水土保持技術(shù)選擇的主要驅(qū)動(dòng)要素分析

喬 梅, 王繼軍,2, 李 玥, 趙曉翠

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué), 陜西 楊凌 712100; 2.中國(guó)科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

針對(duì)我國(guó)水土流失分布廣、強(qiáng)度大、危害重的特點(diǎn)，采取工程措施、生物措施和耕作措施加大重點(diǎn)治理區(qū)的治理度，取得了顯著效果。根據(jù)《第一次全國(guó)水利普查水土保持情況公報(bào)》(水利部，2013年5月)，截至2011年12月31日，全國(guó)(未含香港、澳門(mén)特別行政區(qū)和臺(tái)灣省)共有水土流失面積294.91萬(wàn)km2，其中，水力侵蝕面積129.32萬(wàn)km2，占水土流失總面積的43.85%；風(fēng)力侵蝕面積165.59萬(wàn)km2，占水土流失面積的56.15%。2016年，全國(guó)共完成水土流失治理面積5.62萬(wàn)km2，其中，新修基本農(nóng)田(包括坡改梯)57.44萬(wàn)hm2，營(yíng)造水土保持林168.99萬(wàn)hm2，經(jīng)濟(jì)果木林64.29萬(wàn)hm2，種草42.31萬(wàn)hm2，封禁治理155.88萬(wàn)hm2，保土耕作等治理面積73.12萬(wàn)hm2[1]。這一顯著成果的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)合理的水土保持技術(shù)應(yīng)用，明確這一結(jié)果及形成過(guò)程，對(duì)于進(jìn)一步實(shí)施水土流失治理，建設(shè)生態(tài)文明具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

針對(duì)水土保持技術(shù)及相關(guān)研究主要集中在：水土保持技術(shù)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法[2-4]、單項(xiàng)水土保持技術(shù)評(píng)價(jià)[5-6]、水土保持綜合效益定量評(píng)價(jià)[7-8]、水土流失治理模式研究[9-12]以及水土保持生態(tài)修復(fù)[13-15]等。已有的相關(guān)研究對(duì)于水土流失治理以及生態(tài)修復(fù)有重要參考作用，但針對(duì)不同地區(qū)異質(zhì)性選擇適宜的水土保持技術(shù)等方面的理論研究較少，這在一定程度上阻礙了水土保持學(xué)科的進(jìn)展以及生態(tài)文明建設(shè)。基于此，圍繞生態(tài)文明建設(shè)、人與自然和諧發(fā)展的要求，從生態(tài)經(jīng)濟(jì)理論以及實(shí)證方面明確水土保持技術(shù)選擇的必然性，為不同區(qū)域選擇適宜的水土保持技術(shù)提供參考，并促使系統(tǒng)要素的合理耦合，實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 水土保持技術(shù)產(chǎn)生的動(dòng)因

水土流失是在水力、風(fēng)力、重力等外營(yíng)力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞、損失[16]。地貌高低起伏、坡陡溝深、降水分布不均、表土疏松、植被稀少等不利因素是發(fā)生水土流失的自然因素。毀林開(kāi)荒、過(guò)度放牧、破壞植被等不當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)活動(dòng)，是造成水土流失的誘發(fā)因素。

我國(guó)是個(gè)多山的國(guó)家，并且黃土分布較廣，黃土土質(zhì)疏松，遇水易分散、崩解，抗蝕能力差；丘陵地區(qū)以及黃土地區(qū)溝壑縱橫，坡陡溝深，使土壤侵蝕易發(fā)生；表層植被稀少，覆蓋度低，失去保護(hù)的土地表層極易發(fā)生侵蝕[17]；大部分地區(qū)是季風(fēng)氣候，降雨集中且多暴雨，導(dǎo)致嚴(yán)重水土流失的往往是1～2場(chǎng)暴雨，徑流沖刷和搬運(yùn)能力強(qiáng)。

