“长治”工程区坡耕地治理技术创新与推广

第４１卷第１３期２０１０年７月　　人　民　长　江Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　　Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１３Ｊｕｌｙ，２０１０收稿日期：２０１０－０５－１６作者简介：王正秋，男，陕西省水土保持局原副局长、总工程师，教授级高级工程师，主要从事水土保持管理与技术工作。　　文章编号：１００１－４１７９（２０１０）１３－００９７－０５“长治”工程区坡耕地治理技术创新与推广王正秋（陕西省水土保持局，陕西西安７１０００４）摘要：在长期的坡耕地治理实践中，总结出了一套行之有效的治理措施，如：在土多石少，石料短缺的地方，用混凝土预制件筑坎；在实施坡改梯的同时，按照分段拦蓄、除害兴利的原则，在坡面上布设截水沟、排洪沟、引水渠、沉沙池、蓄水池等，形成从坡顶到坡脚的蓄、引、排、灌系统；在坡耕地上沿等高线每隔一定坡间距，种植一行或多行速生、萌生力强、经济价值较高的灌木或灌草，形成一条条生长茂密的灌丛或灌草丛，即植物篱等。实施这些措施后，不仅有效地控制了水土流失，改善了生态环境，也为社会主义新农村建设奠定了坚实基础。对长治工程２０ａ来积累的成功经验进行了归纳总结。关　键　词：水土保持；坡耕地；技术推广；“长治”工程中图法分类号：Ｓ１５７　　　文献标志码：Ａ　　“长治”工程启动至今已度过了２０ａ。在这２０ａ里，坡耕地治理始终是“长治”工程小流域综合治理的重点。在此期间，大批水土保持科技工作者深入治理现场，运用水土保持理论，指导工程实践，开展科学研究。通过不断实践探索，坡耕地治理应用技术不仅得以广泛推广，而且运用科研成果不断创新，逐步形成独具特色的坡耕地综合治理技术体系，治理水平空前提高。这不仅有效控制了坡耕地水土流失，改善了生态环境，加快了当地农民群众脱贫致富进程，也为小流域经济和区域经济发展以及社会主义新农村建设奠定了坚实基础。１　坡耕地现状与特征１．１　坡耕地现状长江流域坡耕地面积大、分布广。据统计，长江流域有坡耕地面积８６７．４８万ｈｍ２，其中５°～１５°坡耕地面积３４６．４２万ｈｍ２；１５°～２５°坡耕地面积３３５．８３万ｈｍ２；大于２５°坡耕地面积１８５．２３万ｈｍ２。这些坡耕地主要集中分布在长江流域中上游的四川、贵州、重庆、云南、湖北、陕西６省（市）的山地丘陵区，共有坡耕地面积７４９．６万ｈｍ２，约占全流域坡耕地面积的８６．４１％，以四川省为最多，坡耕地面积２６５．８２万ｈｍ２，占长江上游坡耕地面积的３４．７１％。１．２　坡耕地特征（１）面积不断扩大。长期以来，由于山丘区人口增长，农业生产水平低下，无法满足人们对生存的需求，不得不采取陡坡开垦方式，广种薄收，形成“愈垦愈穷，愈穷愈垦”的恶性循环，坡耕地面积不断扩大。１９４９～１９９７年流域人口增长１．１８倍，达４．１５亿。据调查，山区每增加１人，相应增加坡耕地０．１３～０．１７ｈｍ２。２０世纪５０～８０年代，长江流域的坡耕地大约增加了４０％～５０％。陕西省安康市２０世纪５０年代有耕地３２．７万ｈｍ２，到１９７６年增加到６８．７万ｈｍ２，平均每年增加１．３万ｈｍ２以上，增加的几乎全都是陡坡耕地。贵州省毕节市自２０世纪５０年代到８０年代初，所增加的粮食产量中，约有２／３来自扩大的坡耕地，净增坡耕地３．３万ｈｍ２，占原有耕地面积的４９．８％，且坡度均在２０°～３５°之间。（２）侵蚀强烈。长江上中游地形破碎，多数山丘地区坡度陡，雨量大，加之坡耕地逐年翻耕，土壤疏松，地表裸露时间长，水土流失强烈。据１９８５年统计，长江上游水土流失面积３５．２万ｋｍ２，年土壤侵蚀总量１４．１亿ｔ，其中坡耕地年均侵蚀总量９亿ｔ，占长江上游土壤侵蚀总量的６０％以上，陡坡耕地年土壤侵蚀模　　人　民　长　江２０１０年　数高达１万ｔ／（ｋｍ２·ａ）以上。可见，长江上游坡耕地水土流失是流域侵蚀泥沙的主要策源地。四川省水科所陈康宁推算，全省坡耕地（含原重庆市）每年流失表土２．