加强黄土高原基层水土保持研究工作的建议与思考

2019-01-19 12:27党维勤
中国水利 2019年21期
关键词:淤地坝黄土高原示范园

党维勤

(1.水利部黄河水利委员会绥德水土保持科学试验站,719000,榆林;2.黄土高原水土保持与生态修复国家林业局重点实验室,719000,榆林)

2019 年8 月以来, 习近平总书记在甘肃、河南等地对黄河流域生态保护和高质量发展进行了调研, 9 月18 日在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会,对黄河治理尤其是水土保持工作作出了重要指示,“共同抓好大保护,协同推进大治理”“让黄河成为造福人民的幸福河”为新时代黄土高原水土流失治理指明了方向。

黄河长治久安的“牛鼻子”是水沙关系的协调, 也就是水土流失防治问题,因此,水土流失防治是黄河流域生态保护的主要内容和治理黄河的根本措施, 也是黄河流域高质量发展的基础保障。 习近平总书记在讲话和两次考察中对于黄河中游水土保持工作作了内涵非常丰富、 外延非常广泛的指示,提出“要紧紧抓住水沙关系调解这个‘牛鼻子’”“坚持绿水青山就是金山银山的理念”“治理黄河,重在保护,要在治理”“尊重自然、顺应自然、保护自然”等,这些指示精神对基层水土保持科研单位开展科研工作具有重要的指导意义和现实意义。

一、“抓住水沙关系‘牛鼻子’”,深入研究当前水土流失规律

习近平总书记指出:“黄河水少沙多、水沙关系不协调,是黄河复杂难治的症结所在。 ”黄河泥沙主要来自黄土高原地区粗泥沙集中区,黄河水利委员会绥德水土保持科学试验站就居于这一区域腹地。试验站从1952 年就开展区域水沙来源和来沙多少的研究工作,即水土流失规律的研究。 通过67 年的研究取得了10 多项国家级和省部级科技成果, 发挥了指导生产实践的重要作用。但是,随着经济社会发展尤其是区域水土流失治理效益的凸显, 水沙关系及水土流失规律发生了较大变化, 需要从定位观测和动态监测研究出发, 掌握当前情势下水土流失的规律, 促进黄土高原生态保护和高质量发展。

1.加强定位观测研究

尽快建立完善黄土丘陵沟壑区第一副区 (以下简称黄丘一副区)降水径流泥沙定位观测体系,实现观测资料的完整性、 代表性和典型性,可以开展以下多种研究工作:在原有黄丘一副区土壤侵蚀模型基础上,深入开展研究工作,建立黄丘一副区土壤侵蚀物理及数学模型;在已有流域水土流失机理研究的基础上,确定流域土壤侵蚀影响因子的定量计算和评价方法;黄丘一副区坡耕地退耕还林适宜性坡度临界值确定;坡耕地土壤侵蚀产流产沙机制及过程研究;黄丘一副区土壤重力侵蚀研究;次暴雨或次洪水过程中水土流失规律研究,为黄土丘陵沟壑区的水土流失防治提供科学依据。

2.开展面上动态监测研究

在当前开展的陕西、山西黄土高原水土流失动态监测的基础上,利用地理信息技术、遥感技术和无人机技术, 开展场次暴雨水土流失监测研究、特殊区域(如黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区等)水土流失应急监测研究、 淤地坝坝系水土流失监测研究、大面积宽幅梯田水土流失监测研究、水土保持与生态建设项目水土流失监测研究等面上水土流失的动态监测研究,为面上水土保持及生态保护和高质量发展提供技术支撑。

二、落实“重在保护,要在治理”要求,强化水土保持措施体系研究

“治理黄河,重在保护,要在治理。要坚持山水林田湖草综合治理、系统治理、 源头治理, 统筹推进各项工作。 ”按照综合治理、系统治理、源头治理的要求,水土保持工作要统筹多种措施治理水土流失,当前需要突出抓好黄土高原旱作梯田、淤地坝和林草植被研究等工作。

