长江三峡库区水土流失现状及治理对策探讨_王晖

收稿日期:2007-07-07

作者简介:王　晖,男,华中师范大学城市与环境科学学院,硕士研究生。

文章编号:1001-4179(2007)08-0034-03

长江三峡库区水土流失现状及治理对策探讨

王　晖1

　廖　炜2

　陈峰云3

　吴宜进

1

(1.华中师范大学城市与环境科学学院,湖北武汉430079;　2.湖北省水土保持监测中心,湖北武汉430071;

3.华中农业大学资源与环境学院,湖北武汉430073)摘要:三峡库区地形条件、自然地质条件复杂,是我国水土流失最为严重的地区。三峡大坝的兴建在一定程度上改变了原有地质环境的脆弱平衡状态。通过对三峡库区的研究,阐述了三峡库区水土流失的现状及危害,并分析了其形成的原因,在此基础上提出了一系列的相应措施,使三峡水库在对我国发挥防洪和经济等效益的同时,减少三峡库区水土流失造成的危害,做到三峡工程及其库区的可持续发展。关　键　词:水土流失;治理对策;可持续发展;三峡库区中图分类号:S157.1 文献标识码:A

1　库区自然环境概况

三峡库区位于长江上游下段,包括宜昌、万县、涪陵、黔江4

个地区所辖的5个市25个县,地处亚热带湿润季风区,水热资源丰富,立体气候明显,夏热冬暖。本区地质构成复杂,主要由川东隆起褶皱带和川鄂湘黔褶皱带构成,属燕山运动和喜马拉雅运动抬升区。境内山峦重叠,沟壑纵横,山峰林立,河流深切,长江自西向东横贯其中。海拔33.6～3005m 。库区气候温和,雨量丰沛,土地肥沃,年均温13～18.5℃,≥10℃积温3000～6080℃,年降水997～1347mm ,且降水集中,4～10月份的月降水量在宜昌等地占全年降水量的85%,且多以暴雨形式出现。年均日降水量不小于50m m 的暴雨日数为2～3d ,年均蒸发量为1300～1700mm 。

据第2次土壤普查资料,库区土地总面积84102.4km 2

,耕地125.6万hm 2

,该区人口密度达220人 km 2

,土地被过度开发利用,尤其是坡降为57.6‰以上沿江经济带,人均占有耕地面积仅0.08h m 2,其中旱地约占79.2%,不小于25°以上坡耕地约占24%。由于本区未受第四纪冰川侵袭,植物资源极为丰富,据调查有2859种,且多属珍稀种属,天然植被受人为破坏较严重,生态环境恶化,亚热带常绿阔叶林仅少数陡坡沟谷中有少量存在。在低山丘陵、沿江河谷大量存在的是近几十年人工营造的以马尾松、柏木、杉木、栎类为主,中山以华山松、日本落叶松为主的人工群落。该区经济林植被十分发达,以柑桔、脐橙、甜柚、油桐、乌桕、茶叶、杜仲、黄蘖、厚朴、板栗、猕猴桃、五倍子等为主要林特产品。

2　库区水土流失的现状及危害

我国是世界上水土流失最严重的国家之一,三峡库区又是我国水土流失最为严重的地区之一,其水土流失面积5.1万km 2,每年流失的泥沙总量达1.4亿t ,占长江上游泥沙的26%,

平均土壤侵蚀模数3000t (km 2·a ),中度和极强度侵蚀达43.5%,目前虽然不比西北黄土高原严重,但潜在的石质化威胁

则非前者可比。以水土流失严重的云阳县为例[2],全区土地面积3649km 2,水土流失面积占67.4%,中度侵蚀数4200t (km 2·a ),严重者高达8500t (k m 2·a ),泥沙流失量209.10万t a 。据观测,土层厚度15～20cm 、坡度20°的坡耕地泥沙流失量165.9t (hm 2·a )。三峡库区大于15°的坡耕地约占耕地面积的56.7%,其中,坡耕地中大部分无灌溉条件,库区泥沙主要来源于坡耕地,水土流失十分严重,成为三峡库区的主要产沙源。水土流失严重破坏了三峡库区居民赖以生存的土地资源,使土壤养分流失,土地生产力下降。严重的水土流失带来的危害是:

