鄭惠艷
(酒泉市水利水電勘測設計院,甘肅 酒泉 735000)
河西走廊西部生態綜合治理研究
——以瓜州縣為例
鄭惠艷
(酒泉市水利水電勘測設計院,甘肅 酒泉 735000)
瓜州縣位于河西走廊西部,是通往中亞歐洲遠地的咽喉和新亞歐大橋陸上的中轉重鎮。近年來,瓜州縣橋子以北、雙石公路以東的風沙區沙化面積逐年擴大,橋子大部分耕地和雙石公路面臨沙化和沙埋威脅,直接影響著當地移民群眾的生存。為此本文從生態治理措施入題,首先論證生態治理的總體布局和措施配置,再通過林草生態治理典型設計明確治理方案,最終通過生態效益、環境效益和社會效益,判斷投資的必要性和資源配置的合理性,從而為瓜州縣生態綜合治理奠定理論依據。
瓜州縣;生態治理;效益分析
瓜州縣地處甘肅河西走廊西部,南望祁連,北枕大漠,南北與肅北蒙古族自治縣相接,東連玉門,西鄰敦煌,是河西走廊生產要素最富集、最活躍的地區,是我國通往中亞歐洲遠地的咽喉和新亞歐大橋陸上的中轉重鎮。但由于其地處風沙口地帶,氣候惡劣,植被稀疏,生態環境十分脆弱,水資源短缺,生產經營方式單一,生態環境問題直接威脅著當地群眾的生存,影響著全縣社會經濟的發展。
其中風沙災害是該縣的主要自然災害之一,而風蝕是造成研究區水土流失的關鍵因素,也是主要的水土流失類型,根據酒泉地區水土保持類型區劃,研究區風力侵蝕較為嚴重,風力侵蝕模數3800t/km2·a左右,屬中度侵蝕區,水土流失形式以風力侵蝕為主。近幾年研究區水土流失強度加劇,沙量增加,土壤沙化速度加快,危害進一步加強。由于本區植被稀少,大風頻率高且風速快,年平均風速3.6m/s,瞬時風速可達34.6m/s,最大風力9級,7級以上大風天氣75d,風力侵蝕十分嚴重。土地沙化明顯,風沙不斷危害周邊耕地、渠道、道路,風沙危害嚴重威脅著研究區的生態安全,為此需對瓜州縣進行生態治理。
1.1 劃分立地類型
依據地域分布規律,結合 3個鄉鎮治理區實際,本著揚長避短,發揮優勢,治理風沙,盡快改善生態環境的目的,對研究區功能區劃分3個項目分區:七墩治理區、雙塔治理區和橋子治理區。
劃分立地類型是科學認識和評價立地條件的主要方法和手段,也就是將具有相同或相似宜林條件的地段分類組合,確定相應的適宜造林樹種,達到適地適樹,提高造林質量,充分發揮生產力的目的。通過全區地形、土壤、植被和現有林木生長狀況的分析研究,從影響林木生長發育的眾多因子中,篩選出以土壤為主導因子,本著簡明扼要,便于應用的原則,共劃分立地類型3個,立地類型劃分見表1。
1.2 總體布局和措施配置
根據項目建設的指導思想,在具體規劃設計與措施布局時按以下原則:
(1)因地制宜,因害設防,合理布設。根據研究區的自然條件和風蝕特點,有針對性地配置相應的治理措施。在風沙防治措施配置上,要取得長久的防治效果,應做到工程、植物以及生態修復相結合,單純工程治沙的防護效果不如綜合防治,植物措施及相應的配套灌溉和后續養護費用需完善配套,因此本階段進行工程防護和林草措施防護相結合。工程措施要盡量就地取材,做到技術上可靠、經濟上合理。在人工治理的周時,在施工中對局部植被覆蓋較好的地段,應盡量避免對原地表沙生植被的破壞,充分發揮原生植被的防護功能。林草措施盡量與當地渠、路、林規劃配套,在實現較好的防風固沙效果的同時,以便于灌溉、管護及經濟的方式布置。

表1 立地條件類型劃分表
(2)集中連片,規模治理。在措施布設方面,盡可能的集中連片,以發揮其規模效應。同時,防風、阻沙、固沙措施應互成體系,使其發揮協同功能。
(3)以人為本,保障和改善民生。風沙防治的主要特點就在于當地治理、異地受益,項目的實施其工程區本身并不產生直接經濟效益,其最終目的是為了維護綠洲灌區的繁榮穩定。因此本項目的措施設計要貫穿科學發展觀,體現以人為本的思想。
在橋子鄉風沙治理研究區沙丘表面進行草方格沙障壓沙,并間以埋設擋沙墻以固定流沙表面,阻滯沙丘前移。由于資金限制,沙障不滿鋪,帶狀布設。在七墩鄉和雙塔鄉治理區布置多條防風林帶,減小當地全年多東風的風沙侵襲影響,保護連片溫室大棚規劃區,蓄涵水源,減小風蝕。依據地域分布規律,結合當地實際,對研究區內林草措施、工程措施總體布局如表2所示。

表2 治理措施布局表
1.3 林草措施典型設計
1.3.1 造林設計原則
適地適樹,因地制宜,以獲得穩定持續的林分環境,改善當地土地質量,涵養水源為目標;選擇適宜的鄉土樹種,提高造林成活率;充分發揮各種立地條件的土地生產力以獲得最大的水土保持效益。
