基于土壤侵蚀特点的南小河沟土地整治策略探究
刘博
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刘博,. 基于土壤侵蚀特点的南小河沟土地整治策略探究[J]. 水土保持与应用,202411. DOI:10.12721/ccn.2024.157095.
摘要: 南小河沟流域位于我国土壤侵蚀最为严重的黄土高原地区,经过多年来的土地综合整治,生态环境得到明显改善,已经成为重要的生态示范基地。本文收集了南小河沟流域的遥感影像,分析了2004-2016年流域土壤侵蚀强度的时空动态变化特征,提出了流域未来土地整治的适用模式。结果发现,流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,2004-2016年,南小河沟轻度和微度土壤侵蚀面积呈增加趋势,面积分别增加了54.17%和15.98%,中度及以上侵蚀面积呈减少趋势,其中中度、强度、极强烈和剧烈侵蚀面积分别减少了16.40%、35.69%、42.96%和92.98%。2004-2016年流域塬面、坡地和沟谷的土壤侵蚀强度等级均显著下降,尤其是沟沿线区域,侵蚀强度逐渐由剧烈向中度侵蚀过度。针对该流域的本底特征,可在该地区推进“土地整治+生态环境治理”的治理模式,实现耕地保护、生态保护、经济发展相协调的高质量发展。本研究可以为南小河沟地区未来的土地整治提供重要思路,也为其他相似地区的土地整治工作开展提供重要的理论和实践依据。
关键词: 南小河沟流域;土地整治;土壤侵蚀
DOI:10.12721/ccn.2024.157095
基金资助:陕西省土地工程建设集团内部科研项目 南小河沟流域土地综合整治现状与优化(项目编号:DJ NY-YB 2023-62)

引言

2017 年10月18日,习近平总书记在党的十九大报告中首次提出要实施“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的乡村振兴战略,以建立健全城乡融合发展体制机制,加快推进农业农村现代化发展。土地作为农村最大的资源和最重要的生产要素,是实施乡村振兴战略的重要支撑。土地整治是优化土地利用方式最主要的手段,长期以来在落实保护耕地、促进农业增产增收、加快城乡统筹发展和优化生态环境等方面发挥了的重要作用。本文以南小河沟流域为研究区,通过资料收集与整理,探究流域不同时期的土壤侵蚀强度动态变化,总结流域多年来的土地整治经验,在此基础上提出适合未来该地区的土地综合整治模式。同时,本次的研究结果也为其他相似地区的土地整治工作提供重要的参考,实现农业农村的现代化发展。

1 南小河沟基本情况

南小河沟(E107°30′-107°37′、N35°40′-35°44′)系泾河支流蒲河左岸的一条支沟,位于甘肃省庆阳市西峰区后官寨乡。流域总面积为36.3 km2,海拔1050-1423 m,相对高差为373 m。流域内年均气温9℃左右,年均降水量为550 mm,降水年际变化较大,年内分布不均,其中7至9月的降水量占全年降水量的63%[1]。塬面、坡地和沟谷是该区的3种典型的地貌类型,其中塬面坡度介于1°~3°之间,多为农耕地及建设用地。农作物以小麦、玉米、高粱为主,农田60%以上为夏作,七月作物收获后,地面裸露,极易引起水土流失。坡地是连接塬面和沟谷的缓坡地带,坡度介于10°~30°之间,多为农耕坡地、林地和牧荒地。坡地以下为沟谷,坡度介于40°~70°之间,多为林草地。流域内地质构造较为单一,除下游沟床有白垩纪砂岩外,其余地表基本为黄土覆盖。其中黄土土质松软,土层较厚,极易发生水土流失现象,造成严重的土壤侵蚀。流域内土壤侵蚀主要以水力侵蚀和重力侵蚀为主,多年平均输沙模数为4350 t/ km2·a,径流模数为8994 m3/ km2·a[2]。

2 流域土壤强度动态变化

以2004年6月的Quickbird卫星影像及2016年6月采用无人机获取的流域航空影像为基础数据,提取南小河沟流域土地利用图。在此基础上,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-96)和区域侵蚀实际情况综合判定,将南小河沟土壤侵蚀强度划分为6个侵蚀强度级别(表1)。土壤侵蚀强度是指地壳表层土壤在自然营力(水力、风力、重力及冻融等)和人类活动综合作用下,单位面积和单位时段内的土壤侵蚀量[3]。