(1)土层瘠薄,地力衰退,土地生产力下降。紫色土坡耕地是库区水土流失的策源地,41.6%的泥沙来自坡耕地,土壤被水

蚀后,侵蚀量大于成土量,土层逐年变薄,成了红石骨子土,甚至基岩裸露。

(2)旱洪灾害频繁。旱洪灾害主要受大气环流影响,但由于库区以山地丘陵为主,地表切割支离破碎,田高水低,水利设施差,蓄提水困难,植被破坏后,生态环境恶化,水土流失影响了库区小气候,加剧了旱洪灾害发生。1952～1999年三峡库区伏旱频率63%,大旱频率22%。

(3)塘库泥沙淤塞,影响工程效益。由于森林植被破坏,土壤侵蚀加剧,大量泥沙随水下泄,不仅土壤耕层变薄,而且泥沙淤积塘库河渠,提高了江河洪峰流量。据库区云阳县的调查,全县水利工程3120处,严重泥沙淤塞的占23.4%,照此下去,将大大缩短三峡工程寿命和灌溉、防洪、发电效益。

总之,三峡库区水土流失呈现分布广、流失量大、治理难度高及危害严重等特点。

3　库区水土流失形成的原因

水土流失是一种自然现象,这方面研究成果颇多,但三峡水

第38卷第8期人　民　长　江

Vol .38,No .82007年8月

Yangtze River Aug .,　2007

利工程建成后,在一定程度上改变了原有地质环境的脆弱平衡状态,使三峡库区的生态环境有了新的变化。

3.1　自然因素

3.1.1　气候因素

三峡库区属中亚热带湿润气候,夏季是三峡库区暴雨的极盛时期,热带西太平洋高压西伸入境,成为高温伏旱天气,同时又将南海及孟加拉湾一带的温湿空气带到重庆上空为降雨提供水汽来源,并与贵州、湖北一带的西南气流结合,从东部河谷入渝,导致暖湿气流在库区北部与南部环流而形成暴雨、洪灾。三峡库区年降水量为1010～1385mm,但季节分配不均,4～9月为雨季,春末夏初多雨,5～9月降雨量占全年降水量的60%～80%,且暴雨集中,历时短,强度大,是造成土壤侵蚀的重要因素。山高、坡陡、雨量多、强度大的特点,使高山洪水直接对坡耕地造成威胁,加重了坡耕地的水土流失。

3.1.2　地质地貌因素

(1)构造运动影响的3个褶皱带控制着库区的北东、南西方向,形成盆周中、低山相对抬升,中部背斜山岭发育形成低山丘陵,支流顺山势走向汇入长江,比降大,上下游落差上百米,地表径流搬运泥沙,造成河流下游淤积。此外该区古地层的板岩、千枚岩、黏土层及紫色砂页岩软弱易碎,很容易受到水蚀,山势越陡峻侵蚀越严重,特别是在岩层断裂带,在水力及重力侵蚀下,更易引起泥石流、滑坡,造成严重的水土流失,河道阻塞,水库淤积。

(2)地质因素主要是指土壤性状和岩性条件的差异对水土流失的影响。三峡库区位于青藏高原向长江中下游平原的过渡带上,山地、丘陵面积占90%以上,海拔高度为73.1～2976.8 m,从南北向长江河谷倾斜,地貌类型多样,地貌形态组合的地区分异明显,喀斯特地貌分布广泛,在东部和东南部地区则大量集中分布。由于三峡库区的地质条件,区域内地质灾害点多面广、类型多、危害性大,以滑坡、崩塌及泥石流居多。

(3)地貌因素主要指坡度条件、植被条件和地面破碎程度。一般说来,坡度越大,越易产生径流,导致水土流失,据研究,20°～60°之间坡面侵蚀程度最大。植被条件的好坏直接影响着土壤侵蚀的程度。地面越破碎,便越起伏不平,斜坡越多,地表物质的稳定性降低,同时地表径流容易形成,由此加剧了水土流失。三峡库区大多是石质性丘陵低山区,大于25°的坡耕地占耕地总面积的18.5%。库区森林覆盖率为21.7%,沿江两岸不足5%。库区地面较为破碎,古地层的板岩、千枚岩、粘土层及紫色砂页岩软弱易碎,很容易受到水蚀,山势越陡峻侵蚀越严重,特别是在岩层断裂带,建设工程断面,河岸陡坡,在水力及重力侵蚀下,更易引起泥石流、滑坡,造成严重的水土流失。

