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Eco-environment construction in Yangou Basin of Loess Plateau:Modes and benefits

黄土高原燕沟流域生态环境建设模式及效益研究



全 文 :    倡 中国科学院西部行动计划项目(KZCX2唱XB2唱05) 、基金委西部重点项目(90502007)和 973 课题 (2007CB407205)资助
收稿日期 :2005唱06唱30   改回日期 :2005唱10唱14
黄土高原燕沟流域生态环境建设模式及效益研究 倡
刘普灵1  郑世清1  琚彤军1  王栓全2  徐  勇3
(1畅 西北农林科技大学·中国科学院·水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室
杨陵   712100 ;2畅 西北农林科技大学   杨陵   712100 ;3畅 中国科学院地理科学与资源研究所   北京   100101)
摘  要   简要介绍了燕沟流域自 1998年以来生态系统恢复的生态农业建设模式 、植被恢复重建措施等 ,并对生态
建设中社会经济以及生态环境效益进行了分析 。 结果表明燕沟流域综合治理措施配置和生态农业建设模式选择
合理 ,为黄土高原的生态农业建设提供了科学依据和示范样板 。
关键词   燕沟流域   生态农业   植被恢复   建设模式   效益分析
Eco唱environment construction in Yangou Basin of Loess Plateau :Modes and benefits .LIU Pu唱Ling1 ,ZHENG Shi唱Qing1 ,
JU Tong唱Jun1 ,WANG Shuan唱Quan2 ,XU Yong3 (1畅State Key Laboratory of Soil Erosion and Dry Land Farming on Loess
Plateau ,Institu te of Soil and Water Conservation ,Chinese Academy of Sciences ,Minist ry of Water Resources ,Northwest
A & F Universit y ,Yangling 712100 ,China ;2畅Northwest A& F University ,Yangling 712100 ,China ;3畅Institute of Geo唱
graphic Sciences and Natural Resources Research ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100101 ,China) ,CJEA ,2007 ,15
(3) :175 ~ 178
Abstract   The construction modes of eco唱agriculture and measures for vegetation rehabilitation int roduced in Yangou
Basin since 1998 were discussed .The social唱economic and eco唱environment benefits achieved during the recovery processes
were analyzed .The results indicate that the comprehensive cont rolling measures and the eco唱agriculture modes in Yangou
Basin are appropriate ,which provides scien tific evidence and a demonst rative example for the const ruction of eco唱agricul唱