1.深入开展淤地坝相关研究

“有条件的地方要大力建设淤地坝”, 这是总书记对黄土高原水土保持措施的充分肯定。 淤地坝是黄土高原地区人民群众在长期与水土流失斗争的实践中创造出的一种行之有效的水土保持措施,当前黄河流域内有5.9 万多座淤地坝, 由于病险坝及安全隐患等问题,淤地坝发展处于低迷期,研究工作也比较落后。 因此,要以此为契机,尽快深入开展淤地坝相关的研究工作。 在当前生态环境条件下,亟待开展以下研究:淤地坝拦沙和减蚀机理研究、淤地坝水毁及坝系水毁机理研究、淤地坝筑坝新材料研究、预测预警预报技术研究、水土保持监测新技术研究、淤地坝病险加固技术研究、 坝系水资源利用研究等,为“有条件的地方要大力建设淤地坝”提供科学理论和技术支持。

2.加强旱作梯田治理标准及相关研究

总书记要求“有条件的地方大力建设旱作梯田”。 “有条件”可理解为有大面积坡耕地和有坡改梯需求的地方。 对于旱作梯田,当前施工设备已由先进装载机、挖掘机代替了推土机,但是,梯田的治理标准和施工方法都是基于20 世纪80—90 年代推土机性能所研究出的结论,当前机械性能和功效发生了很大变化,按照原来的标准和方法施工会出现“不够经济”和梯田田面不合理等问题。 基层水土保持科研单位亟须围绕先进设备开展宽幅梯田多方面的研究工作。

可根据目前的先进施工设备开展新的梯田治理标准研究, 确定最优梯田断面、 田坎高度、 田坎宽度等;当前人工成本大幅度增长,为提高施工效率降低人工成本,需要研发与装载机配套的田埂和田坎施工专用工具;开展暴雨条件下的宽幅梯田水土流失特征研究;开展宽幅梯田减水减沙效益研究;多次暴雨调查中发现,黄土高原梯田的田间道路和生产道路水土流失较为严重,需要开展防治措施研究; 开展宽幅梯田高埂坎利用等研究,为宽幅梯田的规划、设计、施工、监理和监测等提供科学的技术支撑。

3.开展广泛的植物措施研究

“水土保持不是简单挖几个坑种几棵树,黄土高原降雨量少,能不能种树, 种什么树合适, 要搞清楚再干。 ”对于树种的选择,要依据适地适树的原则,其次要依据生物多样性的原则。 当前黄土丘陵沟壑区水土流失治理主要栽植的树种为油松、 侧柏、紫穗槐等,而且面积较大,栽植密度也较大, 尤其是在当地400~500 mm年降雨量的条件下,油松和侧柏等树种能否承载这么大密度的栽植,会不会出现20 年前刺槐在生长20 年后全面死亡的后果, 或者像2017 年出现的枯叶病导致部分侧柏死亡的情况?另外,草种主要以紫花苜蓿和沙打旺为主,尚无替代草种。 因此,下一步要开展广泛的研究工作, 如水土保持原生植被研究, 乡土树草种研究,原地表保护技术的研究,引进先进的水土保持树种的研究,植被承载力调查研究, 水土保持树草种的示范研究,物种多样化、良种化的研究,优势树种对水资源、 区域环境的效应研究等,为黄土高原植被稳定、健康发展提供技术保障。

三、“尊重自然、 顺应自然、保护自然”,深化水土保持自然恢复研究

“有的地方则要以自然恢复为主,减少人为干扰,逐步改善局部小气候。 ”其要义就是“尊重自然、顺应自然、保护自然”,这也是生态文明建设的核心理念。 水土保持生态自然恢复是这一核心理念的重要内容之一,其内涵就是在人工辅助基础上,借助生态系统自身调节和组织所形成的生态修复过程。 此前针对黄土高原水土流失防治开展了一些研究,如“黄土丘陵沟壑区‘近自然’坡面整治水土保持关键技术示范推广”课题等,但是整体上在机理、技术和政策管理层面欠缺较多, 需要开展大量研究工作。