７２亿ｔ，相当于５０ｃｍ土层厚度肥沃农田４．１８万ｈｍ２，等于该省年均坡改梯数量的２倍以上。水的流失也很严重，据内江龙泉驿的试验资料，每公顷１５°左右坡耕地年流失水量１３６５～２２６５ｍ３，按平均数推算，全省坡耕地年流失水量３８．７亿ｍ３，相当于全省现有蓄水工程有效总水量的２２．８％。（３）土地资源遭受严重破坏。水土流失破坏土地资源的一个显著特点是伴随土壤侵蚀的不断加剧，土壤剖面厚度愈来愈薄，土体构型恶化。据调查，长江上中游广大山丘区的大多数坡耕地，土层厚度都在５０ｃｍ以下，流失区侵蚀土壤的年侵蚀厚度达０．３～０．５ｃｍ，最多的达１．０ｃｍ。根据该区域土壤流失速率计算，严重侵蚀的土壤５０～１００ａ内将被侵蚀殆尽。群众因丧失土地而被迫搬迁的事，在长江上中游各省都时有发生。湖北省郧西县１９８０年前后，就有４０多个村组因无地可种，不得不迁往外地。（４）土壤肥力减退、土地产出率低。坡耕地严重的水土流失，造成土壤中适宜农作物生长的有机质和有效养分大量流失，土地生产力急剧下降，产出率低下。据黄道友等人的研究成果，坡耕地流失的土壤，其养分与其表层土壤相比，全量养分高出３．０％～１６．３％，有效养分要高出１１．３％～６９．９％。从侵蚀土壤中带走的物质量，远远超过了进入土壤中的物质量，使土地失去生长植物的基础。土壤肥力的降低，直接影响到农作物产量的提高和农业生产的发展，农业产量低而不稳，土地产出率低。据研究资料，土地生产力随土壤侵蚀的加速而降低，每损失１ｍｍ表土，降低谷物产量约１０ｋｇ／ｈｍ２。坡耕地严重的水土流失还加剧了洪涝灾害，农田大量被毁，耕地面积不断缩减。２　治理应用技术的推广在长期的坡耕地治理实践中，长江流域广大山丘区群众积累了丰富的经验，总结出一些行之有效的治理措施，如坡改梯、保土耕作、植物护埂等。这些水土保持措施，都能够蓄水保土，在治理坡耕地水土流失方面发挥了一定作用。“长治”工程实施后，伴随坡耕地治理的大规模开展，坡改梯、保土耕作、植物护埂等传统水土保持应用技术得以大范围规模推广，并取得显著效益。２．１　坡改梯治理坡改梯是长江流域坡耕地治理最基本的水土保持工程措施，“长治”工程始终把坡改梯作为治理重点，大力实施坡改梯工程。梯田与坡地相比，地平、墒好、肥力高、易于耕作，抗旱能力强，对提高粮食、经济作物产量具有明显的效果。根据长江上游贵州、四川、甘肃、陕西等省的大量对比调查，在同等条件下治理后单位面积（ｈｍ２）每年可增产粮食１６３２ｋｇ，比治理前提高了５０％以上。据统计，“长治”工程区截止２００８年底，坡改梯７０．８万ｈｍ２，基本实现了农民人均０．０６７ｈｍ２（１亩）基本农田的目标。农民人均产粮由治理前的３７６ｋｇ增至５３０ｋｇ，累计增产粮食５９亿ｋｇ，有效解决了１０００多万人的温饱问题，被群众誉为“德政工程”、“致富工程”。新修梯田往往由于存在土层厚薄不均，表土厚薄不一，底墒不足等问题而影响农作物产量，当地群众通过多年实践，探索出一整套培肥增产措施，收到很好的效果：①增施有机肥料，改善土壤结构。新修梯田主要是种植肥田萝卜、三叶草等绿肥或种植蚕豆、豌豆、大豆、花生等豆科作物。据调查，种植豌豆的鲜夹产量达５２５０ｋｇ／ｈｍ２时，鲜茎叶产量可达１５０００ｋｇ／ｈｍ２以上，秸杆还田既能保水也能增加土壤有机质。②合理配方施肥。旱坡地经多年水土流失肥力很低，特别是速效养分缺乏，根据群众经验，单纯施有机肥尚不能满足农作物高产需求，必须配合施用化肥，补充速效养分。除氮肥外，还要十分重视施用磷肥。在酸性土壤上施用钙镁磷肥。③早耕、深耕、蓄水。在作物品种上，选择耐瘠薄的花生、高粱、油菜或豌豆作为先锋作物。２．２　保土耕作措施早在３０００多年前，我国劳动人民就创造了农业耕作和蓄水拦泥、培肥地力相结合的横坡种植、间作套种等水土保持耕作措施。新中国成立后，众多科技工作者深入农村，开展科学研究，通过不断实践完善，使保土耕作措施又有了新的发展和创新。基于长江流域水土保持工作几十年的经验，“长治”工程实施中，对暂时无法改为梯田又必须保留农作的坡耕地，大力推广保土耕作措施，不仅取得了较好的保持水土和增产效果，而且加快了坡耕地治理速度。