長江三峽庫區(qū)水土流失現(xiàn)狀及治理對策探討

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1 庫區(qū)自然環(huán)境概況
    三峽庫區(qū)位于長江上游下段,包括宜昌、萬縣、涪陵、黔江4個地區(qū)所轄的5個市25個縣,地處亞熱帶濕潤季風(fēng)區(qū),水熱資源豐富,立體氣候明顯,夏熱冬暖。本區(qū)地質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜,主要由川東隆起褶皺帶和川鄂湘黔褶皺帶構(gòu)成,屬燕山運動和喜馬拉雅運動抬升區(qū)。境內(nèi)山巒重疊,溝壑縱橫,山峰林立,河流深切,長江自西向東橫貫其中。海拔33.6~3005m.庫區(qū)氣候溫和,雨量豐沛,土地肥沃,年均溫13~18.5℃,≥10℃積溫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%,且多以暴雨形式出現(xiàn)。年均日降水量不小于50mm的暴雨日數(shù)為2~3d,年均蒸發(fā)量為1300~1700mm.
    據(jù)第2次土壤普查資料,庫區(qū)土地總面積84102.4km2 ,耕地125.6萬hm2 ,該區(qū)人口密度達(dá)220人/km2 ,土地被過度開發(fā)利用,尤其是坡降為57.6‰以上沿江經(jīng)濟帶,人均占有耕地面積僅0.08hm2 ,其中旱地約占79.2%,不小于25°以上坡耕地約占24%.由于本區(qū)未受第四紀(jì)冰川侵襲,植物資源極為豐富,據(jù)調(diào)查有2859種,且多屬珍稀種屬,天然植被受人為破壞較嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境惡化,亞熱帶常綠闊葉林僅少數(shù)陡坡溝谷中有少量存在。在低山丘陵、沿江河谷大量存在的是近幾十年人工營造的以馬尾松、柏木、杉木、櫟類為主,中山以華山松、日本落葉松為主的人工群落。該區(qū)經(jīng)濟林植被十分發(fā)達(dá),以柑桔、臍橙、甜柚、油桐、烏桕、茶葉、杜仲、黃蘗、厚樸、板栗、獼猴桃、五倍子等為主要林特產(chǎn)品。
    2 庫區(qū)水土流失的現(xiàn)狀及危害
    我國是世界上水土流失最嚴(yán)重的國家之一,三峽庫區(qū)又是我國水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一,其水土流失面積5.1萬km2 ,每年流失的泥沙總量達(dá)1.4億t,占長江上游泥沙的26%,平均土壤侵蝕模數(shù)3000t/(km2 /a),中度和極強度侵蝕達(dá)43.5%,目前雖然不比西北黃土高原嚴(yán)重,但潛在的石質(zhì)化威脅則非前者可比。以水土流失嚴(yán)重的云陽縣為例[2],全區(qū)土地面積3649km2 ,水土流失面積占67.4%,中度侵蝕數(shù)4200t/(km2 /a),嚴(yán)重者高達(dá)8500t/(km2 /a),泥沙流失量209.10萬t/a.據(jù)觀測,土層厚度15~20cm、坡度20°的坡耕地泥沙流失量165.9t/(hm2 /a)。三峽庫區(qū)大于15°的坡耕地約占耕地面積的56.7%,其中,坡耕地中大部分無灌溉條件,庫區(qū)泥沙主要來源于坡耕地,水土流失十分嚴(yán)重,成為三峽庫區(qū)的主要產(chǎn)沙源。水土流失嚴(yán)重破壞了三峽庫區(qū)居民賴以生存的土地資源,使土壤養(yǎng)分流失,土地生產(chǎn)力下降。嚴(yán)重的水土流失帶來的危害是:
    (1)土層瘠薄,地力衰退,土地生產(chǎn)力下降。紫色土坡耕地是庫區(qū)水土流失的策源地,41.6%的泥沙來自坡耕地,土壤被水蝕后,侵蝕量大于成土量,土層逐年變薄,成了紅石骨子土,甚至基巖*露。
    (2)旱洪災(zāi)害頻繁。旱洪災(zāi)害主要受大氣環(huán)流影響,但由于庫區(qū)以山地丘陵為主,地表切割支離破碎,田高水低,水利設(shè)施差,蓄提水困難,植被破壞后,生態(tài)環(huán)境惡化,水土流失影響了庫區(qū)小氣候,加劇了旱洪災(zāi)害發(fā)生。1952~1999年三峽庫區(qū)伏旱頻率63%,大旱頻率22%.
