1 研究背景
1. 1 洞庭湖區基本情況
洞庭湖位于長江中游荊江河段南岸、湖南省北部,跨湘鄂 2 省沖積平原和湖泊水網地區,現分為西洞庭湖、南洞庭湖和東洞庭湖 3 個湖區,湖體總體近似“U”字形。洞庭湖區位于荊江河段以南,湘、資、沅、澧四水尾閭控制站以下,屬于平原、湖泊水網區,高程在 50 m 以下,地勢開闊平坦,具有典型的湖區盆地地貌形態特征。在湖北、湖南 2 省水土保持3 區劃分中,洞庭湖區均屬于省級水土保持重點預防保護區,洞庭湖區域是湖南、湖北 2 省水土流失程度最輕的地區。洞庭湖區總面積 19 195 km2,其中湖南省 15 243 km2,湖北省 3 952 km2。湖南省范圍內有岳陽、湘潭、益陽、長沙、常德、株洲 6 個地市的39 個縣\\( 市、區\\) 。湖北省范圍內有荊州市的荊州區、松滋市、公安縣和石首市 4 個縣\\( 市、區\\) 。
1. 2 水土流失綜合治理的意義
洞庭湖為我國第二大淡水湖,由“三口”\\( 藕池河、松滋河、虎渡河\\) 分泄長江洪水,匯入洞庭湖調蓄。在高洪水期間,“三口”可分枝城流量的 1/4。
城陵磯以下,洞庭湖多年平均削峰1. 14萬 m3/ s,約為平均入湖洪峰的 28%[1],是長江流域重要的調蓄湖泊和水源地,對長江中游地區防洪起著十分重要的作用。
由于泥沙淤積和人為圍湖造田等原因,洞庭湖近100 a 來湖泊面積和容積大幅度減小。洞庭湖區多年平均入湖沙量為1.730 2億 t,同期由城陵磯輸出0. 466 4億 t,年淤積泥沙1. 263 8億 t,1951—1996 年全湖累計平均淤積1.114 m。泥沙淤積致使洞庭湖面積急劇減少,1825 年洞庭湖湖區面積6 000 km2,到1949年湖 面 已 減 少 到 4 350 km2,1995 年 已 減 少 至2 625 km2。洞庭湖區容積已由 1949 年的 293 億 m3減少至 1995 年的 167 億 m3[2]。三峽水庫運行后的2003—2010 年,進入洞庭湖的泥沙為2 356萬 t,其中來自三口的泥沙為 1 234 萬 t,來自四水的泥沙為 1121 萬 t。從城陵磯進入長江的泥沙為 1 682 萬 t,洞庭湖年均淤積676 萬 t[3]。
水土流失使大量泥沙下泄,不斷淤積河道、水庫、塘堰等,使河床抬高,湖泊縮小,工程效益日益降低,調洪效能逐漸減弱,嚴重威脅洞庭湖區的生態效益、經濟效益和社會效益。因此分析研究洞庭湖區的水土流失現狀和綜合治理情況,根據洞庭湖區的基本特點,分區規劃、分區防治,對合理利用洞庭湖水資源,修復湖泊生態系統,統籌湖區經濟發展和生態環境保護具有重要意義。
2 水土流失特征分析
2. 1 水土流失類型、面積及強度
洞庭湖區以平原為主,存在少量的崗地丘陵。水土流失治理主要集中在崗地丘陵區。洞庭湖區的土地利用類型主要為耕地、林地、草地、水域、荒山荒坡、交通用地、居民及工礦用地等,水土流失主要分布在耕地、荒山荒坡、交通用地等用地類型。
從水土流失類型看,洞庭湖區主要是平原、湖泊水網區,高程較低,地形起伏不大。水土流失的主要類型是水力侵蝕,包括面蝕和溝蝕,局部地區也有少量崩塌、滑坡等發生造成的水土流失。據湖南省水利廳提供的數據[4]和湖北省2005 年第 3 次遙感解譯和普查結果[5],2005 年洞庭湖區水土流失現狀見表1?!?】
