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900km2,秭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・7・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hm

2

,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m

3

,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m

3

,

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。・8・2.3　抢救了土地资源,土地产出增加实施水土保持综合治理措施,调整土地利用结构,

使治理区荒山荒坡减少了近80%,坡耕地减少近40%,其中大于25°的陡坡耕地有80%已退耕。以1990年至1994年“长治”二期治理工程区为例,在人口增多的情况下,农业人均基本农田由0104hm2提高到0106hm2,农业人均经济果林由01004hm2提高到0102hm2,耕地、荒山荒坡占总土地面积的比例分别下降了714%和14171%,而林地、草地则分别上升了18197%和2186%,各项措施年减蚀率达到76%,粮食产量平均每公顷增加1140kg,加上经济林果产生的效益,使群众经济收入增长65%。2.4　提高了库区人口环境容量三峡水库淹没耕地2167万hm2,百万移民就近后靠安置,人地矛盾加剧,因此提高库区人口环境容量是根本。通过治理,治理区粮食产量和群众经济收入大幅度增加,使库区人、地矛盾得到缓解,单位土地人口承载力得到提高。据对原四川省库区13个县(区)的工程效益分析,1989～1993年粮食增收3500万kg,经济收入1103亿元,按人均需粮500kg、消费800元计算,每平方公里增加人口环境容量29人。湖北秭归、兴山、宜昌、巴东4县治理区,可增加人口环境容量37人/hm2。3　库区水土保持和生态建设中存在的主要问题与对策3.1　人为水土流失有加大趋势人为水土流失进一步加大,是当前三峡库区水土保持和生态建设工作存在的最主要问题。三峡水库建成后,将淹没大量耕地,百万移民后靠,要解决吃饭、用材问题,必将加大陡坡地开垦面积。同时,由于三峡工程量大,建设周期长,配套企业、设施多,大坝建设及配套工程对地表植被和土地资源破坏较大,都会使库区土壤侵蚀加剧,如果不及时防治工程建设及移民搬迁中的人为水土流失,将对库区生态环境造成十分严重的危害。据1996年对三峡库区127项已开工项目的不完全统计,已造成水土流失面积3511km2,破坏地貌植被面积3619km2,弃渣总量近1亿m3,其中大部分倾入了江河溪沟。3.2　水库蓄水后水土流失对水质的不利影响加重水库蓄水后,库区江段流速减缓,水体自净能力减弱,水环境容量变小,将使随水土流失进入水体的各类物质对水体的污染加重,这种非点源污染无法采取点源污染的处理方法控制,而只能通过防治水土流失,来达到减少随泥沙入江的化肥、农药总量。3.3　主要对策解决以上问题,一方面要进一步加大库区水土流失综合治理投资力度、拓宽投资渠道,提高治理进度和工程标准;另一方面,在库区城镇迁建和开发建设规模不断加大、进度日益加快的情况下,要减轻开发建设对生态环境造成的不利影响,避免以破坏生态环境为代价来发展经济。因此,要加大水土保持宣传力度,提高全社会的水土保持意识和法制观念,加大水土保持监督执法力度,要把开发建设项目和新城镇建设可能造成的水土流失作为监督执法的重点,要促进水土保持方案的编报审批和“三同时”制度的落实,最大限度地遏制人为水土流失,对可能发生重力侵蚀的地点进行全面普查,摸清情况,以便采取必要的观测、监测措施,