水土保持,造林先行

  1. 水土保持意义

水土保持是防治水土流失,保护、改良与合理利用山区、丘陵区和风沙区水土资源,维护和提高土地生产力的综合性科学技术。水和土是人类赖以生存的基本物质条件,是发展农业生产的基本要素。水土保持对于充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益,发展山区、丘陵区和风沙区的生产和建设,整治国土、治理山河,减少水、旱、风、沙等自然灾害,维持生态系统平衡,具有重要意义。

水土保持是林业和水利、农业科学的重要组成部分。在水土保持综合治理措施中,一般来说,林业措施是防治水土流失,维持生态系统平衡的根本措施,因为森林是陆地生态系统的主体。不合理地采伐与利用森林资源是引起生态环境失调、干旱、水土流失、洪水等灾害的主要原因。森林不仅为人类提供木材、薪材和林特产品。而且具有重要的生态功能,即改造气候功能、土壤改良功能、地球水圈改良功能及生物群体改造功能。这些功能均与保护、改良与合理利用地球表面的水土资源有密切的关系。

但是,治理水土流失,防止水土资源损失与破坏不能单靠林业措施,而必须与水土保持的农业技术措施、草被培育与改良措施及水土保持工程措施等紧密配合,方可取得预期的成效。这就体现了水土保持措施的综合性。另外,林业措施本身,既是防治水土流失的手段又是一项利用土地资源的生产事业。营造的水土保持防护林,随着林龄的增长,其生态效益与经济效益也不断增加,这是水土保持林业措施的重要特点。

根据联合国粮农组织的统计资料,全世界适于农业利用的土地约为 32

亿公顷(已利用 15 亿公顷)。为利用尚未开发的土地资源,需要付出巨大的投资。据报道,西方国家目前新开垦 1 公顷土地的投资比过去增加了 20~25 倍。不少已开发利用的土地又遭受盐碱化、沼泽化、水土流失的危害。因此全世界陆地可供用于农业生产的土地资源已经不多了。做好水土保持工作是世界各国人民的共同任务。

根据估算,为了维持现有的平均生活水平,地球上每新增一个人,就需要 0.4~0.5 公顷的土地生产食物,需要约 0.1 公顷的土地用于房舍、道路及其它非生产性的建设。1976 年,世界人口达到 40 亿,1988 年达到 50 亿,预

计到 2000 年将达到 60 亿。因此,为了保证新增加的 20 亿人口有足够的食物,

尚需 10 亿公顷的土地用于食物生产。但是,世界各国也可以通过对于土地资源的保护、改良与合理利用,应用先进的农业科学技术,提高单位面积的产量。例如,18 世纪世界谷物平均每公顷产量为 600~700 千克,19 世纪增长到 1600 千克,到 20 世纪中叶,已达到 4000 千克。从维护与提高土地生产力的角度也需做好水土保护工作。

当 20 世纪接近尾声,面对人类 21 世纪的发展,人们的兴趣广泛地集中于生存环境的变化结果及地球行星自身行为的变化上来,诸如,温室效应、平流层中臭氧的破坏、生物种群的减少、森林破坏、水土流失、沙漠化等问题,已经成为国际议事日程上最为重要的议题。科学工作者和决策者正在加强研究人类活动对地球变化的作用。对此,有两个方面的压力是非常明显的: 第一,依赖于地球资源,特别是水土资源的人类数量正在以指数增长。现在, 世界人口近 60 亿,在下一个 50 年内人口将达到 80 亿,其中 90%的人口增长将发生在土地资源贫乏地区。第二,地球满足人类需要的粮食及供应的能力正在呈指数上升。在过去 50 年中,世界经济产值增长 4 倍多,到 2040 年

内还将增加 4 倍。全球人口和世界经济产值的双指数增长,将使支持生命的

地球环境、资源承受力处于严重的压力之下。下一个 50 年中全球人口和经济产值的成倍增长,可能导致社会的发展处于危险之中。因此,保护、改良与合理利用人类赖以生存的水土资源,已经成为全人类面临的共同任务。我国也是水土流失十分严重的国家,据水利部 1995 年水利年鉴统计,全国有水土