2. 2 水土流失綜合治理現狀
隨著國家對生態環境建設重視程度的逐年提高,湖南、湖北 2 省生態環境建設力度也逐漸增大。
近年來,湖南和湖北 2 省都對洞庭湖區采取了水土保持綜合治理措施,主要包括水土保持耕作措施、水土保持林草措施和水土保持工程措施。
湖南省湖區綜合治理情況[4]: 截止 2009 年,湖南省洞庭湖區累計治理水土流失面積 1 184 km2。
其中封禁治理面積 471 km2,占總治理 面 積 的39. 78% ; 其次為水土保持林和種草,其中營造水土保持林面積為 230 km2,占總治理面積的19. 42%;種草 207 km2,占總治理面積的17. 48%; 營造經果林 148 km2,占總治理面積的12. 50%; 基本農田改造 128 km2,占總治理面積的10. 81%。水土保持工程措施主要包括蓄攔工程和溝渠防護工程 2 類,共修建蓄攔工程 4 986 座,工程量達到59. 83萬 m3,溝渠防護工程135. 7 km,工程量16. 28萬 m3。
湖北省湖區綜合治理情況[5]: 截止 2009 年,湖北省洞庭湖區累計治理水土流失面積 16 km2,占湖北省洞庭湖區水土流失總面積的2. 89%,各項水土流失治理措施中,水土保持林面積最大,有 8 km2,占總治理面積的 50%; 其次為經果林,面積為3 km2,占總治理面積的37. 50%; 基本農田和種草各2 km2,封禁治理1 km2。水土保持工程措施中,蓄攔工程 560 座,工程量為6. 72萬 m3,溝渠防護工程35. 41 km,工程量4. 25萬 m3。洞庭湖區水土流失綜合治理現狀見表 2?!?】
2. 3 防治分區及治理模式
洞庭湖區主要以平原為主,存在少量崗地丘陵,不同土地利用類型水土流失成因有所差別,可能產生的水土流失危害也有不同,水土保持措施也要因地制宜而布設。水土流失治理根據湖區地貌特征分為丘崗區和平原區。具體范圍見表 3?!?】
丘崗區地勢起伏較大,水土流失較為嚴重,主要發生在坡耕地、丘崗疏林地和荒坡地。平原區地勢平坦,水土保持狀況相對較好,近年來隨著生產建設項目的增多,城市市政建設加快,開挖邊坡等裸露面1原區治理模式見表 4?!?】
3 水土流失綜合治理措施
洞庭湖區水土保持治理基準年為 2008 年,近期水平年為2020 年,遠期水平年為 2030 年。經過水土保持綜合防治,湖區水土流失得到基本控制,生態環境得到顯著改善,人為水土流失得到有效遏制,有效促進經濟社會持續發展。水土流失治理主要目標: 以土地利用結構調整為重點,建立起湖區水土流失綜合防治措施體系,治理水土流失面積16.58萬 hm2,治理區年土壤侵蝕量減少 70% 以上,平均土壤侵蝕模數降低到500 t/\\( km2·a\\) 以下,水土流失得到基本控制。根據水土流失防治總體目標、治理模式和總體布局,洞庭湖區水土保持綜合防治措施體系主要包括工程措施和植物措施,水土保持治理目標見表5。
3. 1 工程措施
工程措施主要包括坡改梯、塘堰整治、生產道路\\( 含排水溝\\) 、截流排洪溝和沉沙池等措施。