    (3)塘庫泥沙淤塞,影響工程效益。由于森林植被破壞,土壤侵蝕加劇,大量泥沙隨水下泄,不僅土壤耕層變薄,而且泥沙淤積塘庫河渠,提高了江河洪峰流量。據(jù)庫區(qū)云陽縣的調(diào)查,全縣水利工程3120處,嚴(yán)重泥沙淤塞的占23.4%,照此下去,將大大縮短三峽工程壽命和灌溉、防洪、發(fā)電效益。
    總之,三峽庫區(qū)水土流失呈現(xiàn)分布廣、流失量大、治理難度高及危害嚴(yán)重等特點。
    3 庫區(qū)水土流失形成的原因
    水土流失是一種自然現(xiàn)象,這方面研究成果頗多,但三峽水利工程建成后,在一定程度上改變了原有地質(zhì)環(huán)境的脆弱平衡狀態(tài),使三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境有了新的變化。
    3.1 自然因素
    3.1.1 氣候因素
    三峽庫區(qū)屬中亞熱帶濕潤氣候,夏季是三峽庫區(qū)暴雨的極盛時期,熱帶西太平洋高壓西伸入境,成為高溫伏旱天氣,同時又將南海及孟加拉灣一帶的溫濕空氣帶到重慶上空為降雨提供水汽來源,并與貴州、湖北一帶的西南氣流結(jié)合,從東部河谷入渝,導(dǎo)致暖濕氣流在庫區(qū)北部與南部環(huán)流而形成暴雨、洪災(zāi)。三峽庫區(qū)年降水量為1010~1385mm,但季節(jié)分配不均,4~9月為雨季,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,歷時短,強度大,是造成土壤侵蝕的重要因素。山高、坡陡、雨量多、強度大的特點,使高山洪水直接對坡耕地造成威脅,加重了坡耕地的水土流失。
    3.1.2 地質(zhì)地貌因素
    (1)構(gòu)造運動影響的3個褶皺帶控制著庫區(qū)的北東、南西方向,形成盆周中、低山相對抬升,中部背斜山嶺發(fā)育形成低山丘陵,支流順山勢走向匯入長江,比降大,上下游落差上百米,地表徑流搬運泥沙,造成河流下游淤積。此外該區(qū)古地層的板巖、千枚巖、黏土層及紫色砂頁巖軟弱易碎,很容易受到水蝕,山勢越陡峻侵蝕越嚴(yán)重,特別是在巖層斷裂帶,在水力及重力侵蝕下,更易引起泥石流、滑坡,造成嚴(yán)重的水土流失,河道阻塞,水庫淤積。
    (2)地質(zhì)因素主要是指土壤性狀和巖性條件的差異對水土流失的影響。三峽庫區(qū)位于青藏高原向長江中下游平原的過渡帶上,山地、丘陵面積占90%以上,海拔高度為73.1~2976.8m,從南北向長江河谷傾斜,地貌類型多樣,地貌形態(tài)組合的地區(qū)分異明顯,喀斯特地貌分布廣泛,在東部和東南部地區(qū)則大量集中分布。由于三峽庫區(qū)的地質(zhì)條件,區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點多面廣、類型多、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條件、植被條件和地面破碎程度。一般說來,坡度越大,越易產(chǎn)生徑流,導(dǎo)致水土流失,據(jù)研究,20°~60°之間坡面侵蝕程度。植被條件的好壞直接影響著土壤侵蝕的程度。地面越破碎,便越起伏不平,斜坡越多,地表物質(zhì)的穩(wěn)定性降低,同時地表徑流容易形成,由此加劇了水土流失。三峽庫區(qū)大多是石質(zhì)性丘陵低山區(qū),大于25°的坡耕地占耕地總面積的18.5%.庫區(qū)森林覆蓋率為21.7%,沿江兩岸不足5%.庫區(qū)地面較為破碎,古地層的板巖、千枚巖、粘土層及紫色砂頁巖軟弱易碎,很容易受到水蝕,山勢越陡峻侵蝕越嚴(yán)重,特別是在巖層斷裂帶,建設(shè)工程斷面,河岸陡坡,在水力及重力侵蝕下,更易引起泥石流、滑坡,造成嚴(yán)重的水土流失。