我國(guó)人口密度大，對(duì)各種資源的需求也大，在生存壓力下，曾大面積開(kāi)墾陡坡，將宜林地開(kāi)墾為農(nóng)田，使生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重破壞；甚至毀林開(kāi)荒，使地表裸露，加劇了水土流失。目前，隨著城市化進(jìn)程的加快，各類(lèi)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目增多，建廠、修路以及開(kāi)采等破壞了地表穩(wěn)定性，易引發(fā)塌方、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

水土流失不僅影響著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)，自然災(zāi)害的發(fā)生威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，必須要采取各種有效措施和技術(shù)保護(hù)水土資源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定發(fā)展，保障人們的健康生活。歸結(jié)起來(lái)，正是由于水土保持技術(shù)的應(yīng)用使得水土流失得到了有效治理，因而，水土流失是水土保持技術(shù)產(chǎn)生的直接因素。在生態(tài)文明建設(shè)的需求和發(fā)展下，要遵循自然規(guī)律，堅(jiān)持生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相結(jié)合，工程技術(shù)、生物技術(shù)以及耕作技術(shù)相結(jié)合，形成綜合防護(hù)技術(shù)體系，既能發(fā)揮保護(hù)水土資源、改善生態(tài)環(huán)境的作用，又能改變“越窮越墾，越墾越窮”的局面，為人類(lèi)的生存和可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 水土保持技術(shù)產(chǎn)生的生態(tài)經(jīng)濟(jì)背景

水土保持技術(shù)服務(wù)于水土流失治理，同時(shí)受社會(huì)、生態(tài)以及經(jīng)濟(jì)因素制約。相關(guān)研究也表明，各國(guó)水土保持技術(shù)的采用率普遍較低[18-19]，水土保持技術(shù)的采用由當(dāng)?shù)氐淖匀弧⒔?jīng)濟(jì)和社會(huì)因素共同決定，比如：農(nóng)民的水土保持意識(shí)和態(tài)度[18]、水土保持技術(shù)的經(jīng)濟(jì)收益和風(fēng)險(xiǎn)[20-21]、當(dāng)?shù)氐淖匀弧⒔?jīng)濟(jì)以及社會(huì)條件[22-24]、政府的水土保持推廣服務(wù)和配套政策[19,25]等，其中國(guó)家對(duì)該區(qū)域的戰(zhàn)略定位及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求對(duì)水土保持技術(shù)的選擇具有重要的驅(qū)動(dòng)作用[26]。

2.1 國(guó)家對(duì)區(qū)域戰(zhàn)略定位與水土保持技術(shù)

國(guó)家對(duì)區(qū)域戰(zhàn)略定位主要包括生態(tài)環(huán)境治理與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展通過(guò)政策調(diào)控，生態(tài)治理目標(biāo)是水土保持的直接目的，因而，水土保持技術(shù)的選擇首先要滿足生態(tài)治理的需求；同時(shí)，水土保持必須著眼于解決區(qū)域長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的水、土資源、可持續(xù)發(fā)展等方面的戰(zhàn)略性目標(biāo)，滿足國(guó)家宏觀布局。

2.1.1 基于生態(tài)治理需求視角下的水土保持技術(shù)及其相互關(guān)系 20世紀(jì)50，60年代，我國(guó)生態(tài)治理處于探索階段，其目標(biāo)主要是提高人們保護(hù)生態(tài)環(huán)境的思想和認(rèn)識(shí)，為中國(guó)特色社會(huì)主義生態(tài)治理奠定基礎(chǔ)。在“以糧為綱”思想的影響下，各地區(qū)亂砍濫伐比較嚴(yán)重，地表植被覆蓋極少；加之水土保持技術(shù)相關(guān)理論基礎(chǔ)薄弱，沒(méi)有形成綜合的治理模式。基于此，主要以勘察水土流失現(xiàn)狀，規(guī)劃水土流失治理任務(wù)為主，在坡耕地修地埂、塬面緩坡修軟埝以及局部修梯田等以解決溫飽問(wèn)題為主[27]，探索水土保持治理模式和治理技術(shù)。