表1 土壤侵蚀强度分级标准

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南小河沟流域土壤侵蚀空间分布差异较为明显,轻度和微度侵蚀主要分布在塬面和沟谷中,主要原因是塬面虽多为农耕地,但其坡度较缓,多在5°以下,而沟谷部分虽坡度较陡,但多为林地,植被覆盖度较高加之林木的水土保持作用,因此土壤侵蚀强度较低。中度和强度侵蚀主要分布于沟道,这部分地区以草地为主。极强烈和剧烈侵蚀主要分布于沟沿线和坝地边缘附近,该部分区域坡度较陡且植被覆盖度低,因此土壤侵蚀较为强烈。相比于2004年,2016年流域土壤侵蚀空间分布发生显著变化。塬面、坡地和沟谷的土壤侵蚀强度等级均显著下降,尤其是沟沿线区域,侵蚀强度逐渐由剧烈向中度侵蚀过度。

表2 2004年和2016年南小河沟土壤强度变化[4]

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南小河沟流域土壤侵蚀强度分级结果如表2所示。从分级结果可知,流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,其中2004年的侵蚀面积 24.35 km2,2016年为28.24 km2,分别占流域总面积的67.08%和77.80%。2004-2016年微度侵蚀呈增加趋势,面积增加了15.98%。中度及以上侵蚀面积均呈减少趋势,其中中度侵蚀面积从2004年3.72 km2减少到2016年的3.11 km2,减少了16.40%,强度、极强烈和剧烈侵蚀面积分别减少了35.69%、42.96%和92.98。截至2016年,南小河沟79.84%的面积为轻度及以下侵蚀,土壤侵蚀已经得到有效控制,但是仍有20.16%的面积属于强度以上侵蚀。主要原因是该流域沟壑部分坡度较大,陡崖较多,重力侵蚀较为严重;流域虽有大面积林草地,但还存在较大一部分未成林地,尚未发挥真正的水土保持效益。

3 流域不同时期土地整治状况

南小河沟流域从20世纪50年代开始开展了大规模的以生态保护修复为主的土地整治模式,有效的改善了流域生态环境,使其成为生态环境修复的示范性区域。流域土地整治基本上可划分为以下5个阶段[5]

第一阶段为1951—1959 年,南小河沟的治理处于探索实验阶段。明确治理方向为保塬固沟,利用沟壑进行造林种草、修建果园,从而发展农业生产服务。具体实施措施是在塬面上布设三道防线,控制水土流失。其中,第一道为农田防线,主要采取深耕,发展苜蓿带,修水簸箕、地边梗,以此达到降水就地拦蓄的目的。第二道是村庄道路防线,主要有修建涝池、打水窖、筑蓄水埝,通过节节蓄水,从而达到分段控制。第三道是沟头沟边防线,主要是修筑沟边梗、修建沟头防护工程,可以实现塬面水不下沟。在坡地修筑水平梯田,建果园,营造护坡林。在沟底主沟修建小型水库、淤地坝,支沟修谷坊和在沟底 种植防护林。基本上可以做到因地制宜,因害设防,水不下塬,泥不出沟。

第二阶段为1964—1969 年,开始在流域的塬面上修建水平梯田,在坡面修建山地果园,在沟道修建水库、淤地坝和鱼塘,经济效益和水土保持效益开始明显。

第三阶段为1970—1979 年,进入大面积治理阶段,塬面大力修建水平梯田,四旁等闲散地块大搞以杨树为主的植树造林,形成林网田;在沟壑大办林场,山地果园得到大面积推广。大力修建高原机井和提灌站,变旱地为保收田,并在上游修建周家咀水库。沟道水库、淤地坝和鱼塘投入利用。

第四阶段为1980—2000 年,国家投资处于下降趋势,流域治理面积变化不大,林草面积有所下降;同时沟道工程大部分淤满失去功能,水土保持治理工作整体发展缓慢。

第五阶段为2001—2012年,随着黄河水土保持生态工程齐家川示范区的实施,南小河沟的治理又迎来了一个新高潮,以径流利用、治沟骨干工程、苗圃工程等为主要技术措施,使南小河沟小流域水土保持治理程度达到79.43 %。

