黄土高原生态环境恢复与重建的几个问题_吴发启

第1卷第2期 西北农林科技大学学报(社会科学版)V o l.1N o.2 2001年3月J o urnal of N o rthw est Sci-T ech Univ er sity o f Ag ricultur e and For estry(Social Science)Ma r.2001

黄土高原生态环境恢复与重建的几个问题

吴发启,朱德兰

(西北农林科技大学,陕西杨凌　712100)

[摘　要]　在广泛调查、阅读文献资料的基础上,分析归纳了黄土高原生态环境恢复与重建过程中将遇到的干旱、水土流失和植被建设等关键难题的现状。根据实际需求,提出了以设立先行研究项目、重大及关联问题研究和实施大型建设工程与规模化试验示范基地等方法来解决这些问题的途径。

[关键词]　生态环境;恢复与重建;黄土高原

[中图分类号]S181 [文献标识码]A [文章编号]1009-9107(2001)02-0013-04

黄河和黄土高原哺育造就了中华民族,历史悠久的中华文明由此发样。然而,在历经数千年沉重的过度土地利用、战乱和灾变的摧残后,黄土高原所呈现的植被破坏、水土流失、土地破碎与劣化,生产力低下,已成为我国生态环境退化的源泉,且成为对我国社会、经济和环境可持续发展有重大制约的地区。在新世纪来临之际,朱钅容基总理提出“退田还林(草)、封山绿化、个体承包、以粮代赈”的黄土高原及黄河流域治理的战略措施,将大大促进黄土高原战略定位的调整、生态环境的恢复重建和农业的可持续发展;使黄土高原得以休养生息,步入良性循环的轨道,在未来10到15年时间里,黄土高原生态环境的恢复重建已经成为我国一项跨世纪的战略任务。因此,本文就有关问题作一讨论,以达到抛砖引玉之目的。

一、问题的提出

黄土高原地处太行山以西,日月山—贺兰山以东,秦岭以北,长城以南,在此范围内,连续分布的黄土侵蚀地形面积约为36万平方公里,地跨山西、陕西、河南、甘肃、宁夏、青海、内蒙古等7个省(区),分属于217个县,海拔在500～2000米左右。高原的基本土地类型是塬、粱、峁、沟、涧、坪,还有土石山地、河谷平原、风沙草滩、覆沙地、黄土(包括次生黄土)台地。由于地势起伏大,千沟万壑,支离破碎,土地类型空间分布极不均匀,地表侵蚀严重、土壤瘠薄、肥力低下,土地生产力水平较低,生态环境十分脆弱,水土流失严重,多数地区尚未脱贫,抗灾能力不强。它不仅制约本地区的经济发展,而且对黄河中下游的生态与经济发展也有严重的影响。大量研究证实,有史以来,特别是距今两千年以来,黄土高原的生态环境在人类的直接参与下,发生了根本性的变化。“总的状况是,人类活动所引起的自然环境变化与自然地理要素自身固有的变化相互叠加、相互影响,使得人类历史时期自然环境之影响因素、作用机理及变化结果显得更为复杂,而且具有一些明显不同于地质历史时期的特性”。因此,黄土高原生态环境恢复与重建涉及的问题很多,但从影响区域环境变化的主要因素看,不外乎是干旱、水土流失和植被建设等主要问题。

(一)干旱缺水

黄土高原年降水量约在300～600毫米之间,年际分配不均,年变率大(20%～50%);降水量在年内各月的分配也极不均匀,70%的降水量分布在7、8、9三个月,常以暴雨形式出现,造成这一地区“十年九旱”,可为农业利用的降水量不到30%;由于千沟万壑的黄土地貌,地表水资源的利用仅限于河流谷地的川坝地,水利工程难度大、成本高;地下水埋藏深,补给条件复杂,不宜大量开发。暴雨性降水不仅造成严重的水土流失,且使水资源利用率难以提

?[收稿日期]2001-02-22

[作者简介]吴发启(1957—),男,陕西省黄陵县人,西北农林科技大学教授,博士,主要从事土壤侵蚀方面研究。DOI:10.13968/https://www.wendangku.net/doc/9418539759.html, k i.1009-9107.2001.02.003

