三峡库区的水土保持与生态环境

中国水土保持SWCC1999年第5期・综　述・

三峡库区的水土保持与生态环境

杜佐华

(长江水利委员会水土保持局　武汉　430010)

三峡库区位于我国地形第二级台阶上的鄂西山地和川东平行岭谷区。该区山高坡陡,河流深切,年平均气温15～19℃,多年平均降雨量在1000～1400mm 之间,气候具有春早、夏热、秋雨、冬暖多雾、伏旱期长的特点,土壤以紫色砂页岩发育的紫色土和花岗岩发育的黄壤、黄棕壤为主。

本文所述的三峡库区,是指从三峡大坝坝址宜昌市三斗坪以上至库尾回水末端重庆市之间600km河道两侧的广大山区,涉及重庆市东部和湖北省西部的共6个地(市)、29个县(市、区),总土地面积5193万km2。据1990年统计,库区总人口为164619万人,其中农业人口122319万人,占总人口的近75%,农业人口密度为206人/km2,人均耕地011hm2,农业人均纯收入207元,有22个县为国家级或省级贫困县,是我国贫困人口连片集中地区之一。

1　水土流失对库区生态环境的影响

在历史长河中,三峡库区森林密布、山清水秀,自然生态环境基本平衡。但近代以来,随着人口增长、开发速度的加快,致使生态环境日趋恶化,主要表现在森林植被减少、水土流失严重、土地退化、自然灾害加剧、农业生产条件恶劣。水土资源是生态系统的基本要素,水土流失既是生态环境恶化的表现,又是生态环境恶化的直接原因。

1.1　库区水土流失现状及其发生原因

1.1.1　水土流失现状

据统计,1990年库区水土流失面积达3146万km2,占总土地面积的58%,其中轻度流失面积占总流失面积的17171%,中度流失面积占30137%,强度流失面积占33114%,极强度和剧烈流失面积占18178%。中度以上的流失面积占流失总面积的8213%,年均土壤侵蚀量近2亿t。

1.1.2　水土流失发生原因

(1)自然因素。库区沟壑纵横,相对高差悬殊,江面海拔高程为89～160m,两岸土地海拔高程为1000～2500m。山地和丘陵占总面积的9517%,其中山地占74%,地形坡度小于5°的面积仅占总面积的717%,而大于25°的占4315%。库区东部出露地层以石灰岩、紫色砂页岩为主,宜昌、秭归境内分布部分花岗岩,西部多为紫色砂页岩,有部分石灰岩、石英砂岩和页岩出露。紫色砂页岩约占总面积的45%,成土过程快,质地松软,易于风化;花岗岩经长期风化,形成20～30m的风化层,疏松深厚,易流失和崩塌。库区降雨集中,5～9月降雨量占全年降雨量的60%～80%,多暴雨,最大日降雨量达30819mm(涪陵)。库区山高坡陡、土层疏松,加上降雨集中、强度大,水力冲蚀作用强烈,极易发生水土流失。

(2)人为因素。1990年库区人口密度已经达到278人/km2,1988年人口为1949年的2倍多,人口的急剧增长,粮食、燃料、用材的需求不断增大,迫使人们采取毁林开荒的手段来扩大耕种面积,以满足生存的基本需要,因此出现了“上面种到山尖尖,下面种到水边边”的现象。经对三峡库区的专题调查研究表明,林地、灌丛、草地和农地分别占库区总侵蚀量的6%、11%、23%和60%左右,以农地为最大,每年达9450万t,年入库泥沙量也以农地为最高,占库区年入库泥沙总量的46%[1],因此占耕地75%的坡耕地是水土流失的主要来源地。50年代初,库区各县森林覆盖率尚有30%～50%,而目前一些县已下降到10%左右,沿江两岸仅有5%～7%,土地垦殖率却达到34%,远远大于全国平均10%的垦殖率水平,且75%的耕地为坡耕地,其中坡度大于25°的占25%。库区人口增加,森林植被减少和陡坡开垦面积加大,是加剧水土流失的重要因素。

1.2　水土流失对库区生态环境的影响

1.2.1　土地资源遭到严重破坏

水土流失造成土层减薄、土层砂砾化和石化,母质、基岩裸露,使土地生产力下降,甚至丧失农业利用价值。1989年统计,库区的土地石化面积已达1667 km2,万县市从1950年到1990年裸岩面积扩大了900 km2,秭归县每年石化面积扩大4km2,巫山县裸岩面积已占全县土地总面积的22%。按照库区现有土壤

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流失速率计算,严重侵蚀区的土壤,将在50～100年内完全被侵蚀掉。水土流失带走大量的矿物质和有机质,使土壤质地粗化、肥力下降,土地生产力降低,据测验资料,流失1t土壤中,含氮2155kg、磷1153kg、钾5142kg。