4 土地整治方向与策略

在我国土地整治不断升级的过程中,各地区根据自身的资源特点,围绕乡村振兴和生态文明建设的要求,因地制宜的开展土地综合整治工作,可概括为五种主要模式:“土地整治+现代农业”、“土地整治+美丽乡村建设”、“土地整治+生态环境治理”、“土地整治+乡村旅游”和“土地整治+精准扶贫”(表3)。

表3 土地综合整治模式

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南小河沟地区位于我国水土流失最为严重的黄土高原地区,经过多年来的综合治理,生态环境得到明显改善,流域治理度达到87.66%以上。截至2016年,该区仍有20.16%的强度以上侵蚀面积。作为重要的生态示范基地,该区森林资源丰富,目前面临的主要问题是自然资源效益未得到充分发挥、农林发展矛盾相对明显以及部分地区土壤侵蚀较为严重等问题。针对该类整治区的本底特征,可在南小河沟地区推进“土地整治+生态环境治理”的治理模式。在整治过程中应立足优越的生态本底条件,以发展生态文旅产业为导向,以农用地整理和生态保护修复为重点,处理好耕地保护与生态保护的关系,统筹实施补充和恢复耕地、矿山生态修复治理、流域水环境治理、森林提质改造系列工程项目,守住耕地保护红线,筑牢生态安全屏障;此外,灵活运用点状供地等相关政策,解决高原沟壑区用地难的问题,建立完善的配套基础设施,鼓励发展生态文旅,促进多产业融合发展。通过开展差异化的土地综合整治,促使生态功能重要区的自然资源效 益发挥更加充分,生态产品价值转化渠道更加丰富,激活内生发展动力,实现耕地保护、生态保护、经济发展相协调的高质量发展[6]。

5 结论

南小河沟流域经过5个阶段的土地综合整治,生态环境得到明显改善,流域治理度达到87.66%以上。该地区土壤侵蚀空间分布差异较为明显,轻度和微度侵蚀主要分布在塬面和沟谷中,中度和强度侵蚀主要分布于沟道,极强烈和剧烈侵蚀主要分布于沟沿线和坝地边缘附近。相比于2004年,2016年流域塬面、坡地和沟谷的土壤侵蚀强度等级均显著下降,尤其是沟沿线区域,侵蚀强度逐渐由剧烈向中度侵蚀过度。流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,2004-2016年微度侵蚀呈增加趋势,中度及以上侵蚀面积均呈减少趋势。基于该区的实际情况,未来南小河沟地区可推进“土地整治+生态环境治理”的土地整治模式,实现耕地保护、生态保护、经济发展相协调的高质量发展。

参考文献

[1] 崔胜寓, 宋孝玉, 李怀有, 等. 黄土高原沟壑区典型小流域不同洪水类型的侵蚀输沙特征[J]. 西安理工大学学报, 2017, 33(3): 338-344.

[2] 朱悦, 姜丽华, 毕华兴, 等. 黄土高塬沟壑区典型小流域水土保持措施蓄水保土效益分析[J]. 水土保持研究, 2011, 18(05): 119-123.

[3] 郑粉莉, 焦菊英. 土壤侵蚀影响评价中有关概念的界定和土壤可蚀性研究亟待解决的问题[J]. 水土保持通报, 2011, 31(4): 2.

[4] 许小梅, 王鸿斌, 赵嘉莹, 等. 2004—2016年南小河沟流域土壤侵蚀动态变化[J]. 中国水土保持, 2019(2): 53-55.

[5] 夏露, 宋孝玉, 符娜, 等. 黄土高塬沟壑区绿水对土地利用和气候变化的响应研究——以南小河沟流域为例[J]. 水利学报, 2017, 48(6): 678-688.

[6] 刘娜, 胡珍珍, 苏少青, 等. 高质量发展视域下的土地综合整治策略研究——基于广东省地域异质性的实证分析[J]. 中国国土资源经济: 1-16.

作者简介:刘博(1989-),男,高级工程师,主要从事土地工程等方面的研究。