3.1.3　土壤因素

三峡库区的地带性土壤主要有黄壤、黄棕壤和棕壤,非地带性土壤主要有紫色土、石灰土、粗骨土、水稻土、潮土等。

黄壤、黄棕壤与石灰土一般质地黏重,透水性差,易于产生地表径流。

一旦植被消失,土壤有机质迅速分解而缺乏补给,良好的土壤结构即遭破坏,抗蚀性能减弱,极易发生水土流失。

而在紫色砂泥岩地区发育的紫色土和风化花岗岩地区发育的粗骨土透水性虽较好,但土层较浅薄,在失去植被保护、降雨较大的情况下,亦易发生强烈侵蚀。3.2　人为因素

3.2.1　坡耕地多,垦殖率高,耕作方式落后

库区生产水平低,耕地后备资源不足,人们以开垦坡地广种薄收来满足粮食之需。据典型调查,山区每增加1人,相应增加坡耕地0.13～0.17hm2,结果垦殖率越来越高,垦殖坡度越来越陡,土壤侵蚀量成倍增加。三峡库区现有坡耕地约占耕地总面积的74%,有的耕作坡度竟达60°左右。

三峡库区农业生产方式落后,生产水平低下。随着人口的快速增长,为了满足日益增长的生产生活需求,人们不是大力在耕作方式上求得进步,而是不顾资源再生能力,为扩大耕作面积,大肆开荒种粮,滥伐林木、过度樵采、超载放牧,甚至毁林造田,人类对土地资源的不合理利用是引起土壤侵蚀的主导因素。

3.2.2　植被破坏

三峡库区森林覆盖率为19.5%,沿江两岸不足5%,与水库安全要求的覆盖率35%～40%相差甚远,而且品种单一,用材林占87%,经济林、防护林、薪炭林仅占13%。管理上重采轻造,许多火烧、采伐迹地裸露。此外在灰岩区还有灌丛草坡,植被覆盖率为35%,但由于放牧和垦殖也加剧了水土流失。一些支流沿岸的植被,由于耕垦、建筑、交通建设等几乎砍伐殆尽,重力侵蚀加剧,垮塌、滑坡随处可见。

3.2.3　工程建设和城市发展的影响

大的工程项目和城市建设中没有注意到对环境的影响,特别是没有采取很好的善后处理措施,缺乏水土保持意识,有的造成严重的水土流失,有的甚至造成山体失稳,致使滑坡、崩塌时有发生[3]。随着山区建设和移民开发的推进,交通、矿业、建筑、水电等部门在开采、基建作业过程中,往往忽视必要的水土保持措施,随意弃置废土、废石、矿渣和尾沙,造成新的水土流失。由于破坏大于治理,流域水土流失日益加剧。

应该注意的是,水土流失的自然因素和人为因素并不是孤立的,它们之间相互联系相互制约。各种不利的地质地貌和气候条件是造成水土流失的自然基础,而各种人为因素又是极其活跃的动因。当植被良好的时候,大部分地区因自然侵蚀而造成的水土流失并不严重,只有在人为因素参与之后,土壤的侵蚀作用才被加强。由于人为因素的加入,反过来又促进了自然因素对土壤侵蚀的作用,使得水土流失不断增加形成恶性循环。尤其是大量森林采伐之后,水土流失量更是显著增加。随着社会经济的发展,人为因素在水土流失中的作用变得越来越突出。因此,在防治水土流失的同时就必须从人和自然这两个主题同时出发,使人与自然环境处于协调的平衡关系中和谐发展。

4　库区水土流失综合治理措施的探讨

三峡库区水土流失治理是事关库区生态环境改善的成败和三峡工程长久安全运行的大事。随着库区水位的抬高,潜伏的滑坡崩塌重力侵蚀可能受到激发,同时600km长的库区水流速减慢,净化能力减弱,排洪能力降低,容易在库区回水区形成泥沙淤积和污染带,将会影响水利工程寿命和防洪发电效益,因此应及早做好库区水保工作和环境保护。为此,必须采取以下措施。

(1)植树造林,退耕还林还草,绿化荒山。森林是陆地最重要的高功能多价值的生态系统,它不仅具有经济效益,而且有不可替代的生态效益和防治水土流失的作用。目前库区林地面积

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