截止２００８年底统计，实施保土耕作１６６．７万ｈｍ２。保土耕作措施形式多样，主要有等高种植耕作法，等高沟垄种植法，间作、套种种植，覆盖耕作等等。推广面积比较大的是等高种植耕作法和间作、套种种植。据南昌水利水电高等专科学校李凤等人１９９７～１９９９年试验，等高耕作种植的玉米与顺坡耕作相比，径流量减少７７．８９％，土壤侵蚀量减少８７．３８％，相应地氮、磷和有机质的流失量分别减少８６．６１％，８９．８８％，８９　第１３期　　　王正秋：“长治”工程区坡耕地治理技术创新与推广８６．９０％。等高耕作的玉米、花生和青豆比顺坡耕作的产量分别增加７．２１％，１１．３８％和９．１％。为了提高等高种植的水土保持效果，四川的一些少雨地区，采用在横坡沟内加筑若干小土档的技术，用于蓄水停沙，防旱抗旱，防止横坡沟内水土串流。据遂宁地区的试验，横坡加档比不加档的平均减少流失水量３８．４％、泥沙１７．７％，增产玉米７．１％。２．３　植物护埂措施长江流域在地埂上栽种经济植物的历史悠久，但大多为群众自发进行，星星点点没有规模，形不成商品。“长治”工程实施后，在各级政府重视下，陕南、陇南等地水土保持部门结合当地实际，使植物护埂这一水土保持实用技术，大面积推广开来，为山区土地合理利用开辟了新途径，同时也为当地小流域经济乃至区域经济增添了无限活力。陕西略阳县“长治”工程累计坡改梯７０２７ｈｍ２，８０％为土坎，占地面积１０００ｈｍ２以上。过去垮坎十分严重，实施植物护埂技术后，梯田埂坎完好率提高了３０％以上。开展“长治”以来，在地埂上栽植桑、杜仲６２０万株，护坎２３００ｋｍ，占地坎长度的７０％。开发利用地坎，发展地坎经济，加快了山区群众脱贫步伐。目前全县有１５０００户，２９０００贫困劳力从事地坎经济建设，有２３４０户依靠地坎成为致富大户，形成“向地里要粮，向地坎要钱”的格局。当地群众说：“筑起土坎坎，端起金碗碗”。徐家坝乡不少靠地埂桑养蚕的农户，年收入在５０００元以上。据县水土保持部门调查，每公顷地坎长２７００～３４５０ｍ，可栽杜仲３０００株或桑２４００株，地坎杜仲栽种５ａ后，可增收４５００元，地坎桑栽种５ａ后，可增收９０００元。在青白石、马蹄湾、银水沟等小流域，随处可见到在杜仲、桑树保护下，经历１０ａ风雨完好无损的地埂。最近几年，群众又创造出了“杜仲＋黄花”和“桑树＋黄花”的双层护埂形式，丰富了地埂经济的内容。甘肃陇南的成县、礼县“长治”工程区，在推广植物护埂上也有突破性进展。笔者在成县的芦沟，礼县的龙槐沟、寺沟、姬家沟等诸多的小流域里欣喜地看到，从坡底到坡顶，大片层层叠叠的梯田埂上，生长着一条条排列整齐、生长茁壮、郁郁葱葱的花椒。地埂花椒规模之大前所未有，已成为群众增收致富的重要门路，是小流域综合治理一道亮丽的风景线。据成县水土保持部门调查，仅实施“长治”七期工程的芦沟小流域，地埂上栽花椒长度就达１２５ｋｍ，约６．２５万株。礼县姬家沟小流域李家崖村有２４０户，实施“长治”工程坡改梯２６．７ｈｍ２，梯田埂上全都种上了花椒，群众看着一棵棵果实累累的花椒树，兴奋地告诉我们，这可是他们的钱袋子。３　治理应用技术的创新“长治”工程区坡耕地治理技术不断充实、完善、创新，混凝土预制件筑坎、坡面水系工程以及一整套经济林园水土保持创新治理技术措施，广泛或开始被应用到坡耕地治理现场，成效显著，显示长江流域水土保持迈入了新的高水平发展阶段。３．１　混凝土预制件筑坎在嘉陵江上游的一些地方，受地质条件限制，土多石少，石料短缺，只能修筑土坎梯田。筑坎的土料多为沙黄棕壤土、黄褐土和红胶泥土，稳定性差，过去采用人工夯实筑坎，一遇暴雨埂坎极易滑塌，降低了梯田质量，挫伤了群众坡改梯的积极性。针对土坎梯田埂坎垮塌问题，陕西省略阳县水土保持站于２００１年开展了混凝土预制件筑坎试验，并取得一定成果。试验表明，采用混凝土预制件筑坎，抗滑安全系数Ｋａ＝１．２５，抗倾安全系数Ｋｐ＝１．５５，符合《建筑地基基础设计规范》（ＧＰＪ－８９）的要求。采用混凝