ture in Loess Plateau .
Key words   Yangou Basin ,Eco唱agriculture ,Vegetation rehabilitation ,Const ruction modes ,Benefits analyzing
(Received June 30 ,2005 ;revised Oct .14 ,2005)
黄土高原是我国经济建设布局由东部经济发达地区向中西部欠发达地区实行战略转移的过渡地带 ,具
有承东启西作用 ,也是我国东部地区的重要生态屏障 。 该区的治理与建设及其经济发展在实施西部大开发
战略中具有十分重要的战略地位 。 但黄土高原又是一个独特的地理单元 ,生态环境脆弱 ,是中国人地关系
矛盾极为尖锐的地区之一 ,而以陕西省延安市为中心的黄土高原中部典型黄土丘陵沟壑区 ,又是该区生态
环境恶劣 、水土流失最为严重 、农村居民生活最为贫困的区域 。 虽然几十年来水土流失治理取得显著成效 ,
但从全局来看 ,这一地区水土流失仍十分严重 ,生态环境的整治仍面临十分严峻的形势和压力[1] 。 1998 年
对延安市宝塔区 、安塞县 7 个乡镇 1162km2 区域资源 、生态环境及农业生产存在的主要问题进行了调查研
究 ,并在宝塔区柳林镇 46畅88km2 燕沟流域进行了生态农业建设示范研究 。 通过与地方政府 、延河流域综合
治理世行贷款项目以及农民紧密结合 ,对已有成果进行技术组装 、集成 ,在强化资金和科技投入的情况下 ,
走出了一条高标准 、高速度 、规模化生态农业建设之路 。
1   燕沟流域概况及治理前水土流失状况
燕沟流域位于 N36°28′00″ ~ 36°32′00″ ,E109°20′00″ ~ 109°35′00″ ,沟口距延安市 3km ,属黄土高原丘陵
沟壑区第 Ⅱ 副区 ,主沟长 8畅6km ,流域面积 46畅88km2 。 流域内地形复杂 ,沟壑纵横 ,土地利用类型多样 。 流
域大致呈东南唱西北走向 ,海拔 986 ~ 1425m ,最大高差 439m 。 流域处于暖温带半湿润气候向半干旱气候过
渡带 ,年平均气温 9畅8 ℃ ,多年平均降水量为 558畅4mm ,6 ~ 9 月份降水量占全年降水量的 70 % 以上 ,且多以
第 15卷第 3 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .15   No .3
2 0 0 7 年 5 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture May ,  2007
暴雨形式出现 ,降雨年际变化大 。 流域内成土母质为黄土 ,山地和沟坡地主要为新黄土和次生黄土所覆盖 ,
土壤以黄绵土为主 ,占 90 % 以上 。 土壤有机质含量低 。 流域内地带性原始植被破坏殆尽 ,目前残存天然次
生林覆盖率不足 10 % 。 有人工林 666畅9hm2 ,占流域面积的 14畅93 % ;经济林面积 174畅1hm2 ,占总面积的
3畅72 % 。 植被覆盖率仅为 27畅21 % ,植被保存率低和复垦的问题仍非常突出 。 1997 年 ,燕沟流域辖 14 个行
政村 ,693 户 2932 人 ,人口密度为 64 人/km2 。 耕地面积 1831畅3hm2 ,人均基本农田仅 0畅06hm2 ,粮食生产以
坡耕地为主 ,平均产量为 1095kg/hm2 。 农村居民人均年收入 763 元 。
1997 年燕沟流域水土流失面积为 42畅55km2 ,占总面积 90畅76 % 。 且坡陡沟深 ,地面割裂严重 ,沟壑密度
4畅8km/km2 ,主沟纵比降为 2畅41 ‰ 。 地表有林地面积为 1518畅7hm2 ,占 32畅39 % ;大沟和小沟合计
534畅47hm2 ,占 11畅46 % ;荒坡地和坡耕地 2636畅83hm2 ,占 56畅25 % ,其中 ≤ 5°坡地面积占流域面积的 5畅52 % ,
5° ~ 15°占 17畅97 % ,15° ~ 25°占 27畅80 % ,大于 25°占 49畅34 % ,本区 < 5°的地面仅占 5畅25 % ,而 > 15°的地面占