1.2.2　洪涝、干旱及重力侵蚀等灾害加剧

库区专题调查还表明,在同样降雨情况下,紫色土区30cm土层产生的径流量为50cm土层的116倍、为100cm土层的313倍,因此当径流系数为015左右时,土层浅薄的光坡地则高达0195[1]。植被减少、土层减薄,使土壤涵蓄水量降低,小气候变异,加剧了洪、旱、虫、风、雹灾害。巫山县森林覆盖率由新中国建立前的2316%下降到1117%,森林涵养水源能力也下降了1054万m3,暴雨时,泥沙俱下。一些主要由地质、地貌等自然因素引起的滑坡、泥石流等山地灾害,也因不合理砍伐林木、陡坡开垦或开矿修路等人为活动影响而愈演愈烈。库区滑坡山体灾害普查总数为4149处,其中崩滑危岩体4073处,大于50万m3的滑坡体有860处,山体滑坡灾害点涉及的面积达252km2,灾害险区涉及总人口2815万人、固定资产615亿元[1] (1990年值)。据近10年来滑坡灾害统计,万县市共造成355人死亡、255人受伤,毁田2333hm2,直接经济损失3178万元。

1.2.3　泥沙淤积抬高河床、淤塞河道、淹埋良田,降低

了水利工程效益

据对库区移民及安置区513万km2范围的调查,年均土壤侵蚀量1157亿t,年入江泥沙量4000万t[2],由于流失物质颗粒粗,泥沙输移比小,大量粗颗粒物质堆积在支流沟谷,造成农田、湖泊、水库、塘堰等水利设施的严重淤积。万县市有1/4的耕地受到水冲沙压的威胁;流经兴山和秭归县的香溪河,解放初可以从长江直接通航到兴山县城,现在基本不通航,大量砂砾沉积在河口,成为长江三峡碍航的浅滩之一;万县市小江电站水库建成15年,淤积量已达3000多万m3,占有效库容的50%以上。

1.2.4　对水环境造成污染

水土流失已成为当今头号环境问题,不仅对土地资源造成破坏,而且携带着大量养分、重金属和化肥、农药的泥沙随水土流失进入江河湖库,为水体富营养化提供物质,增大水体浊度,污染水体。据研究,水土流失形成的面源污染已经成为我国氮、磷、钾污染水的主要途径[3]。长江上游宜昌站年均输沙量513亿t,推算其中含氮、磷、钾元素约500万t。水土流失严重的地方,往往土壤更为贫瘠,农民对化肥、农药的使用量更大,随水土流失进人水体的各类化学污染物质也更多。

2　水土保持对改善库区生态环境的作用

1988年,国务院确定将长江上游金沙江下游及毕节地区、陇南及陕南地区、嘉陵江中下游和三峡库区4片水土流失严重区列入全国水土保持重点防治区,实施长江上游水土流失重点防治工程(以下简称“长治”工程)。“长治”工程以改造坡耕地、兴修基本农田及配套坡面水系与沟道治理工程为重点,以经济效益为中心,在小流域内因地制宜配置坡改梯、水土保持林、经济林果和封禁治理、保土耕作措施,通过综合性的开发治理,使土地利用结构趋于合理,在实现保土保水目标的同时,提高土地产出,实现人口、资源、环境和经济的协调发展。

到1997年底,长江上游水土流失重点防治工程已在重庆、湖北的29个县(市、区)区内开展了3期以小流域为单元的综合治理,累计综合治理水土流失面积112万km2。其中改造坡耕地、兴修水平梯田9万hm2,营造水土保持林36万hm2,栽植经果林1113万hm2,种草415万hm2,实施封禁治理3317万hm2,推行保土耕作措施2711万hm2,修建谷坊、拦沙坝、蓄水塘坝118万座,建蓄水池、水窖316万个,修排洪、引水沟渠316万km,共动土石方量3亿m3,总投工314亿工日。此外,三峡库区重点防治区内建立了滑坡、泥石流预警系统,已建1个一级站、2个二级站、21个监测预警点,分布于库区的14个县(市),直接监控滑坡体积达15821万m3、人员521954万人、财产21121亿元。

2.1　治理区水土流失得到初步控制

通过综合治理,治理区内林草覆盖度由23%上升到44%,土壤侵蚀量较治理前减少70%。据专题研究的初步测算,1989～1996年实施“长治”工程8年来,在三峡库区小流域治理各类综合治理措施就地减蚀和拦截沙量共计9929万t,平均每年1241万t,其中工程措施占年均总量的37%、生物措施占58%、保土耕作措施约占5%。各类水土流失综合治理措施对河流的减沙效益明显,典型小流域达到43%～72%,典型中等流域为8%～18%,估算三峡库区(长江干流区间)河流年均减沙390～480万t,减沙效益为8%～10%。

2.2　地表径流得到调节,洪旱灾害有所缓解

据测算,各项治理措施拦蓄地表径流量10亿m3,占径流总量的38%,削峰滞洪的效益明显,河流洪枯比得到调节,缓解了洪涝、干旱等自然灾害频发且危害加重的现象。据典型调查,坡耕地改为梯地后,抗旱天数一般可提高5～10d。

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