    3.1.3 土壤因素
    三峽庫區(qū)的地帶性土壤主要有黃壤、黃棕壤和棕壤,非地帶性土壤主要有紫色土、石灰土、粗骨土、水稻土、潮土等。
    黃壤、黃棕壤與石灰土一般質(zhì)地黏重,透水性差,易于產(chǎn)生地表徑流。
    一旦植被消失,土壤有機質(zhì)迅速分解而缺乏補給,良好的土壤結(jié)構(gòu)即遭破壞,抗蝕性能減弱,極易發(fā)生水土流失。
    而在紫色砂泥巖地區(qū)發(fā)育的紫色土和風(fēng)化花崗巖地區(qū)發(fā)育的粗骨土透水性雖較好,但土層較淺薄,在失去植被保護、降雨較大的情況下,亦易發(fā)生強烈侵蝕。
    3.2 人為因素
    3.2.1 坡耕地多,墾殖率高,耕作方式落后
    庫區(qū)生產(chǎn)水平低,耕地后備資源不足,人們以開墾坡地廣種薄收來滿足糧食之需。據(jù)典型調(diào)查,山區(qū)每增加1人,相應(yīng)增加坡耕地0.13~0.17hm2 ,結(jié)果墾殖率越來越高,墾殖坡度越來越陡,土壤侵蝕量成倍增加。三峽庫區(qū)現(xiàn)有坡耕地約占耕地總面積的74%,有的耕作坡度竟達(dá)60°左右。
    三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式落后,生產(chǎn)水平低下。隨著人口的快速增長,為了滿足日益增長的生產(chǎn)生活需求,人們不是大力在耕作方式上求得進步,而是不顧資源再生能力,為擴大耕作面積,大肆開荒種糧,濫伐林木、過度樵采、超載放牧,甚至毀林造田,人類對土地資源的不合理利用是引起土壤侵蝕的主導(dǎo)因素。
    3.2.2 植被破壞
    三峽庫區(qū)森林覆蓋率為19.5%,沿江兩岸不足5%,與水庫安全要求的覆蓋率35%~40%相差甚遠(yuǎn),而且品種單一,用材林占87%,經(jīng)濟林、防護林、薪炭林僅占13%.管理上重采輕造,許多火燒、采伐跡地*露。此外在灰?guī)r區(qū)還有灌叢草坡,植被覆蓋率為35%,但由于放牧和墾殖也加劇了水土流失。一些支流沿岸的植被,由于耕墾、建筑、交通建設(shè)等幾乎砍伐殆盡,重力侵蝕加劇,垮塌、滑坡隨處可見。
    3.2.3 工程建設(shè)和城市發(fā)展的影響
    大的工程項目和城市建設(shè)中沒有注意到對環(huán)境的影響,特別是沒有采取很好的善后處理措施,缺乏水土保持意識,有的造成嚴(yán)重的水土流失,有的甚至造成山體失穩(wěn),致使滑坡、崩塌時有發(fā)生[3]。隨著山區(qū)建設(shè)和移民開發(fā)的推進,交通、礦業(yè)、建筑、水電等部門在開采、基建作業(yè)過程中,往往忽視必要的水土保持措施,隨意棄置廢土、廢石、礦渣和尾沙,造成新的水土流失。由于破壞大于治理,流域水土流失日益加劇。
    應(yīng)該注意的是,水土流失的自然因素和人為因素并不是孤立的,它們之間相互聯(lián)系相互制約。各種不利的地質(zhì)地貌和氣候條件是造成水土流失的自然基礎(chǔ),而各種人為因素又是極其活躍的動因。當(dāng)植被良好的時候,大部分地區(qū)因自然侵蝕而造成的水土流失并不嚴(yán)重,只有在人為因素參與之后,土壤的侵蝕作用才被加強。由于人為因素的加入,反過來又促進了自然因素對土壤侵蝕的作用,使得水土流失不斷增加形成惡性循環(huán)。尤其是大量森林采伐之后,水土流失量更是顯著增加。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人為因素在水土流失中的作用變得越來越突出。因此,在防治水土流失的同時就必須從人和自然這兩個主題同時出發(fā),使人與自然環(huán)境處于協(xié)調(diào)的平衡關(guān)系中和諧發(fā)展。