94畅75 % ,陡坡地构成本区的主体 ,缓坡地所占比例较小[2] 。流域侵蚀模数达 6000 ~ 9000t/km2·a ,属于强度水土流
失类型区 。 水土流失治理面积 894畅6hm2 ,水土流失治理度仅 23畅9 % 。
2   流域生态环境建设的布局 、模式及效益
2畅1   生态环境建设综合措施及优化布局
通过修梯田补足基本农田 ,在实现粮食自给的基础上 ,退耕全部坡耕地 ;通过强化退耕坡地和荒坡草
地 ,建设林草植被 ,提高林草植被覆盖率 ,使水土流失得到有效控制 ;依靠林草资源 ,发展商品性畜牧业和经
济林果业 ,提高人均收入 ,实现脱贫致富 。 燕沟流域从 1998 年开始采取了一系列生态环境建设措施 。 首先
依据流域水土流失特点 ,对水土保持立体防护体系进行全面规划 。 根据试验周期和投入强度主要进行典型
沟道防治规划 ,建立水土流失立体防护体系的科学布局和效益的样板 。 以植被建设为重点 ,基本农田建设
图 1   燕沟流域治理前后土地利用状况对比
Fig .1   The comparison of land use between
pre唱controlling and post唱controlling
为保证 ,根据立地条件和流域生态建设的问题 ,进行
植被建造模式 、布局的科学规划 。 为保证植被建设
规划的顺利实施 ,依据地貌类型 ,提出快速修建梯
田 、整治沟道川台地和完成基本农田科学布局规划 。
其次为配合快速生态环境建设和大规模退耕还林草
的需要 ,改变人类活动与滥牧导致林灌草保存率低
下的弊端 ,治理之初即提出为了提高植被建造实效 ,
集中人力财力 ,重点进行退耕地植被建设 。 荒沟 、荒
坡以封禁促进自然植被自育 、更新 、演替为主[3] ,这
样既可加快植被建设速度 ,又可克服人工植被业已
表现出的结构不合理 ,水土保持效益低下 ,无更新能
力 ,难以形成优势群落结构等诸多弊端 。 另外在流
域进行综合治理的同时 ,根据示范区自然资源和社
会经济状况 ,因地制宜地提出高效农副型 、农果复合型和林(草)牧型 3 种不同的生态农业建设模式 ,培育不
同模式的生态农业建设与农村经济综合发展示范样板 。
依据治理规划 ,集中进行了以基本农田建设 、退耕还林(果)还草以及封山育林为中心的综合治理示范 。
流域治理度达到了 73畅3 % ,共兴修梯田 485畅6hm2 ,实现了人均 0畅165hm2 的目标 。 在流域植被建设中 ,加强
了林灌草混交模式的建设 ,依据立地条件 ,合理布设林草建设 ,推广应用抗旱造林技术 ,有效提高了成活率 ,
造林种草面积 1454畅1hm2 ,林草面积达 54畅9 % ,总治理面积增长 1800hm2 ,占流域水土流失面积的 49畅4 % ,
使流域土地利用结构趋于合理(图 1)[4] 。 完成流域内一处骨干坝工程和两处维修坝工程 。 全面完成 100km
山坡生产型防蚀道路的勘探规划设计 ,完成修建生产型植物路示范工程 40 余 km ,建立了流域不同地貌单元
山坡道路综合防护措施优化配置的技术规程 。 修筑了用于道路防蚀和雨水高效利用的集水窑窖 9 处 ,并初
步提出了黄土丘陵区硬地面雨水利用技术体系 。 完成河道潜流截渗 、引水上山和节水滴灌工程 4 处 ,充分开
发小水资源潜力 ,取得了很好的示范推广效果 。
2畅2   生态农业建设模式的培育和示范
2畅2畅1   高效农副型生态农业模式
针对距离城镇较近的村庄 ,利用川道 、城郊的区位优势 ,优化调整产业结构 ,利用有限土地资源发展高
176  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷
效经济作物 ,培育集约经营 ,增加土地产值 ,以提高农民经济收入为目标 ,建立了高效农副型生态农业模
式[5] ,并选择赵庄为试验示范村 。 该村位于燕沟沟口 ,距延安市区近 ,村民有多种经营的传统习惯 。 针对该
村的实际情况 ,进行产业结构调整 ,在坡地上修建高标准梯田 2畅67hm2 ,日光温室大棚 15 座 ,结合原有沟道