\\( 1\\) 坡改梯: 在交通方便、人口集中、土層較厚、地面坡度較緩的坡耕地實施坡改梯工程,因地制宜建設土坎和石坎梯地。坡改梯規劃時應以坡面水系和道路為骨架,適度規模,集中連片布設。梯田田坎沿等高線布設,大彎就勢,小彎取直,做到田面平整。有灌溉條件的梯田,應設計田間灌溉溝渠。根據洞庭湖區土地利用類型分析,坡耕地主要分布在湖南省常德市的石門縣、澧縣,岳陽市的岳陽縣,益陽市的赫山區、桃江縣,湘潭市的湘潭縣,長沙市的望城縣和寧鄉縣,湖北省荊州市的松滋市。根據防治目標及治理措施的總體布局,湖南省坡改梯面積約4. 5萬 hm2,湖北省坡改梯面積約0. 35萬 hm2。
\\( 2\\) 生產道路\\( 含排水溝\\) : 生產道路主要解決交通不太方便的農村生產所需要的道路,路溝渠結合,統一規劃。道路寬度根據具體情況而定,在道路的兩側布設排水溝,攔截徑流,排水溝與干道排洪溝相同。湖南省修建生產道路 280 km,主要布設在湖南常德、益陽、長沙、岳陽市。湖北省修建生產道路50 km,主要布設在湖北荊州市松滋市、公安縣。
\\( 3\\) 塘堰整治: 塘堰整治是針對靠近居民點、基本農田、經果林附近因年久失修難于蓄水或已報廢的塘堰進行整修,以解決部分人畜飲水和農作物灌溉問題。塘堰整治要根據實際情況進行單項工程設計,搞好塘堰清淤,增大蓄水容積。湖區整治塘堰430 km,其中湖南省塘堰整治 400 km,主要布設在湖南省岳陽、常德、益陽、株洲市。湖北省整治塘堰30 km,主要布設在湖北省荊州市公安縣、石首市、荊州區。
\\( 4\\) 截流排洪溝: 截流排洪溝主要是坡改梯的配套工程,整個湖區修建截流排洪溝 648 km,其中湖南省湖區修建截流排洪溝 612 km,湖北省湖區建截流排洪溝 36 km?!?】
\\( 5\\) 沉沙池: 為攔截可能入湖泥沙,在湖區周邊地形變化較大區域修建沉沙池,以減少入湖泥沙。
湖區修建沉沙池 1 730 個,其中湖南省湖區修建沉沙池 1 600 個,湖北省湖區修建沉沙池 130 個。
3. 2 植物措施
植物措施主要包括水保林、經果林、種草、灌草帶、封禁治理等措施。
\\( 1\\) 水保林: 在湖區周邊適宜造林區域營造水土保持林和水源涵養林,有利于減少入湖泥沙,改善生態環境。水土保持林的營造需結合當地實際情況,主要在荒山荒坡上進行,總規模3. 2萬 hm2,其中湖南省2. 6萬 hm2,湖北省0. 6萬 hm2。
水土保持林樹種選擇將根據適地適樹的原則,以適生的鄉土樹種為主,樹種選擇根系發達,根蘗萌發力強,固土能力強,生長旺盛,郁閉迅速,樹冠濃密,具有較強的適應性和抗逆性,有一定經濟價值,兼顧當地群眾對燃料、肥料、飼料、木材及開展多種經營的需要。結合湖區土壤、氣候條件,水土保持林樹種主要選擇松樹、柏樹,其次為櫟樹、杉樹、樟樹、楓樹、香椿、刺槐等。
水土保持林整地時間一般在冬、春 2 季進行。
整地方法根據地形、坡度、土壤及樹種情況,應主要選用魚鱗坑和穴狀 2 種整地方式。造林季節通常在春、秋季。造林方法主要分植苗造林和扦插造林。
植苗造林時,要求苗木根系舒展,分層覆土踏實; 扦插造林要掌握深埋、少露、踏實的原則。同時,做好封育管理,對幼林的撫育管理包括及時松土、除草、修枝等,有條件的地區還可進行灌溉追肥,成林后要及時間伐或平茬復壯。
