簡介: 生態(tài)修復是一項快速恢復植被且簡單易行的水土流失治理技術措施。結合水利工程開展水土保持生態(tài)修復工作,通過封育治理、加強管護等措施,使人類活動從水土流失區(qū)退出來,依靠生態(tài)的自我修復能力和光熱水等自然資源恢復植被,不僅能使水土流失治理速度加快,滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對生態(tài)環(huán)境改善的急切需要,而且省錢省工、效益明顯。
關鍵字:水土保持 生態(tài)修復 演替

額濟納旗位于內蒙古最西部、黑河流域下游,地理位置東經(jīng)97o10′~103o7′,北緯39o52′~42o47′,土地總面積11.46萬km2,南連甘肅省酒泉市,北與蒙古人民共和國接壤,有507.14公里的邊境線,是西部邊防重鎮(zhèn)。

  額濟納旗歷史悠久,漢朝中央政府就開始在這里駐軍戍邊,文明于世的居延漢簡就是額濟納旗古老文化的象征。300年前東歸的土爾扈特蒙古族一部就定居在這里。新中國成立以后,為了支持國家航天事業(yè),額濟納人民讓出了最好的草場給酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,旗政府駐地歷經(jīng)三次搬遷才定于達來庫布鎮(zhèn)。2003年10月15日,神舟5號就是從這里發(fā)射的。

  氣候干旱且多大風,多年平均降水37mm,生產(chǎn)生活用水主要依靠黑河來水,由于近年來黑河中游過量攔蓄引用河水(見表1、2),導致額濟納旗生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)危機,土地退化沙化嚴重,成為我國主要的沙塵源地。

  表120世紀不同年代狼心山水文站年徑流量對照表單位:億m3

年代
50
60
70
80
90
徑流量
8.66
7.4
6.53
6.64
3.47

  表2黑河中游水資源開發(fā)利用狀況單位:萬m3

年代
1949
1954
1958
1963
1968
1973
1978
1985
1995
水庫
2
10
33
43
54
78
93
95
98
蓄水量
1798
2549
6519
18950
20186
27885
33524
36044
45670

  2000年5月12日,中央電視臺播出專題欄目“新聞調查”——《沙起額濟納》,披露了額濟納旗生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)狀及其嚴重危害,從此額濟納成了全國關注的焦點。黨中央對黑河水資源的分配問題高度重視,先后多次召開會議,研究黑河分水問題,最終于2000年8月21日實現(xiàn)了黑河歷史上第一次跨省區(qū)調水。

  2002年,水土保持生態(tài)修復試點項目開始實施。我們逐年對項目區(qū)植被生長狀況進行了詳細的監(jiān)測,結果表明:植被蓋度和生長量有大幅度提高,生態(tài)修復取得了良好的效果。尤其植物群落的演替與水土保持生態(tài)修復關系十分密切,本文就植物群落演替規(guī)律、機理、恢復策略進行深入研究,為水土保持生態(tài)修復積累了經(jīng)驗。

  1、植物群落演替規(guī)律

  1.1土壤與植被現(xiàn)狀分布

  灰棕漠土廣泛分布于東西戈壁、沿河兩岸的波狀平原上,土壤養(yǎng)分低,其植被類型屬于旱生、超旱生荒漠植被,優(yōu)勢種群有膜果麻黃、紅砂、梭梭、霸王等,蓋度在3%以下。

  林灌草甸土分布于沿河兩岸階地、湖盆洼地,并且和河岸固定、半固定風沙土插花分布,有機質積累較多、養(yǎng)分含量較高,是糧食生產(chǎn)、放牧、打草基地。植被有胡楊、紅柳、沙棗、苦豆子、蘆葦、芨芨草和少量冰草、針茅、蒿類,植被蓋度在40%左右。綠洲內分布有大小十幾個湖泊,原有水域、濕地面積300多萬畝,隨著生態(tài)環(huán)境惡化現(xiàn)在已基本消失。

  鹽堿土分布于沿河階地及湖盆洼地,土壤表層含有較多的可溶性鹽類,對大多數(shù)植物生長產(chǎn)生不同程度的危害。植被以耐鹽植物梭梭、鹽爪爪、紅柳為主,是養(yǎng)駝業(yè)的重要基地。

  潮土為非地帶性土壤,是本旗較肥沃的土壤,面積較小,植被為中旱生和旱生耐鹽植被,優(yōu)勢種群有苦豆子、紅柳等,覆蓋度高,是重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)用地。