到20世紀(jì)70,80年代，生態(tài)治理逐步步入法制化道路，將環(huán)境保護(hù)上升為我國(guó)基本國(guó)策，生態(tài)治理隨之進(jìn)入開(kāi)拓階段。隨著改革開(kāi)放政策的實(shí)施，要將生態(tài)治理作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容，并推進(jìn)生態(tài)治理的法制化進(jìn)程。但由于人口增長(zhǎng)速度較快，人地矛盾依然存在，繁重的人口負(fù)擔(dān)和糧食問(wèn)題仍是關(guān)鍵。隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)國(guó)家政策、法規(guī)的重視，我國(guó)生態(tài)環(huán)境治理進(jìn)入新階段。1982年頒布《水土保持工作條例》，總結(jié)我國(guó)30年來(lái)的水土保持工作正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提出新時(shí)期水土保持工作的方針[28]，初步開(kāi)始探索小流域綜合治理。在水土流失調(diào)查和規(guī)劃的基礎(chǔ)上，梯田、淤地壩以及坡面種草技術(shù)大量運(yùn)用，溝壟種植、坡地水平溝種植、飛播造林以及草、糧帶狀間輪作也逐步發(fā)展，適當(dāng)結(jié)合工程技術(shù)、生物技術(shù)以及耕作技術(shù)，解決水土流失問(wèn)題和生活、生產(chǎn)問(wèn)題。

到20世紀(jì)90年代，國(guó)家經(jīng)濟(jì)體制改革，可持續(xù)發(fā)展是一個(gè)重要的戰(zhàn)略目標(biāo)。隨著大規(guī)模的亂砍濫伐現(xiàn)象減少，開(kāi)始規(guī)劃并實(shí)施退耕還林工作，到2010年完成全國(guó)范圍25°以上坡耕地退耕還林任務(wù)及25°以下生態(tài)脆弱、水土流失嚴(yán)重的坡耕地退耕還林任務(wù)[29]。但同時(shí)也面臨著新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)的水土流失較為嚴(yán)重，成為新的水土流失源。總體來(lái)說(shuō)，要以開(kāi)發(fā)促進(jìn)水土流失治理，水土流失治理保障社會(huì)發(fā)展，生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展。這一時(shí)期開(kāi)始從單項(xiàng)水土保持技術(shù)發(fā)展到工程、生物以及耕作技術(shù)相結(jié)合的水土保持綜合治理技術(shù)體系，坡耕地改造與植樹(shù)造林相結(jié)合、治溝與治坡相結(jié)合、生態(tài)建設(shè)兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

21世紀(jì)以來(lái)，隨著全面建成小康社會(huì)進(jìn)程的加快，生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及生態(tài)文明建設(shè)提到了前所未有的高度，建設(shè)美麗國(guó)家、美麗生態(tài)是新時(shí)代的新要求、新標(biāo)準(zhǔn)。既要恢復(fù)生態(tài)、扼制水土流失、建設(shè)基本農(nóng)田，也要適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，穩(wěn)固退耕還林成果，最主要的是要將區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)勢(shì)農(nóng)業(yè)相結(jié)合。因此，在水土流失治理過(guò)程中，要以生態(tài)修復(fù)為主，把領(lǐng)先技術(shù)與傳統(tǒng)水土保持技術(shù)相結(jié)合，使區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.1.2 基于國(guó)家政策等宏觀要素約束下的水土保持技術(shù)及其相互關(guān)系 在農(nóng)業(yè)合作化時(shí)期，土地改革完成之后，對(duì)農(nóng)業(yè)進(jìn)行社會(huì)主義改造，即把個(gè)體農(nóng)民引入集體化道路[30]，水土保持也列入合作化之中。根據(jù)《中華人民共和國(guó)水土保持暫行剛要》(1957)制定出開(kāi)發(fā)荒山荒地政策，在“以糧為綱”思想的指導(dǎo)下，提高糧食產(chǎn)量是當(dāng)時(shí)的主要目的。1962年開(kāi)始，在國(guó)務(wù)院相關(guān)政策的激勵(lì)下，在原有坡地上修筑梯田，溝道打淤地壩、修谷坊等，采取一系列水土保持工程技術(shù)，提高糧食產(chǎn)量，快速治理水土流失。

