遷西縣地處燕山南麓、長城腳下,地理坐標為東經 118°06′49″~118°37′19″,北緯 39°57′15″-40°27′48″。屬灤河水系和薊運河水系,境內有大小河流 9 條。遷西縣內轄 17 個鄉鎮,417 個行政村,總人口 37 萬人,其中農業人口 32 萬人。全縣總面積 1439km2,其中有山場 1053km2,耕地 1.88萬 hm2,是個典型的“七山一水分半田,半分道路和莊園”的純山區縣。2000 年原有水土流失面積839.11km2,占總面積的 58.3%,平均土壤侵蝕模數高達 2500t/km2·a,嚴重的水土流失制約著遷西縣社會與經濟的發展,群眾生活貧困。
2000 年以來,全面貫徹落實《中華人民共和國水土保持法》“預防為主、保護優先、全面規劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學管理、注重效益”的水土保持工作方針,以科學發展觀,加大執法力度,堅持治理與保護相結合,全面開展了以林草措施為重點的小流域綜合治理工作,并取得了顯著的成效。2000~2012 年全縣累計投入治理 資 金 10393.2 萬 元 , 治 理 水 土 流 失 面 積332.2km2,減少土壤侵蝕 53.48 萬 t,年增加降水有效利用量 4650 萬 m3.主要措施如下。
1 以點帶面,全面開展水土流失治理
十幾年來,以河北省重點治理小流域開發治理成果為典型,廣泛宣傳,輻射帶動全縣水土保持工作的開展,先后實施了《圍城峪小流域》、《麻達峪小流域》、《余豐嶺小流域》、《臨河小流域》、《花院小流域》、《長嶺峰小流域》等 14 條小流域水土保持綜合治理工程,其中有 10 條小流域通過了省級驗收,通過小流域治理取得顯著的經濟效益、生態效益和社會效益,推動了全縣的水土流失綜合治理工作的開展,群眾造林種草,治理水土流失的積極性空前高漲。截止 2012 年底,全縣累計治理水土流失面積 332.2km2,主要措施是:完成造林 20618.4hm2,其中水保林 9716.4hm2,經 濟 林 10902hm2, 種 草 840hm2, 封 育 治 理6380.6hm2.
2 以科技為依托,搞好規劃、設計、施工,提高工程的效益
根據造林地的立地條件、作用及營林目的進行造林配置。在南部角礫巖區陡坡薄層土上規劃設計以火炬、側柏、刺槐、紫穗槐為主的水保林,緩坡厚層土上規劃設計以板栗、核桃為主的經濟林樹種;在北部石灰巖區陡坡薄層土上規劃設計以火炬、側柏、刺槐、紫穗槐為主的水保林,緩坡厚層土上規劃設計以核桃、柿樹為主的經濟林樹種;在北部片麻巖區陡坡薄層土上規劃設計以火炬、側柏、刺槐、紫穗槐為主的水保林,緩坡厚層土上規劃設計以板栗、核桃為主的經濟林;在河岸兩側灘涂階地及公路兩側的平地、臺階地上規劃設計以速生楊為主的生態防護林。
2.1 造林設計
2.1.1 設計原則 (1)因地制宜,適地適樹,以改善生態條件獲得穩定持續的生態環境為目標。
(2)選擇適宜的鄉土樹種或經多年栽培適應性較強的引進樹種,以提高造林成活率。(3)充分發揮各種立地條件的土地生產力,以獲得最大的經濟效益、生態效益和社會效益。
2.1.2 整地設計 坡面整地工程是在坡面上沿等高線開挖、筑埂,修成不同程度的臺階,改變微地形,縮短坡面徑流線,減少坡面徑流對土壤的沖刷,達到蓄水保土的目的。結合地形情況,坡面整地工程包括反坡梯田、小魚鱗坑、大魚鱗坑等。整地時間:一般春、夏、秋季均可,以當年雨季前較好。
2.1.2.1 反坡梯田 (1)依據《水土保持綜合治理技術規范坡耕地治理技術》(GB/T16453.1-2008)有關規定,按 10a 一遇 6h 最大暴雨量標準設計,查《唐山市水文手冊》,10a 一遇最大暴雨量為131mm.