  風沙土分布在巴丹吉林沙漠邊緣及額濟納河兩岸,屬難利用土地。

  1.2植被演替規(guī)律

  1.2.1正常演替

  我們在生態(tài)修復項目監(jiān)測工作中發(fā)現(xiàn),退耕地1~3年植被優(yōu)勢種群為駱駝蓬、花花柴等1~2年生農業(yè)雜草。接下來苦豆子、駱駝刺等多年生草本和小灌木逐漸占據(jù)優(yōu)勢,因水土條件不同可逐漸演替為胡楊、紅柳群落,整個演替過程10年左右即可完成。

    1.2.2退化演替

  植被的退化演替多是由于氣候變化、人為活動影響而引起,氣候變化及其影響是一個漫長的過程,然而人類的活動會對植被造成劇烈影響,短期內就可見明顯的變化。我旗境內植被均有不同程度的退化演替,由于水資源缺乏造成優(yōu)勢種群胡楊、沙棗等逐漸苦死,其優(yōu)勢地位被紅砂、白刺、駱駝刺等取代;過度放牧和不合理利用造成紅柳灌叢植株矮化失去優(yōu)勢,苦豆子、白刺等逐漸成為優(yōu)勢種群,草場的飼用價值降低。

  1.2.3恢復演替

  恢復演替是退化演替的逆過程,其表現(xiàn)是當特定地段受到保護或者環(huán)境條件有所改善之后,植被由旱生、超旱生植被向中旱生、草甸植被演替,植株個體逐漸增大,覆蓋度和生物量增加。在退化土地上采取灌溉和保護措施后,胡楊、紅柳等物種逐漸生長起來并成為優(yōu)勢種群,植株密度增大、高度增加,總體生物量增加、飼用價值提高。

  1.2.4演替規(guī)律

  草原植被退化是不合理的管理與超限度利用在脆弱的生態(tài)地理條件下所造成的,導致植被生產(chǎn)力衰退、生物組成更替、土壤退化、水文循環(huán)系統(tǒng)改變、近地表小氣候環(huán)境惡化的演替過程。因此,草原植被退化是多因素疊加作用于草原生態(tài)系統(tǒng)的復雜過程。

  過大的牧壓和超負荷的收割,超越了草原一些植物的再生能力,使植被的生物量減少,群落稀疏矮化,利用價值優(yōu)良的草種衰減,劣質草種增生。牧區(qū)群眾還采伐喬、灌木作為薪柴或筑壩材料,挖蓯蓉、甘草等藥材,直接或間接加速植被的退化。

  水資源是本地草原生物群落自我維持的前提條件,缺水必然降低植被的再生能力,導致草原退化。我旗大風天氣出現(xiàn)的頻率很高,以稀疏矮化為特征的植被衰退會增強風力侵蝕作用,引起土壤流失和土壤結構惡化,這種土壤退化又會加劇植被與生態(tài)系統(tǒng)的退化。

  不合理的利用草原,必將使草原生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)功能和機制受損。過度放牧利用使家畜不可食、不喜食的植物比例增加,割草導致低矮的植物種群增長等,都是草原生態(tài)系統(tǒng)對過度放牧與割草等干擾作用的反饋。草原退化演替的一定階段,尚處于生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)限度之內,隨著退化程度的加劇,超出生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力則可能導致生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。

  2、植被恢復機理

  2.1植被恢復機理

  植物的生長能力取決于水土光熱等自然條件,在植物生長能力的范圍內,合理放牧、定期平茬、割草,這樣既可有效利用植被,也可促進植物繁殖和部分營養(yǎng)物質的循環(huán),以達到持續(xù)利用的目的。當利用強度超過了植物生長能力,會造成生物量減少,群落稀疏矮化,利用價值優(yōu)良的草種衰減,劣質草種增生。

  從草原植物演替趨勢來分析,草原利用方式、利用強度、生境變化等使退化演替的方向、退化群落的性質和特征各有所不同。植被輕度退化,優(yōu)勢種群尚未完全轉變,當利用方式、利用強度和自然條件發(fā)生好轉時,植被演替可以向良性方向發(fā)展。

  2.2植被恢復措施

  2.2.1生物措施

  造林措施的植被恢復作用因樹而異,灌木林對天然植被恢復作用普遍好于喬木林。喬木多屬于“清道夫”型樹種,林下草類物種極少,而灌木普遍屬于“喜草型”樹種,灌叢周圍草本植物生長繁茂。