到20世紀(jì)70,80年代，以家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主，土地包產(chǎn)到戶，水土保持工作必然面臨挑戰(zhàn)。人們急切追求致富，因此，水土保持技術(shù)方面既要滿足人們對(duì)經(jīng)濟(jì)的要求又要滿足小流域分散的特點(diǎn)。水土保持技術(shù)方針隨著家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的實(shí)行調(diào)整為“防治并重,治管結(jié)合,因地制宜,全面規(guī)劃,綜合治理,除害興利”[30]，開(kāi)始禁止陡坡開(kāi)荒，以25°以上坡耕地水土流失治理為主，采取基本農(nóng)田建設(shè)、優(yōu)化梯田、修筑淤地壩、植樹(shù)種草等技術(shù)措施對(duì)小流域綜合治理。

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制改革，水土保持相關(guān)法律、法規(guī)辦法頒布。提出“預(yù)防為主，全面規(guī)劃，綜合防治，因地制宜，加強(qiáng)管理，注重效益”的水土保持工作方針，水土保持工作更加重視。形成以承包、拍賣(mài)使用權(quán)為主，租賃經(jīng)營(yíng)、股份合作等多種形式治理的新格局，治理范圍擴(kuò)展到荒山、荒坡、荒溝、荒灘資源[30]。建設(shè)好基本農(nóng)田，逐步退耕還林還草，培肥土壤，優(yōu)化農(nóng)作物品種，多方式提高產(chǎn)量和收入，也達(dá)到了保護(hù)水土的目的。在陜西榆林地區(qū)的毛烏素沙區(qū)，采用戶包、拍賣(mài)等形式進(jìn)行治理開(kāi)發(fā)，在不到8 a的時(shí)間新開(kāi)辟水地4萬(wàn)hm2，大大改善了沙區(qū)生態(tài)環(huán)境[31]，更重要的是劣勢(shì)土地變?yōu)閮?yōu)勢(shì)資源，增加了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。

1998年開(kāi)始，國(guó)家逐步啟動(dòng)水土流失重點(diǎn)治理、退耕還林以及天然林保護(hù)等大規(guī)模生態(tài)環(huán)境工程之后，我國(guó)水土保持生態(tài)建設(shè)進(jìn)入新階段。水土保持工程納入基本國(guó)策建設(shè)，以生態(tài)修復(fù)為主。這一時(shí)期，既要改善環(huán)境，又要提高貧困地區(qū)的經(jīng)濟(jì)收入。因此，退耕還林、封育是當(dāng)時(shí)采取的主要的水土保持生物技術(shù)，既營(yíng)造水土保持林，也營(yíng)造經(jīng)濟(jì)林，以修復(fù)為主。對(duì)梯田進(jìn)行優(yōu)化，減少水土流失。新世紀(jì)，在生態(tài)文明建設(shè)的要求和目標(biāo)下，加大水土流失治理力度，促進(jìn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，要把前沿領(lǐng)域的新技術(shù)廣泛應(yīng)用到水土保持方面，結(jié)合傳統(tǒng)的工程、生物以及耕作技術(shù)，促進(jìn)美麗中國(guó)的建設(shè)。

以上分析表明：區(qū)域生態(tài)治理目標(biāo)、國(guó)家政策等宏觀要素以及水土保持技術(shù)應(yīng)用過(guò)程相耦合。水土保持技術(shù)的選擇要著眼于解決區(qū)域長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性目標(biāo)，并滿足區(qū)域的生態(tài)需求，從而達(dá)到區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

2.2 區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求與水土保持技術(shù)

區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是水土保持技術(shù)選擇與應(yīng)用的重要影響要素，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須把握好水土流失治理與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)態(tài)關(guān)系。水土流失促使水土保持技術(shù)產(chǎn)生，因此，必須考慮水土保持技術(shù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)建設(shè)和諧發(fā)展。不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式以及技術(shù)水平等因素不同，對(duì)土地利用方式則不同。因而，造成的水土流失程度不同，采取的水土保持技術(shù)也略有變化。