高。据黄河皇甫川观测资料,1982～1989年共降雨74次,平均每年近10次,但每次降雨持续时间不到2小时,即1年内仅20小时的降雨时间。第四纪以来,在黄河中游广大地区沉积形成的厚度不等的黄土表明了气候的总趋势是趋于干旱,特别是近两千年的历史时期中,黄土高原的气候更加干旱化。干旱必然多风,在风力的吹扬搬运下,形成了以0.05～0.005毫米颗粒为主的点棱接触支架式多孔结构的沉积黄土[2]。因此,黄土孔隙度大,垂直节理发育,透水性强,具有许多可溶物质;造成植被类型简单,群落退化,覆盖度小;易形成超渗径流,影响土壤水、甚至地下水的补给,农田水量难以平衡,农业生产低而不稳,波动性大。

(二)水土流失

水土流失黄土高原自古有之。只有在人类出现后,人们为了满足各种需求,加大了对自然生态系统的干扰程度,使其成为影响区域生态环境良性运行、农业生产持续发展的主要障碍因素。黄土高原的水土流失量大约每年为16亿吨,主要分布在多年平均降雨量400～500毫米的地区,大量的水土流失造成农地土层变薄、土壤退化、渗透能力降低、产流加剧、干旱程度进一步恶化、农田减产普遍;切割、蚕食、淤积埋压良田,破坏土地资源;淤积库渠,阻塞江河湖泊;威胁城镇,破坏交通等。

(三)植被脆弱

黄土高原地区自东向西共跨越了落叶林地带、草原地带、荒漠地带和青藏高原植被地带4个带。从历史时期植被的演化与分布看,黄土高原的主体部分黄土塬上既有草地、灌丛的分布,也有长势不好的矮小灌木化乔木与成片的草地与灌木林的相间生长。河谷低地和山地上的植被以乔木为主[3]。农耕前时期,黄土高原的森林覆盖率为40%～50%。而现今该地区植被覆盖远远低于此数值,故气候更为干旱,水土流失不断加剧。研究表明,在有足够植物生长尤其草本植物生长保护下,按照黄土高原现有降水情况,任何降水都将顺利入渗而不会产生径流,也不会出现水土流失问题。因此,黄土高原植被恢复是生态环境恢复与重建的核心。

二、研究现状

(一)水资源

水问题的研究现状基本为:(1)水资源总量及特征已基本摸清。黄土高原地区非重复水量为111.23亿立方米,重复水量224.75亿立方米。该地区自产地表水资源443.69亿立方米,地下水资源335.98亿立方米,水资源总量为554.94亿立方米,加上入境客水量210.92亿立方米,黄土高原地区水资源总量为765.86亿立方米。且该地区水资源具有水少(多年平均径流深71.1毫米,相当于全国平均径流深276毫米的26%;每公顷均水量11.67立方米,为全国每公顷均水量116.8立方米的10%;人均水量548立方米,相当全国人均河川径流量2670立方米的20%)、沙多、水沙异源、连续枯水期长等特点[3]。严重地制约着工农业的发展和城市建设。(2)集雨灌溉技术已基本成熟。50年代左右曾在黄土高原一些地区实施过窑窖集雨工程,但由于科学技术水平、衬砌材料等多种原因,使其未能延续和推广。近10余年来,甘肃省的广大科技人员、干部、农民探索出了旱农区发展集水农业解决干旱问题的新路子,省政府提出了“121”雨水集流程的目标,并大力推广“集雨节灌工程”。该工程配套技术已基本完善,效益显著[5,6]。(3)节水灌溉已有深入的研究与应用。根据农村主导产业发展的需要,1996年以来,我们在黄土高原南部淳化县的成龄果园中通过对微喷、滴灌、小管支流灌和渗灌4种节水灌溉技术试验研究的基础上,创造出了滴灌的配套技术,降低了投资,达到了与其它灌溉一样的目的。同时还得出了渭北地区苹果有限灌溉制度和丰产灌溉制度。(4)总结出了不少节约用水保水的经验(如旱作农业等)。从当前及今后发展的趋势看,水资源供需矛盾,水污染,用水管理、监督机制等仍是亟待解决的问题。

(一)土壤侵蚀与水土保持[7,8]