  種草措施可以較快恢復植被,并減緩風力侵蝕。但是隨著環(huán)境條件改善和人類的開發(fā)利用,適應性更強的天然物種會侵入人工草地,最終可能占據(jù)優(yōu)勢地位。

  2.2.2工程措施

  水利工程可以提高水資源利用效率,加快植被恢復。有些植物的種子有水澆灌才能萌發(fā)成長。天然草地經(jīng)過灌溉后,生物量和植被蓋度都有不同程度提高,群落組成也有所變化。我旗正在實施的黑河治理工程完成后,控制灌溉面積可達150萬畝,占綠洲總面積的20%左右,但是水資源仍然是限制我旗植被恢復的關鍵因素。

  2.2.3生態(tài)修復

  生態(tài)修復以封育保護為主,局部地區(qū)采取灌溉、補播等輔助措施,主要依靠植被自然恢復能力,具有見效快、投入少等優(yōu)點,是適合于我旗缺少資金和勞動力現(xiàn)狀的綜合措施。

  3、生態(tài)修復成效和經(jīng)驗

  3.1生態(tài)修復工作主要成效

  七道橋胡楊林封育區(qū)從60年代開始建設,圍封胡楊林20萬畝,目前保護區(qū)內植被得到了恢復,大片幼林正在退化的林地上成長。黑河治理工程近期圍封胡楊林30萬畝,生態(tài)移民1500人,胡楊林中的牧民全部搬遷。

  我旗正在實施的水土保持生態(tài)修復項目已取得一定成效,根據(jù)監(jiān)測結果,2002年項目區(qū)內植被蓋度為33.2%,產(chǎn)草量為25.1kg/畝,2003年分別增加到43.0% 和68.8kg/畝,增長率分別為33.5%和174.1%。2003年共完成退牧還草工程110萬畝,在荒漠植被保護與生態(tài)修復方面開拓了新的治理思路和技術措施。

  生態(tài)建設效益明顯,2000~2003年連續(xù)圓滿完成黑河調水任務,干涸了42年的西居延海也于2003年9月24日進水;生態(tài)環(huán)境有所改善,水土流失和荒漠化得到緩解,沙塵暴發(fā)生頻率減少;農牧民人均收入不斷增加,2003年達到3348元,比2002年增加30%以上。

  3.2主要做法和經(jīng)驗

  3.2.1科學管理和利用水資源

  水是生命之源,在干旱的綠洲內水更是珍貴無比。然而,多年來黑河中游地區(qū)大量開發(fā)利用水資源,擠占了下游的生態(tài)用水,導致我旗大面積天然植被枯死。據(jù)統(tǒng)計,20世紀50年代,居延綠洲分布有胡楊、沙棗林80多萬畝,紅柳灌木林225萬畝。2002年普查資料顯示,現(xiàn)存天然胡楊殘林46萬畝,沙棗殘林6萬畝,紅柳林124萬畝,40多年來喬灌林年均減少4萬畝左右。根據(jù)我局多年觀測資料,20世紀80年代以來地下水位年均下降6cm,東河各支流末端地區(qū)已經(jīng)降至5m以下,個別地段超過6m,植被完全枯死。

  20世紀90年代狼心山下泄水量年均只有3.47億m3,我旗灌溉面積只能維持30萬畝左右,為了有效利用水資源、最大程度保護綠洲,采用了年際輪灌的措施。具體做法是將綠洲劃分為若干輪灌區(qū),根據(jù)上游來水狀況對綠洲進行有計劃的輪灌。

  根據(jù)《黑河近期治理規(guī)劃》,正常水文年份正義峽下泄水量9.5億m3時,狼心山斷面入境水量為5.34億m3,每年可人工滋潤灌溉天然草場143萬畝,占現(xiàn)有綠洲面積499.2萬畝的28.6%。通過輪灌等措施,可以使綠洲大部分得到有效灌溉,植被得以恢復。