(2)根據流域的地形、土層厚度、土壤類型、地面坡度及果樹行間距,設計反坡梯田的反坡田面寬為 3m,長 3m,反坡坡度為 2°,田邊蓄水埂高0.3m,頂寬 0.3m;根據反坡田面的寬度、田面土壤的滲透性,考慮暴雨中田面直接受雨后再能接受斜坡暴雨徑流的能力,確定斜坡寬度為 3m;根據設計的果樹行距,確定梯田田坎高 1.5m,埂坎坡度 65°。根據坡面產流量,每公頃可修建 555 個反坡梯田,每個反坡梯田栽植 2 株經濟林苗木。
2.1.2.2 小魚鱗坑設計 (1)依據《水土保持綜合治理技術規范荒地治理技術》(GB/T16453.2―2008)中的治理標準,小魚鱗坑采用 10a 一遇 6h最大暴雨量進行設計。根據《唐山市水文手冊》計算,流域 10a 一遇 6h 最大暴雨量為 131mm,徑流系數為 0.322.
坡面 10a 一遇 6h 產流量計算公式為:W=P×α×F,式中:W-單位面積產流,P-10a 一遇 6h 最大暴雨量。每公頃坡面 10a 一遇 6h 產流量為:0.131×0.322×10000=422(m3)。
(2)小魚鱗坑斷面和密度的確定。小魚鱗坑主要用于栽植水土保持灌木樹種,其斷面采用半圓形,長徑 0.7m、短徑 0.5m,坑深 0.5m,每坑有效容積約為 0.1266m3.根據坡面產流量,每公頃修建的小魚鱗坑數為 3333 穴,株行距為 1.5m×2m,每個坑應占面積為 3m3(包括坑間空隙),每公頃小魚鱗坑的有效容積為 422m3.
(3)小魚鱗坑布設。一般是沿著等高線圍繞著山坡與山坡流水方向垂直布置,自上而下成“品”字型排列。在流域內有裸巖的地方,應采取見縫插針的方法施工,以保證設計密度。
2.1.2.3 大魚鱗坑設計 (1)依據《水土保持綜合治理技術規范荒地治理技術》(GB/T16453.2―2008)中的治理標準,大魚鱗坑采用 10a 一遇 6h最大暴雨量進行設計。根據《唐山市水文手冊》計算,流域 10a 一遇 6h 最大暴雨量為 131mm,徑流系數為 0.322.
坡面 10a 一遇 6h 產流量計算公式為:W=P ×a×F,式中:W-單位面積產流量,m3/hm2;P-10a一遇 6h 最大降雨量(mm),a-徑流系數;F-單位產流面積(m2/hm2)。
每公頃坡面 10a 一遇 6h 產流量為:0.131×0.322×10000=422m3
(2)大魚鱗坑斷面和密度的確定。大魚鱗坑主要用于栽植水土保持喬木林種,其斷面采用半圓形,長徑 1.0m、短徑 0.6m,坑深 0.6m,每坑有效容積約為 0.2531m3.根據坡面產流量,每公頃修建的大魚鱗坑數為 1667 穴,株行距為 2m×3m,每公頃大魚鱗坑的有效容積為 422m3.