\\( 2\\) 經果林: 在湖區農村居民點周邊區域規劃種植經果林,能有效改善項目區生態環境,增加農民的經濟收入。湖區經果林總規模為2. 2萬 hm2,其中湖南省1. 3萬 hm2,湖北省0. 9 hm2。經果林主要布設在土質好、有水源的坡地上,交通方便,相對集中,便于管理,能形成一定的規模效應。按照適地適樹的原則,選擇適合當地生長、市場銷售前景好的品種,主要有柑桔、棗樹、桃樹、李樹、油茶、油桐、板栗、核桃、厚樸、杜仲、香榧、枇杷等。根據地形、土壤和樹種情況,選擇不同的整地方式,主要有魚鱗坑、穴狀、水平階等,栽植密度根據樹種的生物學和生態學特性合理確定。經果林栽植時期多在春、秋雨季,所栽苗木要經過品種質量檢查、消毒及根系修剪處理。
在經果林管理上,要注意土壤和水肥管理、整形修剪、?;ū9?、疏花疏果、病蟲害防治。
\\( 3\\) 種草: 在不適宜種植水土保持林和經果林的荒山荒坡種草。草種主要選擇耐瘠薄、耐干旱、根須發達、萌蘗力強、耐踐踏的草種,可選擇狗牙根、高羊茅、結縷草、假儉草。播種方式以條播、穴播、撒播等直播方式為主,移栽、插條、埋植等其它方式為輔;播種時間為每年春季的 2 月下旬至 3 月中、下旬和秋季的 9 月下旬至 10 月下旬; 播種后加強田間管理,及時松土、補種、中耕除草。湖區種草總面積6. 12萬 hm2,其中湖南省種草5. 26萬 hm2,湖北省種草0. 86萬 hm2。
\\( 4\\) 灌草帶: 在土地較為貧瘠,水分條件較差,不適合栽植水土保持林和經濟果木林的區域種植栽植灌木,灌木林下種草。灌木可供選擇的種類包括:紫穗槐、牡荊、刺梨、胡枝子、杜鵑等,規劃灌草帶總面積4. 08 萬 hm2,其中湖南省種植灌草帶 3. 26萬 hm2,湖北省種植灌草帶0. 82萬 hm2。
\\( 5\\) 封禁治理: 在以輕度水土流失為主的地類中,采取封育管護、能源替代、舍飼養畜等措施,限制不合理的生產建設活動,減少對生態環境的人為破壞,開展生態自我修復。在封禁治理范圍設立封禁標志,成立封禁管護組織,固定專人管護; 封禁可采取全年封禁、季節封禁、輪封輪放 3 種形式,湖區封禁治理總面積4. 28萬 hm2,其中湖南省封禁治理3. 93萬 hm2,湖北省封禁治理0. 35萬 hm2。封禁治理區可進行平茬復壯,修枝疏伐,擇優選育,促進林木生長。
4 結 語
洞庭湖是流域防洪、水資源綜合利用、改善生態環境的重要保障,水土流失容易造成洞庭湖環境污染,對洞庭湖水質和生態環境造成嚴重影響,直接影響到周邊居民的生活。洞庭湖區受江湖關系的影響、氣候變化和人類活動的影響,湖泊萎縮、生態退化問題日益凸顯,統籌湖區經濟社會發展和生態環境保護刻不容緩[6]。
\\( 1\\) 洞庭湖流域是重要的水源涵養區,具有豐富的生物資源和土地資源,水土保持與水生態保護非常重要,應因地制宜地實施水土流失綜合治理,實行分區規劃,分區防治,促進生態恢復,維持洞庭湖流域的可持續發展。
\\( 2\\) 洞庭湖入湖流量和泥沙主要來源于湘、資、沅、澧四水和長江松滋口、太平口、藕池口三口,同時洞庭湖水系覆蓋范圍廣,江湖關系較為復雜,因此應全面掌握洞庭湖水土保持及生態環境的變化動態,做好洞庭湖流域上中游的水土保持工作。\\( 3\\) 洞庭湖區水土流失治理有利于改善河道行洪能力、修復湖泊生態系統、構建新的江湖平衡關系以及保障長江流域水安全和生態安全。
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