調(diào)查，淮河流域鲇魚山水庫上游坡改梯試點(diǎn)工程項(xiàng)目區(qū)(2009—2010年)，90%以上的農(nóng)民希望坡耕地治理后發(fā)展油茶(Camellia oleifera)或其他經(jīng)濟(jì)林;因此，如何解決坡耕地水土流失整治中利用方向問題是確保該項(xiàng)民生工程的關(guān)鍵。

3.2 治理規(guī)模化問題

淮河流域坡耕地在山區(qū)分布的零星性和與其他類型土地的相間性，制約了部分地區(qū)大片規(guī)模改造。然而實(shí)際運(yùn)作中，地方主管部門為了片面追求規(guī)模和視覺效應(yīng)，破壞草灌叢等微度流失區(qū)，建成集中連片的“清一色”水平梯田，嚴(yán)重違背了水土保持“因地制宜”的工作方針。

3.3 治理投入問題

淮河流域山丘區(qū)外出務(wù)工人數(shù)占農(nóng)村勞動(dòng)力人口33%，部分縣高達(dá)60%［3］。農(nóng)村勞力缺失，帶來了有限勞力工資的上漲，提升了坡耕地治理成本。據(jù)調(diào)查，目前淮河流域山丘區(qū)勞力工資已高達(dá)60 ～100 元/日，按照淮河流域大多數(shù)坡耕地地面坡度5°～10°估算，人工修筑成本為233 ～333 元/hm2，如果考慮水系配套，水平梯田建設(shè)成本在267 ～400元/hm2之間;即使在有條件的地區(qū)，采取人機(jī)結(jié)合，水平梯田建設(shè)成本也在200 ～333 元/hm2之間。石坎梯田成本更高，達(dá)到667 ～1 000 元/hm2。而目前國家在淮河流域坡耕地水土流失整治工程中土坎梯田補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為80 元/hm2，僅占治理成本的20%～40%。投入不足嚴(yán)重制約坡耕地的治理進(jìn)展。

3.4 治理標(biāo)準(zhǔn)問題

坡改梯綜合整治中，一方面投資不足，另一方面又需要示范帶動(dòng)，結(jié)果帶來治理標(biāo)準(zhǔn)的不均衡。核心范圍內(nèi)，治理標(biāo)準(zhǔn)很高，甚至采取毛條石、路牙石建設(shè)梯田，而其他范圍則建成坡式、隔坡甚至壓縮建設(shè)規(guī)模，如何協(xié)調(diào)好建設(shè)規(guī)模與治理標(biāo)準(zhǔn)問題需要進(jìn)一步研究解決。

3.5 群眾理念問題

在淮河流域江淮丘陵和淮海丘崗區(qū)，大部分群眾對(duì)坡耕地水土流失的嚴(yán)重危害認(rèn)識(shí)不足，單考慮種植面積和改梯后的土質(zhì)變化，認(rèn)為坡改梯后種植面積下降了、土壤變生了，卻沒有認(rèn)識(shí)到坡耕地的水土流失因破壞土地生產(chǎn)力而導(dǎo)致生產(chǎn)成本的上升以及對(duì)環(huán)境的破壞。

3.6 治理成果保存問題

由于受土質(zhì)條件、投資不足、技術(shù)水平等多方面影響，淮河流域普遍存在坡改梯損毀現(xiàn)象。在砂石山區(qū)，尤其是粗骨土地區(qū)，缺乏有效地埂防護(hù)措施的坡改梯工程常常是“一年改、二年淤、三年又重來”;有些坡度大的地方，由于缺乏技術(shù)支撐，坡面水系配套不完善，一場(chǎng)暴雨就造成大片地埂損毀;投資不足帶來的治理標(biāo)準(zhǔn)低，是坡改梯損毀的另一個(gè)因素。

3.7 建管體制問題

當(dāng)前淮河流域坡改梯等水土保持工程，基本上都采取基本建設(shè)程序，全部納入招投標(biāo)管理。由于水土保持工程定位為補(bǔ)助性質(zhì)，加上地方配套很難全部足額到位，所謂的招投標(biāo)也僅是國家補(bǔ)助部分，這樣勢(shì)必帶來建設(shè)規(guī)模的壓縮和治理標(biāo)準(zhǔn)的下降。

4 坡耕地分類整治方向與主要技術(shù)模式

4.1 坡耕地分類整治方向

4.1.1 石質(zhì)坡耕地 整治方向以搶救土地資源、防止土地喪失生產(chǎn)能力為目標(biāo)，重點(diǎn)加強(qiáng)機(jī)械深翻催熟、客土整治和水源配套，改善群眾生產(chǎn)生活。