流失面积 367 万平方公里,占国土面积的 38.2%,其水蚀面积 188 万平方公里,每年净增 2826.85 千公顷(1994 年)。严重的水土流失,不但降低了土地肥力,加剧了干旱发展,而且淤积了水库,抬高了河床,加剧了洪涝灾害, 水土保持已成为刻不容缓的首要任务。

  1. 防止水土流失的主要途径和措施

水土流失的形成,实质上由气候、地质、地形、土壤、植被五因子组合, 相对地说,气候和地质因子,是目前人工还难以控制和改变的;而地形、土壤、植被因子是人工可以改变的。因此,改变地形条件、改良土壤和改善植被状况,是当代人类开展水土保持工作的三个主要方面。

①改变地形条件。如在山坡上修水平梯田、挖水平沟、开水平沟、培地埂以及采取水土保持耕作法,就可防止或减轻土壤侵蚀。陡坡造林也要实施鱼鳞坑、反坡梯田等水土保持整地法,以改变局部地面的地形,达到保持水土和林木生长的目的。在沟道及溪流上,修谷坊、建水库、打坝淤地、闸沟垫地等措施,可提高侵蚀基准面,控制沟底下切和沟坡侵蚀。在侵蚀沟两岸, 采取削坡工程,以稳定沟坡,防止泻溜、崩塌、滑坡等水土流失现象的发生。

②改良土壤的性状。如在沙性土壤中适当掺粘土,在粘重土壤中适当掺沙土,多施有机肥,深耕深锄等,都可改良土壤性状,增强有机质及团粒结构的形成,提高土壤的持水能力、透水性及蓄水保肥能力,增强抗蚀、抗冲能力。

③改善植被状况。通过造林种草,封山育林,以及农作物的合理密植, 实行草田轮作(如黑麦草—玉米等),套种(如小麦行间套种玉米)等等人为措施,改善植被状况,在保持水土中起着极其重要的作用。

在水土保持综合治理措施中,林业措施是防治水土流失的根本措施,在林业措施中,水土保持林和水源涵养林对水的保护尤其重要。

  1. 水土保持林与水源涵养林

①作用

水土保持林是通过调节地表径流,从而达到防止土壤侵蚀,控制水土流失,改良土壤,保护农田、村镇、工程建设安全,促进农业全面发展等目的的森林。水源涵养林则着重于涵蓄水源,减低洪峰流量,增加枯水期流量的作用。但二者对降水再分配的作用与机制是一致的。

  1. 调节地表径流,控制土壤侵蚀

水土保持林通过树冠对降水的截留,枯枝落叶层对降水的吸收和涵蓄, 森林土壤对降水的吸收、渗透和涵蓄,对降水进行再分配,使地表径流显著减小,甚至不再产生。由于径流的减小或消失,树冠与凋落物层又削弱了雨滴对土壤的直接溅击侵蚀能力,因此,林地的土壤侵蚀量一般很小。一些优良林分的土壤侵蚀量都相当于自然界的正常侵蚀允许值的几分之一,甚至更少。由于林地土壤对雨水的渗透速度很快,往往超过降雨强度,因此,还能吸收来自林地上方农田、牧场中的一部分径流,截留一部分流失的土壤。大片森林所吸收、渗透的雨水,转为地下径流,以泉水的形式涌出,缓缓输入河川,上述种种作用,带来了多方面的效益。

  1. 保护农田,改良土壤

水土保持林的上述作用,使位于林地下方的农田和沟头、沟边的农田受到保护,使上方农田、荒坡的水土流失得到一定程度的控制。例如,东北黑土丘陵区的面蚀、沟蚀,使克山县古北乡开垦 70 年来,96%的耕地水土流失,

损失耕地 1084 亩,占现有耕地面积 5243 亩的 20.6%。自营造起分布均匀的分水岭防护林、水流调节林带和固沟林以后,森林覆盖率提高到 26%,使坡面径流量减少 30%~82%,土壤侵蚀量减少 57.3%~98%,肥料流失量减少58%~98.3%,改善了土壤的理化性质,变“三跑田”为“三保田”,农田总产量提高 88%。人们由过去想搬迁他乡转为安居乐业,生产、生活蒸蒸日上。