坝地 ,以瓜果 、蔬菜等经济作物为主 ,粮食生产为辅 ,大力培育致富产业 。 推广河道潜流截渗 、大棚滴灌节水
和农田稳产高产等先进技术 。 使赵庄村经济作物种植比例提高了 32畅5 % ,人均耕地面积由原来的 0畅43hm2
减少到 0畅12hm2 ,但人均产粮由 400kg增加到 525畅8kg ,增加 31畅4 % ;人均纯收入由 1997 年的 900畅2 元增加
到 2003 年的 2756畅1 元 ,是原来的 3畅06 倍 。 收入结构中粮食作物比重下降 ,果菜比重大幅上升 ,已初步构建
了以反季节蔬菜和时令瓜果为主的高效农副型模式结构 。
2畅2畅2   农果复合型生态农业模式
主要针对山地耕地面积较大 ,果业生产有一定基础的村庄 。 根据目前新修梯田和果园面积增加的趋
势 ,以梯田粮食稳产高产为突破口 ,改革种植制度 ,推广成熟栽培技术 ,抓好土壤培肥 ,提高水分利用率 ,提
高粮食单产 ,在短时期内粮食实现自给 ;同时提高果园科学管理水平 ,优化农果投入比例 ,使果树优质高产 ,
增加农民经济收入 ,逐步形成以农促果 、以果养农的复合农业系统的良性循环 ,加速山坡地退耕还林(草)进
程[5] 。 农果复合型生态农业建设示范基地选择在流域中游的吴枣园和鸡蛋峁村 。 吴枣园村山地面积较大 ,
群众生活主要依靠农业收入 。 鸡蛋峁村的果业生产有一定基础 。 通过建设基本农田 、改革种植制度进行基
本农田稳产高产示范 、强化果园管理技术以及建立优质高产山地果园等措施的实施 ,改变传统的广种薄收
生产方式 。 果园面积大幅度增加 ,农 、林 、草 、果 、牧用地比例也得到调整 。 现已新修梯田 16畅6hm2 ,人均基本
农田由过去的 0畅07hm2 提高到 0畅19hm2 ,退耕还林(草)48畅7hm2 ,占原农耕地的 57 % 。 人均产粮由 1997 年
的 412kg 提高到 723畅5kg ,人均纯收入达到 1532 元 ,是原来的 2畅08 倍 。 与吴枣园村相邻的鸡蛋峁村由于土
地面积较小 ,从 20 世纪 90 年代中期重点发展果园生产 ,人均果园面积为 0畅167hm2 ,但由于管理差 ,效益低 ,
群众生活非常贫困 ,1997 年人均收入仅 640 元 。 通过推广两高一优管理以及病虫害综合防治技术 ,强化了
果园园艺化管理 ,现在该村已发展成为有名的果树专业村 ,2003 年人均收入达到 2350 元 ,是 1997 年的 3畅67
倍多 ,其中果品收入占一半以上 。 已初步形成以吴枣园 、鸡蛋峁为中心 ,以周边村庄为辐射点的农果复合型
生态农业建设模式 。
2畅2畅3   林(草)牧型生态农业模式
主要针对比较偏远 、处在沟掌位置 、自然条件差但人均土地面积大的村庄 ,探索林牧矛盾突出情况下畜
牧业发展的途径[5] 。 重点建设人工草地和水源涵养林 ,有计划 、分步骤改革畜群结构和放牧方式 ,提高畜牧
业经营水平和产值 ,增加农民收入 ,最终实现林牧协调发展 。 选择处于沟掌的杨家畔村作为该模式的试验
示范村 ,在实现粮食自给有余的前提下逐步建设高质量人工草场 ,探索新的饲养放牧方式 。 在杨家畔村机
修高标准梯田 40hm2 ,人均达到 0畅14hm2 ,并进行基本农田粮食作物高产栽培技术示范 ;退耕还林 (草)
36畅67hm2 ,改变传统放牧为舍饲养殖 ,进行大型牲畜品种改良试验 ,充分利用作物秸秆和牧草发展畜牧业 ;
同时加强天然林的封禁自育和保护工作 。 该村坡耕地全部实现了退耕还林还草 ,新造经济林 13畅3hm2 ,人工
种草 88畅3hm2 ,为畜牧业的进一步发展奠定了基础 。
2畅3   燕沟流域生态环境建设效益分析
总体来看 ,燕沟流域的生态环境和经济发展都已开始步入良性循环的轨道 。 应用单项和层次效益评价
法[6]对治理效果进行评价的结果表明 ,燕沟流域水土流失治理效益非常显著 ,经济效益也明显提高 ,综合效
益良好 。
生态环境效益是燕沟生态环境建设首先追求的目标 ,1999年冬 ,燕沟全面封禁 ,有效提高了人工林草的保
存率和荒山荒坡自然植被的恢复与演替 。目前燕沟定型的土地利用结构合理 ,其中森林覆盖率 44畅14 % ,林草