1.土壤侵蚀　自40年代在甘肃天水、陕西长安等地建立了水土保持试验站以来,经半个世纪的不懈努力,黄土高原的土壤侵蚀研究取得了具大的成就。具体表现在:(1)土壤侵蚀分类和分区工作已完成。(2)自然因素与土壤侵蚀关系的研究取得了突破性进展,同时也建立了不少典型的小流域及地区性坡面侵蚀量预报统计模型。(3)黄河泥沙来源及泥沙输移比问题已清晰。(4)侵蚀历史和人类活动对土壤侵蚀的影响已取得阶段性成果。(5)土壤侵蚀研究的新方法、新技术已被采用。(6)动力侵蚀机制研究蓬勃兴起。但黄土高原产流机理、泥沙输移过程、侵蚀历史、人为侵蚀作用评价,小流域泥沙来源、土壤侵蚀与生态环境建设、土壤侵蚀负效应和土壤侵蚀量预报等问题还须进行深入研究。

2.水土保持　水土保持在我国已有几千年的历史,但对水土流失有组织、有计划地进行治理则是解放以后的事情。50年来的工作可大致归结为:(1)强化土壤入渗,防止径流产生的水土保持措施体系

14西北农林科技大学学报(社会科学版) 第1卷　

已定成型。(2)以小流域为单元的水土流失综合治理已大见成效,并在不同类型区涌现出了一批典型实体模型。(3)开发治理的水土保持新思想已被世人所接受。(4)水土保持法规、政策及监督体系齐全。

(5)获得了一批水土保持工作的经验和教训。但投入不足,治理力度不够,进度缓慢;治理标准低,治理任务艰巨;治理大于破坏和措施优化配置率低等问题依然存在。

(二)植被恢复[9～12]

植被建设是黄土高原水土流失防治的“治本”工程。解放以来,广大科技工作者和当地群众做了大量研究与实践工作,积累了丰富的经验,取得了一定的成效。(1)植被覆盖度有了提高,在28万平方公里的严重水土流失区,植被覆盖率由解放初的2%提高到7.8%。(2)生态经济型防护林体系的研究与实践取得了突破性进展。在研究实践的基础上,总结了生态经济防护林体系概念的内涵和外延、建设目的基础,林种的水平配置和林种内部树种的立体配置,技术措施以及效益评价方法等。(3)植被的水土保持作用及各种防护功能已得到认可。(4)干旱造林技术已取得了可喜成绩,如径流林业、水土保持树种及乡土树种选择、林地水分研究、立地类型划分等。(5)植被演替的研究为恢复和重建植被勾绘了框架。a.黄土高原草的适宜性范围很大,几乎到处都可种草;b.造林具有选择性,即离石、延安、西峰一线以南,以造林为主,此线的北至河曲、固原、定西一线以南的地区,林灌草并重,以北地区以草灌为主;c.植被重建以山地地区最为适宜;d.以小流域为单元的植被恢复地段主要在沟底、梁峁坡(塬坡)和梁峁顶(塬面)。目前,造林成活率低、保存率低、生态效益低等“三低”问题依然存在。

三、恢复重建的科技对策

综上所述,干旱、水土流失和植被建设等问题在黄土高原地区已作过深入研究,且生产实践中也取得了具大成就,但距“山川秀美”的目的还相差甚远。因此,必须针对存在问题,依据科学和社会经济规律,尽快制定该地区综合发展协调规划,开展重大问题研究,建立科技试验示范基地,逐步推广到整个区域。

(一)先行项目

不同历史时期,黄土高原地区也曾做过各种区划、规划和战略研究[13～17],对一定时期的社会经济发展做出了贡献,随着社会的进展,特别是社会主义市场经济的快速完善和西部大开发的实施,急需针对新的问题和需求开展以下工作:

1.制定科技、生态和经济协调发展规划:(1)自然、社会经济本底数据的调查与建库;(2)科技、生态、经济协调发展关键技术的遴选与研究;(3)总体规划、分区实施方案的制定;(4)宏观发展战略研究。