C.减免旱涝灾害

水土保持林和水源涵养林具有保持水土、涵养水源,调节河川流量、削洪增枯的效益,减免了水旱灾难。这是为农业发展创造环境条件的一个重要方面。据祁连山水源林研究所的观测,寺大隆林区的云杉苔藓每亩可蓄水

29.3 平方米。其吸收的降水向下坡的流速,苔藓层为每分钟 0.336 米,枯枝落叶层为 0.109 米,表土层为 0.015 米,底土层为 0.025 米。降水缓缓流到岩石缝隙,又向下渗透,最后以泉涌出清水。这就是林区清水长流的主要原因。从兰州东面的马衔山来看,有林地面积 18.8 千公顷,林区年降水量 641.3 毫米,在林子周围形成大小水源 16 处,其全年长流的有 4 处。灌溉周围农田6 千公顷,等于 3 公顷林灌 1 公顷田。

  1. 减免泥沙对河床、水库的淤积,保障水利工程的使用寿命和长期利用。水土保持林控制水土流失的作用,凡是水利工程上游有森林的地方,其

泥沙淤积极小。福建省汀溪水库上游和水库周围有人工林 4.2 万亩,1956 年建成水库到 1984 年的 28 年间,共淤积泥沙 13 万立方米,仅占库容的 0.4%。

该水库寿命设计 100 年,照此速度,可以大大延长其使用年限。该水库的有

效库容为 3000 万立方米,而一年间由森林输入水库清水达 9000 万立方米,

使水库能够长期放水灌溉、发电,可利用水量为有效库容的 3 倍,大大提高了水库的效益。这是绿色水库与人工水库相结合的一个样板。而与此相反,

著名的三门峡水库库容 77 亿立方米,因上游为水土流失严重的黄土高原丘陵,建库后 14 年淤积泥沙量占库容的 59%,以后采取了大坝打洞排沙措施, 才免于水库淤平。以上事例清楚说明,水土保持林和水源涵养林的营造是水利工程建设的基础。

  1. 改善物流,能流循环,优化生态环境

水土保持林、水源涵养林能够改善、提高物质循环和能量转换的进程和方式,从而对促进农、林、牧、副业的全面发展,有着重要的作用。

内蒙古凉城县小窑沟村就是通过抓造林,保持水土,首先解决烧柴,使饲料、肥料明显增多,从而促进农、林、牧、副业全面发展。

水土保持林和水源涵养林优化生态环境还表现在改善小气候方面。据四川省丘陵区农业生态研究协作组对林山乡的观测研究,该乡绿化后,年均气温比无林地区低 0.8℃,最高气温略有降低,最低气温则明显升高。年平均相对湿度比无林区提高 5.4%,夏季林间农地的相对湿度提高 5~15%,严重伏旱时期,日均相对湿度都在 70%以上,这对缓和干旱、保障农、林牧业的丰收有一定的有利影响。

  1. 促进农林牧工副业的全面发展

由于上述五个方面的综合作用,凡是水土保持造林好的地方,农林牧工副业都有较快较大的发展。

②水土保持造林的技术措施

我国水土流失地区的造林质量起初很低,60~70 年代出现了一些造林质量较高的典型地区,到 80 年代,重点地区的造林质量才有了一些提高。产生

这一问题的原因是多方面的,但集中表现在科学技术问题上。概括各地 40 余年的经验证明,适地植树、良种壮苗、细致整地、适当密度、精细栽植、抚育保护六项基本技术措施具有普遍性的指导意义,而营造混交林则是水土保持林的关键。

总之,水土保持工作实际上就是人们运用改造地形条件,改良土壤性状和改善植被状况的一些措施。因地制宜地、合理地将这些措施综合配置起来, 运用系统工程的原理和方法,建一个完整地合理使用土地的水土保持体系, 就可以达到根治河流、发展生产和保护生态环境的目的。