植被覆盖率达 75畅0 % ,植被覆盖率达 82畅13 % 。 扣除道路 、居民点 、河流及特殊用地等面积 ,燕沟的植被覆盖率
超过 70 % 。 全流域的坡耕地基本都已退耕 ,原来遍地黄色的荒山秃岭呈现出生机盎然的绿色景象 。 燕沟流域
采取的淤地骨干坝 、梯田 、果园 、森林和灌丛草地等工程和生物措施大幅度减少了地表土壤侵蚀量 ,随着治理面
积的大幅度提高 ,产生了巨大的保土蓄水效益 。 根据燕沟沟口把口站定点监测 ,减沙效益平均达 83 % (见图
2) ,有效改善了流域的生态环境 ,促进了生产力的发展 。 减沙效益受下垫面和降雨影响 ,由图 2 可知 ,尽管治理
期间年降雨量偏小 ,但比治理前的 1997 年已有所回升 ,而流域输沙模数一直呈锐减趋势 ,含沙量也呈稳定下降
趋势 。这表明 ,流域的减沙并不是降雨少的缘故 ,而是人为治理控制水土流失的结果[7] 。
第 3期 刘普灵等 :黄土高原燕沟流域生态环境建设模式及效益研究 177 
图 2   流域降雨 、输沙模数及平均含沙量年际变化图
Fig畅2   Annual variations of rainfall ,sediment
transpor t modulus and sediment content
1998 年以后 ,通过新修梯田 、提高农作物单产 、加强
果园管理及技术培训 、扩大人工草地面积以及农村产业
结构调整等措施 ,燕沟流域农民人均收入得到稳步 、快速
提高 。 在 1997 至 2003 年 6 年中 ,农民人均收入从 763 元
增加到 1968 元 ,提高 157畅93 % ,年平均增长率为 17畅1 % 。
收入主要来源于种植业 、林果业和畜牧业 。 此外 ,粮食生
产方面基本改变了过去随降雨量变化的不稳定状况 ,6 年
期间 ,流域川台坝地粮食单产提高了 27畅9 % ,梯田粮食单
产提高 12畅8 % ,粮食总产量稳定在 1600 t 以上 ,人均粮食
占有量达到 511kg 。 随着流域的水土流失治理与生态农
业建设 ,大大改善了农民的生产条件和生活条件 ,土地生
产率和劳动生产率显著提高 ,改广种薄收为少种高产多
收 ,使大量剩余劳动力投入到土地资源开发 、生态环境建设之中 ,全面推动流域农村经济繁荣及文化 、教育 、
卫生事业的发展 。
3   小   结
燕沟流域采用科学的规划 、适宜的建设模式 ,获得可观的生态经济效益 ,随着流域的水土保持治理与生
态农业建设 ,大大改善了农民的生产条件和生活条件 ,土地生产率和劳动生产率得到显著提高 ,生态农业经
济系统已进入良性循环 。 燕沟流域生态农业建设试验示范 ,为探索黄土高原的有效治理途径 ,研究黄土高
原可持续发展的限制因子及解决对策以及整个黄土高原的开发治理和生态农业建设提供了科学依据和示
范样板 。
参   考   文   献
1   田均良 ,梁一民 ,刘普灵 .黄土高原丘陵区中尺度生态农业建设探索 .郑州 :黄河水利出版社 ,2003 .1 ~ 5
2   焦   峰 ,杨勤科 ,雷会珠 .燕儿沟流域土地利用现状及合理利用途径 .水土保持通报 ,1998 ,18(7) :5 ~ 8
3   薛智德 ,杨   光 ,梁一民 ,等 .燕儿沟人工植被营造模式与快速建设研究 .水土保持研究 ,2000 ,7(2) :128 ~ 132
4   琚彤军 ,刘普灵 .燕儿沟流域水保治理措施优化配置示范研究 .水土保持学报 ,2001 ,15(5) :53 ~ 55 ,67
5   刘普灵 ,王栓全 ,田均良 ,等 .黄土高原中部丘陵区生态农业建设模式研究 .水土保持研究 ,2000 ,7(2) :34 ~ 38
6   王继军 ,郑   科 ,郑世清 ,等 .中尺度生态农业建设效益评价指标体系研究 .水土保持研究 ,2000 ,7(3) :243 ~ 247
7   吴发启 ,刘秉正 ,赵晓光 ,等 .淳化县泥河沟流域减沙效益及相关问题分析 .土壤侵蚀与水土保持学报 ,1996 ,2(3) :35 ~ 41
178  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