在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)剛剛起步，快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)是刻不容緩的任務(wù)。因此，將有限的資源和資金都投入到自然資源的開(kāi)發(fā)利用中。在這一時(shí)期，人的環(huán)境保護(hù)思想和意識(shí)較差，渴求經(jīng)濟(jì)發(fā)展，掠奪式開(kāi)發(fā)自然資源，盡管經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，但粗放式開(kāi)采自然資源，導(dǎo)致了嚴(yán)重的水土流失(圖1)。因此，要控制、治理水土流失，提高區(qū)域的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,減少對(duì)自然資源的無(wú)度開(kāi)采，主要措施是以梯田和淤地壩為主，快速控制水土流失，提高土地質(zhì)量增產(chǎn)增收。

圖1 區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期我國(guó)經(jīng)濟(jì)收入與水土流失面積變化趨勢(shì)

區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中后期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)，加大了水土流失治理、自然資源保護(hù)的投入，為可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展而增強(qiáng)，加之技術(shù)和生產(chǎn)力的提升，具備水土保持的財(cái)力和物力，采取科學(xué)合理的水土保持技術(shù)使水土流失狀況得到了改善，對(duì)土地資源的依賴(lài)程度相應(yīng)得到控制。這一時(shí)期，主要實(shí)施小流域綜合治理，在溝道修筑淤地壩和谷坊，以攔沙、防治侵蝕為主；在陡坡植樹(shù)造林，以生物技術(shù)為主，增加地表覆蓋度；對(duì)耕地實(shí)施少免耕、等高耕作、覆蓋耕作等，以農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)達(dá)到保護(hù)水土、增產(chǎn)增收的目的。陜西丹鳳縣陳家溝小流域以水土保持工程技術(shù)和水土保持生物技術(shù)為主，在山頂營(yíng)造水土保持林，坡中部栽植經(jīng)濟(jì)林，緩坡修筑梯田，溝道建渠排灌，形成綜合防治體系。經(jīng)過(guò)3 a治理，計(jì)算期內(nèi)經(jīng)濟(jì)效益為3 717.55萬(wàn)元，水土保持項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)中經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為44.8%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為3 191.64萬(wàn)元[33]，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，改善了經(jīng)濟(jì)狀況。

2.3 紙坊溝流域的實(shí)證

紙坊溝流域?qū)冱S土丘陵溝壑區(qū)，該流域內(nèi)梁峁起伏，1938年，流域曾為次生林區(qū)，人口稀少，生態(tài)系統(tǒng)基本處于動(dòng)態(tài)平衡，耕墾指數(shù)僅13.4%，林草覆蓋率76.5%，糧食畝產(chǎn)96.6 kg[33]。隨著人口迅速增長(zhǎng)，加之部分政策影響，大面積毀林開(kāi)荒，農(nóng)林牧用地比例嚴(yán)重失調(diào)，流域生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞，水土流失嚴(yán)重。到1958年，耕墾指數(shù)高達(dá)51.5%，林草覆蓋率僅有37%，糧食單產(chǎn)207.75 kg/hm2，土壤侵蝕模數(shù)更是高達(dá)46 393.56 t/(km2·a)[33-34]。此后，開(kāi)始對(duì)流域進(jìn)行治理，治理過(guò)程大致經(jīng)歷了3個(gè)時(shí)期，相應(yīng)的水土保持技術(shù)也經(jīng)歷了3個(gè)時(shí)期：1973—1985年生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定恢復(fù)期，主要以解決糧食需求為主；1986—1998年，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定恢復(fù)期，在解決溫飽和發(fā)展的基礎(chǔ)上，促使流域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定恢復(fù)；1999年開(kāi)始，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定提升期，以生態(tài)修復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)定提升為主。