2.区域生态环境建设模式及系列技术组装配套:(1)建设模式的调研、总结与论证;(2)技术组装与完善研究。

3.科学技术知识的传播与普及:(1)实现远程教育;(2)现场技术培训与推广。

(二)重大科技问题

包括生产中急需解决的共性问题和对该区域今后发展有重要影响的科学理论问题。

1.环境命脉项目研究:(1)干旱微调机理及配套技术研究;(2)生态用水指标、供需及解决途径研究;(3)根治干旱调水工程的前期研究;(4)水污染防治技术研究。

2.造福人类项目研究:(1)综合因素与水土流失关系的定量研究及预报;(2)流域泥沙来源及输移规律;(3)侵蚀降低土地生产力机理及恢复途径;(4)动力侵蚀机制与综合措施防护功能研究;(5)快速治理水土流失新材料、新技术研究;(6)生态环境动态监测与评价指标体系研究。

3.美化环境项目研究:(1)土地利用调整及退耕还林(草)科学问题研究;(2)宜林(草)地立地环境与林木(草)生物生态学特性耦合规律研究;(3)植被恢复与重建区域的划分及技术措施研究。

(三)关联项目研究

生态环境恢复与重建是一个巨大的系统工程。要实现这一宏伟目标,还应进行以下方面的研究。

1.带动区域经济快速发展的开发技术研究: (1)野生生物资源的开发利用技术;(2)农产品保鲜、贮藏、深加工技术的开发;(3)提高农产品质量及竞争力的技术与物料开发。

2.主导产业培植及农村经济持续发展研究: (1)主导产业形成的自然社会条件、关键技术及市场前景预测;(2)产业结构调整及实现措施研究;(3)乡、镇城市化及人口迁移构架的可行性研究。

(四)规模化试验示范基地及重大建设项目设想

以黄土高原地区土壤侵蚀区划方案为依据[18],一级区设立5项重大建设项目,包括鄂尔多斯高原种草防沙固沙工程;黄土高原北部草灌植被恢复与建造工程;黄土高原南部绿坡、碧水工程;黄河源头植被恢复工程;中高山植被重建工程。二级区中中强度侵蚀级以上区域建立试验示范基地30个,包括腾

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　第2期 吴发启等:黄土高原生态环境恢复与重建的几个问题

格里沙漠南缘治沙、节水农业试验示范基地1个;河东沙地治沙、设施养畜试验示范基地3个;毛乌素库布齐沙漠退耕、固沙、设施农业试验示范基地2个;陇中宁南低山宽谷丘陵山区植被恢复与农业综合开发试验示范基地2个;陇东宁南低山丘陵残塬径流农业及畜牧业试验示范基地3个;晋西北缓丘宽谷退耕还林(草)低产林改造试验示范基地1个;陕北黄土丘陵退耕、绿坡、设施农业试验示范基地1个;陕晋蒙沙化黄土丘陵畜牧业及矿区复垦试验示范基地2个;汾渭谷地河岸、村庄、道路、农田林网建设和节水高效农业试验示范基地2个;陇西黄土丘陵流域综合治理试验示范基地1个;陕甘黄土塬地固沟保塬及高效农林复合试验示范基地4个;陕北晋西黄土丘陵残塬生态农业及沟壑治理试验示范基地2个;另外在黄河源头植被恢复工程中设2个试验示范基地;在中高山植被恢复工程中设4个试验示范基地。

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蚀区域特征及其治理途径[C].北京:中国科学技术出版社, 1990.

Several Problems of Restoration and Rebuilding on

the Ecological Environment in Loess Plateau

W U Fa-qi,ZHU De-lan

(N or thwestern Sci-Tech University of Ag riculture and Fores try,Yangling,Shaanx i712100,Ch ina)

Abstract:Based o n the inv estig atio n a nd data collectio n,som e key problems such as dro ug ht,soil a nd w ater erosion,and v eg eta tion dev elo pment on the resto ratio n a nd rebuilding o f the ecolo gical env iro nment in Loess Pla teau w ere discussed.According to the local conditio ns and requirem ents,solutio ns,i.e.steer-ing up pilo t resea rch projects,studying the sig nificant and co rrela tiv e issues,establishing some larg er pro-jects and ex perimental and demo nstrativ e areas,w hich could so lv e these pro blem,w ere put fo rwa rd.

Key words:ecolo gical enviro nm ent;resto re and rebuild;Lo ess Plateau

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