1.3.2 樹種選擇
樹種的選擇:一是充分考慮當地的地理、氣候、土壤條件以及地形地貌、水資源、水土流失特征等。二是考慮造林樹種的生態生物學特性,力爭做到造林樹種的生態學特征與當地的立地條件相適應,使所選擇的造林樹種既能正常生長,又能充分、合理利用當地的水土資源。三是應該考慮根系發達、固土能力強的樹種作為防風林的主要樹種。從本區的自然條件和造林立地條件出發,主要考慮到造林的生態效益和減少風沙對周邊鄉鎮的危害作用。在樹種選擇上,從適地適樹的原則出發,主要選擇適合該地生長的耐旱耐堿樹種進行造林種草,備選樹種有楊樹、柳樹、沙棗。
1.3.3 造林典型設計
(1)樹種:根據當地立地條件和生物適應性,并考慮建成后管護需要,本次造林樹種選擇楊樹和沙棗樹。
(2)造林方式:采用楊樹、沙棗樹交錯布設的方式進行栽植,林帶走向與造林所在區域主風向垂直,呈南北走向。
(3)造林密度設計: 依據《造林技術規程》(GB/T15776-2006)及研究區后續農業開發需要,七墩生態治理區共布置3條林帶,從東向西記做LD1、LD2、LD3,林帶LD1、LD2、LD3栽植楊樹株行距保持一致,楊樹栽植行距為1.0m,株距為1.0m,沙棗樹栽植行距為1.0m,株距為1.0m,排與排之間呈“品”字型交錯布置,同一排種植呈“一”字形,共栽植楊樹11排,沙棗樹2排,最外側2排為沙棗樹,其余為楊樹。林帶間距約100m,七墩治理區林帶總共3條,長約120~273m不等。雙塔治理區共2條,每條500m。
(4)整地方式及時間:整地方式采用部分整地,開挖林溝,林溝開挖深度0.5~1.8m之間。整地于造林前一個月進行,當年造林。
(5)造林季節、方法及種苗規格
造林季節:在每年春季3~4月進行。
方法:楊樹造林地屬地勢較平坦的地區,造林時用機械或人工開溝,應進行換土,以提高土壤肥力,提高成活率。將苗木植于溝內,填土壓實。同時將楊樹植于溝內,每穴栽種1株。栽植時按“三埋兩踩一提苗”的技術操作,即三次埋土、兩次踩實以及一次將苗木向上提起的栽植過程,還應做到深埋少露。
林帶溝每40m設置一土擋,土擋應夯填壓實,高約0.60m,頂寬1.8m,于林帶溝底高約0.20m處埋設Φ300mmPE雙壁波紋管,過水管位于土擋橫向1/3處,左右交替布置,涵管長2m,用于向下游林帶輸水,防止徑流縱向集中。
種苗規格:楊樹幼苗選擇無病蟲害二年生一級苗,所用苗木必須達到《主要造林樹種苗木質量等級》(DB33/177-2005)規定的一級苗木標準,苗木胸徑為2cm,并要求苗木根系完整,無機械損傷。造林2~3年,林木生長速度開始加快,即可產生防護效益,到第4年后進入有效防護期。
1.3.4 撫育管理及補栽措施
造林后應及時進行松土,與扶苗、除蔓等結合進行,對穴外影響幼樹生長的高密雜草,要及時清除,連續進行3~5年,每年1~3次。松土應做到里淺外深,不傷害苗木根系,深度一般為 5~10cm,有凍拔害的地區,第一年以除草為主,可減少松土次數為保證苗木的成活率。在苗木生長的幼林期應加強宣傳,制止人為的破壞并成立專門的管護人員,加強病蟲害防治,造林成活率當年達不到80%的進行補植。為防止牛、羊等牲畜的啃食,應在栽植幼苗枝干處涂抹樹木防啃劑,涂抹防啃劑既不影響樹木生長、對牲畜及人體健康都不會造成任何威脅,同時對春尺蠖、蛀干害蟲等一類的蟲害也能起到很好的防治作用,能有效地保護樹木。防啃劑配料將生石灰、硫磺粉、食鹽、水按照計重50∶5∶1∶200的比例進行配制;補植、補播造林成活率不合格的造林地,應及時進行補植補播或重新造林。植苗造林的補植應用同齡大苗。
1.3.5 造林施工要求
(1)整地工程施工質量要求
各項工程的位置、尺寸應嚴格按照設計要求施工,不得任意改變;對開挖林帶溝進行深翻0.60m處理,達到上下土層土質成分拌合均勻,保證幼苗根系發育。各項整地工程的填方土埂,必須分層夯實(或踩實),保證灌水后不坍塌或穿洞;各類帶狀整地工程,施工前應用水準測量定線。修成后每5~10m修一小土■,高0.2m左右,40m修一較大土擋,防止徑流縱向集中。
(2)苗木質量要求