1973—1985年，流域生態(tài)環(huán)境進(jìn)入不穩(wěn)定恢復(fù)期。其特點(diǎn)是：水土流失治理理論基礎(chǔ)弱，自然、經(jīng)濟(jì)等條件限制農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展。自1973年開(kāi)始，對(duì)紙坊溝流域開(kāi)展綜合規(guī)劃，實(shí)行山水田林路綜合治理。治理目標(biāo)為：以控制25°以上坡地水土流失為主，提高糧食產(chǎn)量，解決燃料問(wèn)題。主要興修基本農(nóng)田，實(shí)施壟溝種植和水平溝種植，以提高產(chǎn)量，減少坡面徑流；部分溝道修柳谷坊、淤地壩，防治溝頭沖刷；少數(shù)坡地開(kāi)始退耕還林。但1981年實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制后，人們急切追求富裕，出現(xiàn)開(kāi)荒風(fēng)，耕墾指數(shù)從1975年的42.90%擴(kuò)大到47.90%[33]，林地再次遭到破壞。為了改善流域再度惡化的生態(tài)環(huán)境，1984年開(kāi)始，流域被列為陜西省試驗(yàn)示范區(qū)，提升流域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、改善生態(tài)環(huán)境。

1986—1998年，流域生態(tài)環(huán)境進(jìn)入穩(wěn)定恢復(fù)期。1986年，流域被列為國(guó)家“七五”科技攻關(guān)試驗(yàn)試區(qū)，開(kāi)始小流域綜合治理。治理目標(biāo)為：在解決溫飽和發(fā)展的基礎(chǔ)上，促使流域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定恢復(fù)。以工程技術(shù)和生物技術(shù)為主，配套相應(yīng)的耕作技術(shù)，在穩(wěn)定恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。因此，一方面形成了以村莊為中心的平面圈狀配置，在近居區(qū)興修基本農(nóng)田，發(fā)展家庭果園；中區(qū)實(shí)行草、糧帶狀間輪作和水平溝種植，形成水土保持耕作治理開(kāi)發(fā)區(qū)；遠(yuǎn)區(qū)保護(hù)、恢復(fù)天然林和人工林草植被；同時(shí)形成坡面立體梯層配置，在坡頂修筑隔坡水平階，種植沙打旺等牧草，實(shí)行輪封放牧，既防止了水土流失，也為畜牧業(yè)發(fā)展提供了飼料；坡上部的陡坡修筑窄梯田，種植蘋(píng)果經(jīng)濟(jì)林，增加收入；在坡中部修筑水平梯田，種植農(nóng)作物，通過(guò)增施肥料，提高糧食產(chǎn)量，基本形成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；在坡腳植樹(shù)造林，增加植被覆蓋，減少?zèng)_刷；支溝修筑柳谷坊防止溝底下切，主溝道適當(dāng)配置淤地壩骨干工程，攔泥造地。綜合水土保持工程技術(shù)、生物技術(shù)以及耕作技術(shù)，并兼顧生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的小流域綜合治理模式取得了顯著成果，水土流失明顯得到控制(表1)，糧食產(chǎn)量穩(wěn)步提升(表2)，人均純收入從1985年的309.11元增加到1995年的2 032.6元，植被覆蓋率增長(zhǎng)到57.70%，土壤侵蝕模數(shù)減少至1 876.50 t/(km2·a)，生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件均得到改善。在生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定恢復(fù)時(shí)期，以水土保持工程技術(shù)和生物技術(shù)為主，輔以耕作技術(shù)，在穩(wěn)定糧食產(chǎn)量的同時(shí)穩(wěn)固退耕還林、還草成果。

表1 紙坊溝流域1975-1995年土壤侵蝕模數(shù)變化 t/(km2·a)