1.机理研究

自然恢复在我国尤其是水土保持方面开展较晚,许多机理都不是很清楚,需要开展相关研究,指导生态自然恢复工作。 可以开展的有:水土保持生态自然恢复的水土流失机理研究、水土保持生态自然恢复植被演替规律研究、黄土丘陵沟壑区自然恢复潜力研究、 植被群落退化研究、自然恢复景观格局研究等机理性研究,从科学方面提出今后生态自然恢复的发展方向和路径。

2.技术研究

生态自然恢复技术方面也相对比较落后, 需要开展技术研究的内容比较多,包括:黄土丘陵区生态修复的可行性研究及区域划分, 困难立地条件下的植被自然恢复技术研究, 生态退化坡面自然恢复技术研究, 生态退化沟道自然恢复技术研究, 生态修复水土保持效应的监测与评价体系建立等, 这些技术研究将有助于推动黄土高原生态自然恢复工作的大力开展。

3.政策和制度研究

生态自然恢复是针对“有的地方”要开展的措施,这项工作的开展需要有法律、法规、政策、制度等支撑才能实现,虽然之前各地都出台了一些防治水土流失的封禁制度和政策,但屡禁不止, 且出现反弹的现象仍然存在。 因此需要开展封禁管理政策的研究工作,同时应该利用经济杠杆推动生态保护工作,就是充分利用水土保持补偿费征收制度,在人为造成水土流失的地方开展强制缴纳补偿费,最大程度地限制原生植被的破坏,进而达到保护目的。 同时开展机制创新、生态移民、制度法规和政策建设等内容研究、示范和推广,对水土保持生态自然恢复将起到非常重要的保障作用。

四、坚持“绿水青山就是金山银山”理念,开展新时代水土保持示范园建设和研究

绥德水土保持科学试验站试验研究基地辛店沟水保科技示范园,从1953 年开始试验研究,目前治理程度高达82.1%,植被覆盖度达到75%以上,建成了农业观光区、沟坡生态修复区、沟底坝系优化布局区、水土保持科研监测区和水土保持植物园,已经成为黄土高原上的“绿水青山”,但距离实现“金山银山”还有差距。 因此, 作为新时代水土保持科研工作者,仍需探索研究新的技术、产品、模式,以田园综合体实现“绿水青山就是金山银山”。

1.引进新技术

学习生产建设项目水土保持措施,把相关的绿色护坡、低洼式绿地、渗水砖、渗水路面等先进水土保持技术引进到水保科技示范园,开展生态防护措施如生态排水沟、 生态 (袋、砖)护坡等研究,结合不同地域特点开展生态综合护坡、 建设生态排水沟;开展集水工程、蓄水工程、人工湿地、入渗工程(下凹式绿地、透水砖、渗透洼地、渗透浅沟)等雨水积蓄措施的研究,将这些行业新技术应用到示范园中,增加示范园的科技含量。

2.引进并试验农业生态技术

在辛店沟水保科技示范园已建设完成的文洛式玻璃温室、连体大棚和单体温室大棚等基础上, 开展名、优、特农林新品种的引进,主要有菌草冬季苗木培育、水土保持珍贵苗木培育、大樱桃培育、白茶培育、南方水果培育、反季节蔬菜培育、芝麻香瓜培育等,同时在示范园区种植花、果、叶各种不同色彩、形状的植物,不仅保持水土、保护生态、涵养水源,还可以创造出更多的生态产品, 实现休闲观光效益,最终实现美丽辛店沟的目标。

3.探索科技示范园新模式

辛店沟水保示范园由原来的“泥不下山、水不出沟、生态保护、绿色发展” 的水土保持示范园典型模式建设,通过发掘文化底蕴、美化生态环境、增加旅游休闲功能等措施,统筹“吃、住、行、游、购、娱”等元素,以循环农业、创意农业、农事体验等为基本依托,发展为具有水保示范、监测试验、成果展示、科普教育、休闲观光和人文风貌于一体的田园综合体的水土保持新模式。 这种水土保持示范园新模式是依照乡村振兴战略的“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的总要求,开展示范园治理体系和治理能力现代化建设,通过示范推广, 促进当地乡村振兴,让农业成为有奔头的产业,让农民成为有吸引力的职业,让农村成为安居乐业的美丽家园,进而支撑黄土高原新农村生态保护和高质量发展。

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