4.1.2 土石質(zhì)坡耕地 整治方向以深翻改土建設(shè)水平梯階為主，結(jié)合土質(zhì)條件和糧食需求，在適度發(fā)展基本農(nóng)田的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大改梯后水土保持林和經(jīng)果林發(fā)展面積，并配套小型蓄排工程和田間道路。

4.1.3 砂質(zhì)坡耕地 整治方向以林草與農(nóng)田相間等高布局為主，在適度改梯基礎(chǔ)上，增加地表覆蓋和地埂植物防護(hù)，加大截排水設(shè)施、沉砂和徑流攔蓄工程建設(shè)。

4.1.4 土質(zhì)坡耕地 整治方向以水平梯田建設(shè)為主，配套水源工程，擴(kuò)大灌溉面積，發(fā)展糧食生產(chǎn)。

4.2 主要技術(shù)模式

根據(jù)淮河流域坡耕地特點(diǎn)，統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益，尊重群眾意愿和自然規(guī)律，結(jié)合已有的水土保持成果和坡改梯綜合治理試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)［5－10］，提出4種坡耕地水土流失綜合整治模式。

1)“水平梯田+植物護(hù)埂+水系配套”模式。該模式是當(dāng)前坡耕地水土流失綜合整治普遍推廣的基本模式，主要適合農(nóng)民對(duì)糧食需求迫切、土層較厚、坡度較緩的土質(zhì)坡耕地改造，在空間分布上，主要適宜于桐柏大別山、伏牛山、沂蒙山丘陵向平原過渡地帶以及江淮丘陵區(qū)部分地區(qū)，有條件的石質(zhì)山區(qū)，可修建石坎梯田。

2)“工程整地+經(jīng)濟(jì)林(或生態(tài)林) +水系配套”模式。該模式主要適合農(nóng)民對(duì)糧食需求不高、區(qū)域經(jīng)濟(jì)林規(guī)模發(fā)展的地區(qū)，在淮河流域土質(zhì)、石質(zhì)、土石質(zhì)坡耕地分布地區(qū)均可應(yīng)用，但不同地區(qū)工程整地的方式和林種選擇以及水系配套類型等差別很大。根據(jù)坡度，桐柏大別山區(qū)坡耕地宜采取窄梯田、水平階以及魚鱗坑整地，經(jīng)濟(jì)林可選擇板栗(Castanea mollissima)、茶(Camellia sinensis)、油茶等，在水系配套方面，主要以排水為主，間以沉砂蓄水設(shè)施和山塘建設(shè);伏牛山區(qū)應(yīng)采取窄梯田、水平溝、水平階整地，主要林種可選擇桃(Amygdalus persica)、核桃(Juglans regia)、火炬松(Pinus taeda)等，在水系配套方面采取攔蓄結(jié)合的原則，排水溝和水窖(水池)同步建設(shè);沂蒙山區(qū)一般采取人機(jī)結(jié)合方式，深翻土地平整建設(shè)梯田，經(jīng)濟(jì)林可選擇櫻桃(Cerasus pseudocerasus)、蘋果(Malus pumila)、板栗、山楂(Crataegus pinnatifida)、核桃等品種，水系配套以攔蓄為主;江淮丘陵區(qū)土層淺薄，宜保護(hù)表土，采取等高條墾(疊土條臺(tái)田)、深翻平整等方式，主要林種以雜果和楊樹為主，坡面水系主要為灌排系統(tǒng)同步建設(shè);淮河丘崗區(qū)一般采取水平梯田整地，坡面水系也主要為灌排系統(tǒng)同步建設(shè)，適宜樹種也多為雜果和楊樹。

3)“等高植物籬+水系配套”模式。該模式主要適合于緩坡和土層較厚的地區(qū)。一般通過坡面排水體系建設(shè)，起溝筑壟，沿溝邊等高密植金銀花(Lonicera japonica)、茶、黃 花 菜(Hemerocallis liloaphodelus)等植物籬。

4)“隔坡梯田+農(nóng)林復(fù)合+水系配套”模式。該模式主要適用于“砂化”和“砂礫化”的砂質(zhì)坡耕地改造。一般每隔一定距離的坡面整修條梯田田面，配套田間排水溝，田面種植農(nóng)作物，間隔的坡面上栽種經(jīng)濟(jì)林，在縱向排水溝內(nèi)栽種溝底防沖植被或采取節(jié)節(jié)攔蓄徑流緩沖設(shè)施。

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