表2 紙坊溝流域1975-1995年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況變化

1999年開(kāi)始，以生態(tài)修復(fù)為主，進(jìn)行規(guī)模治理。1999年開(kāi)始實(shí)施退耕還林工程，國(guó)家進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼政策，鼓勵(lì)農(nóng)民積極實(shí)施退耕還林還草工程，取得了可觀的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。治理目標(biāo)為：生態(tài)修復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)步提升。既要注重流域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，又要使退耕還林成果“不反彈”。因此，修建適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展需要的高標(biāo)準(zhǔn)梯田以穩(wěn)固退耕還林成果，使用保護(hù)性耕種技術(shù)，提高土地質(zhì)量，減少水土損失，以自然修復(fù)為主，綜合采取水土保持工程技術(shù)、生物技術(shù)以及耕作技術(shù)，以生物技術(shù)和工程技術(shù)為主，強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境自然修復(fù)，恢復(fù)林草植被，使流域內(nèi)水土流失治理、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了顯著成果(圖2—3)，尤其林業(yè)收入，逐年顯著增加(圖3)。到2004年，流域內(nèi)糧食單產(chǎn)達(dá)到4 505.05 kg/hm2，人均純收入達(dá)到2 359.23元，水土流失治理度從1999年的72.00%上升到2005年的77.00%，土壤侵蝕模數(shù)降低到2 000 t/(km2·a)以下。

在不同的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)背景以及宏觀政策、法律法規(guī)下，有不同的需求和不同的水土流失治理技術(shù)，并且，通過(guò)每一階段的水土流失治理，都取得了較好的效果。目前，在生態(tài)文明建設(shè)的目標(biāo)和要求下，既要發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善環(huán)境，又要以開(kāi)發(fā)促發(fā)展、以開(kāi)發(fā)促治理，在治理中開(kāi)發(fā)，協(xié)調(diào)發(fā)展生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此，在水土保持技術(shù)選擇上，既要能控制水土流失，又要協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，滿足社會(huì)進(jìn)步需求。

圖2 1999-2015年紙坊溝流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況變化

圖3 1999-2015年紙坊溝流域經(jīng)濟(jì)收入變化

3 水土保持技術(shù)與主要相關(guān)要素適應(yīng)性關(guān)系

以上分析表明，在坡陡溝深、降水分布不均以及表土疏松等自然因素和毀林開(kāi)荒、過(guò)度放牧等人為因素下產(chǎn)生并加劇水土流失。同時(shí)，自然因素、人為因素、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與其相關(guān)要素構(gòu)成了水土保持技術(shù)選擇和應(yīng)用的耦合系統(tǒng)(圖4)。

從水土保持技術(shù)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)的關(guān)系來(lái)看，水土保持通過(guò)對(duì)生態(tài)環(huán)境的治理促使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。自然條件是決定水土保持技術(shù)選擇和應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括技術(shù)實(shí)施的土壤條件、自然地形條件等。我國(guó)地貌地形、土壤以及氣候等自然條件差異較大，對(duì)植被生長(zhǎng)影響較大，選取的水土保持技術(shù)截然不同，比如緩坡地以梯田為主，陡坡以造林種草為主，溝道以淤地壩、谷坊等為主。各項(xiàng)水土保持技術(shù)實(shí)施的最終目的是為了恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，因而，生態(tài)效益是水土保持技術(shù)選擇和應(yīng)用的動(dòng)力之一。

從水土保持技術(shù)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系來(lái)看，區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件達(dá)到技術(shù)實(shí)施要求的程度是水土保持技術(shù)實(shí)施的一個(gè)重要條件。相關(guān)研究指出：收入以及農(nóng)民對(duì)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度是影響采用新技術(shù)的重要因素[21]。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)80年代初，紙坊溝流域采取補(bǔ)貼化肥、農(nóng)藥等政策，示范推廣栽種果樹(shù)，由于果樹(shù)見(jiàn)效過(guò)程較長(zhǎng)，農(nóng)民不可預(yù)知此過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，大多數(shù)農(nóng)民只為獲取補(bǔ)貼，對(duì)栽種果樹(shù)不管理，甚至人為破壞，導(dǎo)致流域內(nèi)第一批經(jīng)濟(jì)林快速退化，效益甚微。當(dāng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好時(shí)，可為技術(shù)的實(shí)施提供有力支撐，從根本上改變“貧困—開(kāi)墾(解決糧食問(wèn)題)—水土流失—環(huán)境惡化—土地質(zhì)量降低—貧困加劇”的惡性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)美麗新農(nóng)村。