  科學管理和利用水資源就是要推廣節(jié)水灌溉,執(zhí)行灌溉定額標準。過去額濟納旗一直采用打壩串灌的方式,有利于補充地下水,維持沿河植被的正常生長,但是耗水量比較大,達到500m3/畝。改進的打埂串灌方式,縮小了埂間距,提高了灌水效率。胡楊林區(qū)采取溝灌的方式,既能夠提高水資源的利用率,又能促進胡楊林的更新、復壯。地形起伏不大的灌草植被,采取一定的工程措施發(fā)展畦灌。根據(jù)1990年《額濟納旗流域水資源優(yōu)化利用暨荒漠草原灌溉實驗研究報告》的研究成果,確定打埂串灌灌溉定額為330 m3/畝,畦灌灌溉定額為100 m3/畝,溝灌灌溉定額為50 m3/畝,灌溉水利用系數(shù)為0.5~0.6。飼草料基地、基本農田可推廣噴灌、滴灌、滲灌等節(jié)水灌溉方式,具體做法和定額標準有待于進一步研究。

  3.2.2加強管護

  科學管理是保護綠洲切實可行而且行之有效的辦法,管理包括對人、畜、草管理,最終目的是實現(xiàn)草畜平衡。牲畜受牧民支配,因此重點在于對人的管理,即要對廣大農牧民進行科學的指導和必要的行政管理,通過管人來達到管畜的目的。我旗將胡楊林中的牧民1500人和他們的牲畜全部搬遷出來,指導、鼓勵他們發(fā)展舍飼并調整產(chǎn)業(yè)結構,改變過去那種靠天養(yǎng)畜的單一粗放型生產(chǎn)經(jīng)營結構,盡快走上致富之路。

  對現(xiàn)有植被的管護是必不可少的,通過圍欄封育加強對天然植被的保護,實行劃區(qū)輪牧來減輕草場利用強度,禁止亂伐濫采、毀林開荒等破壞植被的行為,通過退耕還林、退牧還草等措施促進植被恢復。生態(tài)修復示范區(qū)內聘用專職管護人員,加強區(qū)內巡邏管護,其他保護區(qū)按土地權屬將責任落實到具體牧戶,政府給予科學指導和政策支持。

  加強管護還要注意病蟲害防治與火災的預防。我旗病蟲害少,對天牛等害蟲幾乎沒有天敵,一旦引進這些害蟲,損失將十分嚴重,旗政府制定政策,禁止工程施工單位使用楊、柳等木材,以阻斷天牛入侵途徑。我旗天氣干燥,發(fā)生雷火的可能性極小,只要加強農牧民群眾的防火意識,火災是完全可以避免的。

  3.3.3政策支持

  阿拉善盟盟委、行署制定了一系列優(yōu)惠政策支持生態(tài)移民,包括貧困戶搬遷當年免征各種農業(yè)稅;牧區(qū)少數(shù)民族搬遷戶安置費高于其他搬遷戶30%;移民所分土地屬集體所有,農戶承包經(jīng)營,承包期為30年,從遷入當年起,十年內免征農業(yè)稅、特產(chǎn)稅;從住房、教育、經(jīng)濟上幫助移民戶,并保證移民專項資金和配套資金的投入。

  3.3.4制度建設和組織管理

  旗委、政府組織有關部門制定了《額濟納旗生態(tài)修復保護條例》、《鄉(xiāng)村水土保持封育保護鄉(xiāng)規(guī)民約》、《鄉(xiāng)村封育保護人員職責管護辦法》、《封育保護獎罰制度》等各種規(guī)章制度,并加大宣傳力度。聘用責任心強的農牧民擔任管護人員,負責封育區(qū)的保護和相關制度的落實,林業(yè)監(jiān)察、水政監(jiān)察等部門監(jiān)督檢查制度的實施情況。

  為保證水土保持生態(tài)修復的順利實施,成立由主管旗長任組長,農牧、林業(yè)、水務、土地等局領導任副組長的項目建設領導小組;在旗水務局設立生態(tài)修復保護辦公室,工作成員為水務局技術人員,具體負責協(xié)調各部門的關系。

  開展行風評議、自查和民主測評等活動,接受人民群眾和人民代表的監(jiān)督,廣泛征求社會各界的意見和建議,不斷改進工作中存在的問題,尤其對群眾反映強烈的水資源和草場利用方面的問題,加大工作力度,認真予以解決。