起苗前必須嚴格按照標準要求起壯苗、好苗,防止弱苗、劣苗、病苗混入;苗木出土前2~3d應澆水,起苗后分級、包裝、運送,整個過程需注意根部保濕,防止受凍和遭受風吹日曬;起苗后應盡快栽植,做到隨起隨栽。如因故不能及時栽植,應采取假植措施, 做到疏排、深埋、踩實,適量澆水。如假植時間較長,栽植前應將根系短期浸水復壯;栽植前應對樹苗進行挑選。用于造林的樹苗必須發育良好,根系完整,基莖粗壯,頂芽飽滿,無病蟲害,無機械損傷。
瓜州縣生態治理是一項保持水土和改善生態環境的綜合性工程,按照國家對生態建設項目的評價要求,對項目建設的效益必須從生態效益、經濟效益和社會效益三方面加以分析評價,以判斷投資的必要性和資源配置的合理性。
2.1 生態效益
研究表明,各種地表的風沙流中,90%以上輸沙量主要集中分布在地表以上20cm高度內,低立式沙障對貼地層輸沙量明顯降低。對于低立式沙障的固沙效益,在本地區尚沒有監測數據,參照其他地區監測數據,沙障設置后平均輸沙量減少87.6%,固沙效益十分顯著;保護荒漠植被,改善自然景觀。該工程完成后,控制了沙丘的移動,防止了對周邊荒漠植被的壓填,改善自然景觀,增加景觀多樣性;減少風蝕,降低了侵蝕強度。減少了起沙量和周邊灌區耕地的沙量,減輕耕地沙化程度,減輕對耕地農作物和林草的沙割。
2.2 經濟效益
生態治理可保護灌區農田、道路和戈壁原生植被、保障灌區綠洲社會經濟發展的水土保持生態項目,不具備產生直接經濟效益的條件,無其它直接的經濟產出物。由該項目產生的間接經濟效益包括兩部分:首先體現在減輕對附近耕地農作物的沙壓沙埋,可減少受災面積,相應增加農民經濟收入;其次,減少對道路的影響,降低了交通事故引起的各種損失上,節約路面清潔成本等。間接效益不在計算范圍內,因此本項目不直接計算經濟效益。
2.3 社會效益
生態治理項目的實施,符合國家關于西部大開發和加強生態環境治理的大政方針,有利于區域內社會經濟的穩定發展,具有良好的社會效益。項目的實施不僅在控制沙丘移動上有直接效果,而且沙障布設后,沙障內沙粒沉積物中細粒含量增加,在有后續資金補充的條件下,可在沙障內種植適宜的固沙植物,為進一步采用生物治沙技術打下了基礎。其次風沙災害的治理,不僅保障了七墩、雙塔、橋子灌區農業生產基地的進一步建設和發展,保證了交通運輸安全,同時對于促進旅游業的發展也有不可忽視的作用,保障了綠洲灌區社會經濟可持續發展。
瓜州縣生態綜合治理的最終目標是為了治理研究區水土資源流失,防治沙害,保護村鎮和耕地等。按照瓜州縣生態治理工程設計規劃的要求治理和管護,在樹木成活后,沙害將會大幅度減少,風沙對渠道和耕地的危害依次減小,生態效益明顯;其次產生的生態效益可有效的減輕對附近耕地農作物的沙壓沙埋,增加農民的經濟收入。因此瓜州縣生態綜合治理工程產生的生態、經濟和社會效益是明顯的,同時增加的林帶,徹底改變了小范圍的生態環境,對改善研究區風沙危害的現狀面貌具有極大的作用,這為河西走廊西部生態綜合治理研究提供了較強的借鑒意義。
[1]鄧銘江.塔里木河下游環境監測與生態修復研究[J].水利規劃與設計,2005(02):31-35+55.
[2]王國斌,紀永福,方峨天.石羊河流域綜合生態系統管理研究[J].水利規劃與設計,2011(06):13-18+26.
[3]程英.瓜州縣生態環境脆弱性的動態評價[D].西北師范大學,2009.
[4]張平.瓜州綠洲生態穩定性評價研究[D].西北師范大學,2011.
[5]GB/T15776-2006.造林技術規程[S].
[6]繆康.塔里木河流域近期綜合治理經驗與對策[J].水利技術監督,2015(04):23-25.
[7]趙子平,許曉紅.干旱對生態環境的影響及對策[J].水利技術監督,2009(03):30-32+37.
[8]史曉崑.石羊河流域水資源及開發利用分析[J].水利技術監督,2007(02):51-55.
[9]成剛.大敦煌的保護與發展研究[D].蘭州大學,2007.
[10]陳維,段生燕,彭愛加.瓜州綠洲植被退化原因及保護對策[J].甘肅林業科技,2008(02):46-50.
[11]郝小玲.甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護區維管植物地理區系與植被類型分析[D].蘭州大學,2014.
X171.4
A
1672-2469(2017)02-0009-03
10.3969/j.issn.1672-2469.2017.02.004
2016-07-12
鄭惠艷(1965年—),女,工程師。