圖4 水土保持技術(shù)與主要相關(guān)要素耦合關(guān)系

水土保持相關(guān)知識(shí)推廣和水土保持技術(shù)實(shí)施的相關(guān)激勵(lì)政策對(duì)水土保持技術(shù)持續(xù)采用有積極作用[25]。農(nóng)民對(duì)水土流失危害、水土保持技術(shù)產(chǎn)生效益的了解是水土保持技術(shù)被采用和穩(wěn)定發(fā)揮作用的前提；適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)激勵(lì)政策對(duì)于水土保持技術(shù)的順利實(shí)施和推廣相當(dāng)重要，但不能從根本上解決農(nóng)民關(guān)心的經(jīng)濟(jì)收入問(wèn)題[19]。因此，水土保持技術(shù)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到應(yīng)用必須要與區(qū)域的規(guī)劃布局、法律法規(guī)相一致，滿足《水土保持法》、區(qū)域水土保持工作方針等相關(guān)法律、法規(guī)的同時(shí)更要促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

就水土保持技術(shù)本身而言，技術(shù)本身的結(jié)構(gòu)和各構(gòu)成要素之間的關(guān)系也是制約水土保持技術(shù)能否成功選擇和實(shí)施的條件，比如技術(shù)結(jié)構(gòu)是否完整，性能是否穩(wěn)定等。并且，大部分水土保持技術(shù)由政府統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)并組織實(shí)施，技術(shù)應(yīng)用成本和需要的技術(shù)人員水平高低同樣是技術(shù)在水土流失區(qū)域能否順利實(shí)施的限制因素。歸結(jié)起來(lái)，技術(shù)的成熟度(完整性、穩(wěn)定性)和技術(shù)應(yīng)用難度(技術(shù)成本、所需技術(shù)人員水平)也是水土保持技術(shù)的選擇和應(yīng)用的制約因素。

綜上所述，水土保持技術(shù)在區(qū)域內(nèi)是否適宜，包括技術(shù)其本身屬性、相宜性以及技術(shù)效應(yīng)等方面因素影響，當(dāng)三者之間達(dá)到良性耦合時(shí)，水土保持技術(shù)效果最優(yōu)。

4 結(jié)論與討論

(1) 水土保持技術(shù)因水土流失的發(fā)生而產(chǎn)生，區(qū)域水土保持技術(shù)的選擇和應(yīng)用受到當(dāng)時(shí)生態(tài)治理目標(biāo)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用和制約。

(2) 紙坊溝水土保持技術(shù)的選擇與應(yīng)用與其水土流失治理的3個(gè)時(shí)期相對(duì)應(yīng)。1973—1985年，以解決糧食需求為主，流域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定恢復(fù)期，主要采取水土保持工程技術(shù)和水土保持耕作技術(shù)，輔以水土保持生物技術(shù)；1986—1998年，在解決溫飽和發(fā)展的基礎(chǔ)上，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，促使流域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定恢復(fù)，采用水土保持工程技術(shù)及水土保持生物技術(shù)為主，并實(shí)施了相應(yīng)的耕作技術(shù)；1999年之后，以穩(wěn)固退耕還林成果、發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)等為主，促使生態(tài)系統(tǒng)功能穩(wěn)步提升，以水土保持生物技術(shù)為主，以工程技術(shù)和耕作技術(shù)作為補(bǔ)充與配套的技術(shù)體系。

(3) 水土保持技術(shù)的成熟度、應(yīng)用難度表征了水土保持技術(shù)的屬性，水土保持技術(shù)的區(qū)域相宜性是水土保持技術(shù)選擇的基礎(chǔ)，水土保持技術(shù)潛在效果是水土保持技術(shù)選擇和應(yīng)用的動(dòng)力。這些要素相耦合，形成了區(qū)域水土保持技術(shù)選擇與應(yīng)用的評(píng)估體系。

致謝：感謝中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心謝永生研究員、駱漢助理研究員、西北農(nóng)林科技大學(xué)理學(xué)院郭滿才教授、胡小寧講師在指標(biāo)耦合關(guān)系表征討論中提出寶貴意見(jiàn)！