(3)大魚鱗坑布設。一般是沿著等高線圍繞著山坡與山坡流水方向垂直布置,自上而下成“品”字型排列。在坡面破碎有裸巖的地方,應采取見縫插針的方法施工,以保證設計密度。
2.1.3 造林典型設計 在總結多年來水土保持造林經驗的基礎上,結合遷西縣的不同立地條件,按照因地制宜、適地適樹、不同林種相結合的原則規劃水保喬木林、水保灌木林、經濟林,達到蓄水保土、涵養水源、增加植被、提高水土保持效益、生態效益、社會效益的目的。
2.1.3.1 水土保持喬灌木混交林 (1)立地條件:陡坡薄層土。(2)品種:紫穗槐、刺槐。(3)造林設計:整地方式采用小魚鱗坑整地,栽植密度及苗木規格見表 1.(4)造林方法及季節。①整地方法。小魚鱗坑整地,雨季前或雨季進行整地,規格為長徑 0.7m、短徑 0.5m,坑深 0.5m,每公頃 3333穴,呈品字形排列。②造林方法及季節。紫穗槐、刺槐采用植苗造林,以“驚蟄”到“清明”芽苞剛開放時造林成活率高,每坑栽植單株,栽在外沿內側,苗木埋深使切口與地面相平踏實。春季造林最佳時間在 3 月末到 4 月中旬,秋季造林時間為10 月下旬到 11 月中旬,這有利于蓄存雨、雪,促進生土熟化。③撫育。造林后,雨季要進行必要的松土除草,適當的時候要補植?!颈?】
2.1.3.2 經濟林 (1)立地條件。緩坡地、平地、臺階地。(2)品種。核桃、板栗。(3)造林設計。整地方式采用反坡梯田,栽植密度及苗木規格見表 2.(4)造林方法及季節。①整地方法。提前整地,在造林前一年雨季進行較好,有利于蓄水保墑,采用反坡梯田整地。②造林方法及季節。春季、秋季栽植均可植苗造林,春季造林要早,土壤解凍即可開始,秋季自苗木開始落葉起,至土壤結凍前止均可造林。按株距開挖定植穴,并混合土填入農家肥 3~5kg,或化肥 0.4kg,邊填邊踩,填到 1/3 時,將苗木放在栽植穴的中心,邊填土邊踩實,填土到 2/3 時向上輕輕提苗,使根系舒展,最后踩實澆足水,水滲后培土,栽植深度以苗木原土印與地面相平即可。③撫育。一年四季要常年進行,秋季栽植的栗苗,栽后要埋土防寒,翌年春季扒開,遇干旱要適時澆水除草,栽植后發芽前在距地面 80cm 處定干,并進行修枝管理;生長季節要隨水追肥?!颈?】
2.1.3.3 水土保持喬木林 (1)立地條件:陡坡薄層土。(2)品種:火炬、側柏。(3)造林設計:整地方式采用大魚鱗坑整地,栽植密度及苗木規格見表 3.【表3】
(4)造林方法及季節。①整地方法。提前整地,雨季前或雨季,采用大魚鱗坑整地,規格為長1.0m、短 0.6m,坑深 0.6m,每公頃 1667 穴,呈品字形排列。②造林方法及季節?;鹁?、側柏造林采用植苗造林?;鹁嬷裁缭炝执呵锛揪?,春季栽植以“驚蟄”到“清明”時造林成活率高,苗木栽植不宜過深,一般比苗木根頸高出 3~5cm,用表土埋根,提苗踩實,使根系舒展,并澆水、埋嚴、踩實;秋季栽植以立冬到小雪栽植成活率高,秋季栽植火炬一般采用干高 10~15cm 的截干苗,要深埋少露,最好做到干與地面齊平,并埋嚴、踩實;側柏一般采用營養缽育苗,在夏季或雨季栽植,栽植方法:按株行距要求,先挖好定植穴,埋土與地表相平,然后澆水,水滲后覆一層土。③撫育。栽植后及時澆水、保墑,松土除草,并加強病蟲害防治。
2.2 封育治理措施
2.2.1 封育治理的條件 對流域內立地條件極差、有殘存的林草植被但造林相對較困難的疏林地,當地的水熱條件能滿足自然恢復植被的需要,因此采取封育治理措施。造林方法選用植苗造林,然后實行半封,即按季節和樹種進行封育,造林樹種選擇耐干旱貧瘠、生長迅速、容易繁殖的紫穗槐,進行成林撫育,林木覆蓋率達 80%以上即可。