  3.3.5投資管理

  我旗近年來生態(tài)環(huán)境惡化嚴重,草場生產(chǎn)能力降低,牧民生產(chǎn)生活比較困難,無力投入資金;地方財力有限,也難以籌措項目資金,大部分投資都依賴于中央財政和國債資金。項目資金管理實行“三專一封閉”制度,在項目辦設立財務專戶,建立專帳,配備專門財務人員,開支由項目辦主任審定并審簽,資金實行封閉運行。為保障建設項目的質量和進度,推行項目法人制、招投標責任制和建設項目監(jiān)理制;項目建設完成后,嚴格組織驗收。

  4、存在的問題與建議

  4.1工作中存在的不足

  4.1.1水資源可用量少、管理難度大

  我旗境內河道寬淺,河床基質疏松,輸水過程中蒸發(fā)滲漏損失嚴重,從狼心山到達鎮(zhèn)輸水損失在2億m3左右,實際可用水資源量很少。

  我旗閘多渠少,無控制性蓄水工程,來水與需水在時空上存在突出的矛盾,來水規(guī)律性差加上用水季節(jié)農牧民搶水爭水,水閘及壩堰被水沖毀或漫頂?shù)氖录S邪l(fā)生。而且打壩維修年均動用土方30萬m3左右,對100多名水利職工和1500灌區(qū)勞力來說是沉重的負擔。

  4.1.2人口稀少、經(jīng)濟基礎薄弱

  我旗地域遼闊但人口極為稀少,經(jīng)濟基礎薄弱。每年的生態(tài)建設需要投入大量的資金和勞力,超出了我旗政府和人民的承擔能力,所以每年都需要中央投資。本地的工程建設項目主要依靠外來民工,2004年民工使用量將超過2萬人,多于我旗常住居民。

  4.1.3基礎資料和技術力量不足

  我旗基礎地理資料十分缺乏,現(xiàn)有資料分散保存在農牧、林業(yè)、水務、氣象各局和草原站等單位,不能集中使用,其綜合利用價值也難以實現(xiàn)。各單位獨立作業(yè),技術人員知識結構單一而且交流與合作不足,工作效率和效果不佳。

  4.2 建議

  4.2.1加快黑河工程和內蒙輸水總干渠建設

  黑河工程和內蒙輸水總干渠建成后,將大大提高輸水效率,提高向額濟納旗輸水總量和實際可利用水量。在建設過程中應確保質量,工程量浩大,需要投入巨額資金,地方政府難以維持其正常運行和維修費用,還需要中央財政的不斷支持。

  4.2.2加強各部門間的協(xié)作和資源共享

  水土保持生態(tài)修復涉及很多學科,需要進行大量的監(jiān)測工作和各種因子變化的綜合分析,更需要各部門技術人員和行政職能的通力配合,才能收到最佳效果。各部門的基礎資料集中使用,有利于工作的開展和發(fā)揮這些資源的綜合價值。

  無論國內外各科研機構來旗考察、科研,均應給地方留下相關資料、成果,為地方社會經(jīng)濟發(fā)展服務。地方科技管理部門應在尊重知識產(chǎn)權的前提下,協(xié)同相關業(yè)務部門,充分、合理利用這些成果。

  4.2.3確保黑河分水方案的約束力和權威性

  黑河是一條省際河流,長期以來水資源管理存在著嚴重的問題。為了進一步加強流域綜合治理和水資源統(tǒng)一管理,確保居延綠洲生態(tài)用水,特別是確保黑河水資源管理的一些規(guī)章、制度和授權的約束力、權威性,應將黑河水資源管理的規(guī)章、制度和有關授權以法律法規(guī)的形式予以明確。只有解決好黑河水資源管理問題,才能解決居延綠洲生態(tài)危機,保障邊疆地區(qū)長治久安和民族團結、社會穩(wěn)定。

  參考文獻

  1、劉鐘齡等,內蒙古草原退化與恢復演替機理的探討,干旱區(qū)資源與環(huán)境,2002.16(1)[84-91]。

  2、劉鐘齡等,內蒙古草原植被在持續(xù)牧壓下退化演替的模式與診斷,草地學報,1998.6(4)[244-251]。

  3、申元村、陸永華,鹽池半荒漠風沙區(qū)草場演替及定向改造,干旱區(qū)資源與環(huán)境,1995.9(2)[62-69]。

  4、孫海群等,草地退化演替研究進展,中國草地,1999.1[51-56]。

  作者簡介:

  喬茂云,1961年生,水利高級工程師。

  王慶,1981年生,北京林業(yè)大學水土保持與荒漠化防治專業(yè)碩士研究生,“大學生志愿服務西部計劃”2003年志愿者。