2.2.2 封育治理技術措施 根據流域的立地條件,補植油松、紫穗槐。補植完成后澆水 2~3 次,確保苗木的成活。
(1)補植及撫育管理。在殘林、疏林中進行補植,補植樹種為紫穗槐,補植時間為春季、秋季,雨季最合適,補植后的林地樹木密度可達到 3000株/hm2.在封禁區對紫穗槐進行平茬復壯,對油松進行修枝疏伐,擇優選育,促進林木生長,加快植被恢復。
(2)病蟲害防治。在封育區定期檢查樹木生長情況,設專職病蟲害預報人員,進行病蟲害預測預報,建立群防群治制度。
(3)建立封育治理技術檔案,記載封育區基本情況、封育效果及林木生長等情況。
2.2.3 封育治理管理措施。在封育區成立護林隊,設專職管護員,專人管護,并制定嚴格的封育管理制度,獎勵分明。封育區內嚴禁一切不利于植被恢復的人為活動,更不能放牧。
根據國家和地方政府的有關規定,制定鄉規民約,包括封育時間、護林護草人員和村民的責、權、利,獎勵及處罰辦法等,嚴禁毀林、毀草及陡坡墾荒等違法行為的發生。
3 治理效果
經過十幾年的治理,取得了較大的經濟效益、生態效益和社會效益,使全縣生態環境有了較大改善,年可產生直接經濟效益 4983 萬元。
3.1 經濟效益
通過水土流失綜合治理,使遷西縣區域內林、糧、牧結構得到最優配置,加之先進農業技術、優良作物品種、果樹品種的推廣應用,年可獲直接經濟效益 4983 萬元,年人均生活水平由2000 年的 2530 元,提高到現在的 4275 元,全縣有 187 個村通過治理實現了脫貧致富,有 96 個村建設成了生態文明村。
3.2 生態效益
通過十幾年的治理,共治理水土流失面積332.2km2,治理度達減少土壤侵蝕 53.48 萬 t,年增加降水有效利用量 4650 萬 m3,蓄水保土能力分別達到 75%、90%,減少洪水流量,增加常水流量,改善土壤物理化學性質,提高土壤肥力;植被覆蓋率由原來的 47.3%增加到現在的 66%,增加了 18.7 個百分點,有效地改善全縣生態環境,提高了區域環境容量,保護動植物物種的多樣性,改善農業基本生產條件,從而遷西縣區域經濟的可持續發展。
3.3 社會效益
遷西縣以林草措施為主的水土流失綜合治理工程,在產生巨大的經濟、生態效益的同時,也產生了巨大的社會效益,隨著工程的實施、產業結構的調整,宜林則林、宜牧則牧,提高了土地生產率,并適應了市場經濟,集約經營和高效農業的發展,提高了農民的科技意識,促進了當地群眾脫貧致富奔小康和農村兩個文明的建設;太陽能、沼氣等新能源的大力推廣應用,有效減輕了農村的能源壓力,改善了農村衛生狀況,促進了生態文明村鎮的建設,推動了社會進步;水土保持法律、法規的大力宣傳,使群眾的法制意識普遍增強,有效地促進了水土保持工作的開展;同時由于生態環境的改善,或減輕長期制約遷西縣農業發展的水、旱、風、雹等自然災害,年可減少各種自然災害造成的直接經濟損失 3000 萬元。
4 結論
通過幾十年來實施的以林草措施為主的水土流失綜合治理工程產生的效果,使我們深刻體會到,以林草措施為主的水土流失綜合治理可使山區喬、灌、草得到優化配置,促進植物群落的正常演替,恢復生態系統的良性循環;帶動農業產業結構調整與優化,農業抵御自然災害的能力得到加強,拓寬了農民收入渠道;改善了群眾的傳統觀念和生產方式,優化了農村能源結構,使群眾的生態意識顯著增強;糧食生產方式由廣種薄收轉為少種多產,集約化經營使大量剩余勞力投入到其他產業開發,擴大了就業領域及農民增收渠道。