黄土丘陵

简介

黄土丘陵

基本情况

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水土资源开发利用

黄土丘陵沟壑区的淤地坝工程具有良好的生态和经济效益，主要表现在拦截泥沙、改善耕作条件、增加粮食产量

黄土丘陵

淤地坝是黄土丘陵沟壑区治理水土流失的最后一道防线，因其强大的拦泥淤地及生产效益在黄土丘陵沟壑区得到大力发展，其蓄洪拦泥的最终产物——坝地是宝贵的土地资源。目前，黄土高原已有坝地38万多HM2，其中黄土丘陵沟壑区坝地面积达14.63万ｈｍ２。20世纪90年代以来治沟骨干坝得到大力发展，对提高本地区小流域淤地坝坝系防洪能力和坝地的增产增收、安全生产起到了极其重要的作用。现有淤地坝工程尚有40%的可淤地面积的发展潜力，同时还有14万HM2的黄土丘陵沟壑区的坝地资源，可发展坝地70万～140hm2。

水土资源现状及存在问题

利用现状

历史上淤地坝建设和发展的主要目的是：就地拦泥淤地，改善耕作条件和提高粮食产量。研究表明：1960～1989年河—龙区间淤地坝拦减泥沙33687.4万ｔ，为黄河减沙作出了巨大的贡献。在粮食生产上，以占粮田8.3%的坝地生产出了占总产量23.5%的粮食。随着当地生态经济建设的发展和产业结构的调整，淤地坝坝系水土资源的作用愈来愈显得重要，开发利用存在的问题和不足也表现出来。

存在问题

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二是坝地种植结构不合理。主要是种植传统农作物且作物品种比较单一，坝地的生产经济效益比较低，制约着坝地效益的充分发挥。与市场的结合上还存在相当大的差距，调整的空间很大。

三是淤地坝运行状况不良，影响水资源合理利用。85%的黄土丘陵沟壑区淤地坝是20世纪80年代以前修筑的，经过长期生产运用，库容基本已淤满，大多数淤地坝泄水溢洪设施不配套，加之长期失修，拦泥淤地能力锐减。绥德韭园沟流域有淤地坝235座，已失去拦蓄洪水能力的淤地坝180座，占总数的76%。这一现象在晋西、内蒙古也普遍存在。而且相当部分坝体只设置了土质溢洪道，经多年洪水冲刷，不断延伸扩展，威胁坝体安全和坝地利用效益的发挥。

四是坝系水资源配置不合理，坝地盐碱化严重。坝系水资源包括洪水资源和地下水资源。大部分坝系配套不全，水资源利用率不高。据对陕北、晋西、内蒙古南部典型小流域坝系调查小流域水资源的利用率均小于10%。加之地下径流排泄不畅，造成严重的坝地盐碱化现象。韭园沟坝系因地下水造成坝地盐碱化而不能利用的面积占总坝地面积的13%。

开发利用的途径

加强坝系水土资源利用配套工程建设

淤地坝建设不仅是滞洪拦泥的主要工程措施，而且是利用水沙资源服务于当地经济建设的有效措施。以前，坝系

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加强病险坝维修改造

据陕西省1990年对陕北淤地坝的普查，陕北地区31797座淤地坝中病险坝24107座，占75.8%。绥德站对5条典型沟道的调查，628座淤地坝中479座为险坝，占76%。病险坝长期失修大多数坝体被拉开缺口使坝地变成了台田，既不拦洪又不保肥失去了拦蓄和增产效益，水土资源得不到有效合理利用。造成这一现象的主要原因是重建轻养，重用轻管。其解决途径是增加养护投资，加强病险坝的维修改造，加大用管结合的管护制度建设，增强管护意识。

提高坝地生产力

坝地土壤田间持水量大、团粒结构性好、空隙度高、养分全面。因此，充分开发坝地资源，挖掘坝地的生产潜力是开发利用坝地的中心任务。其主要采取的农业技术途径有：

①深翻改土。坝地土壤具有土层厚、湿度大、土壤紧密的特性，但坝地因处于沟道低洼地带，地温低，应适时进行秋翻、深翻，疏松土壤改善土壤通气状况增加土壤地温。

②推广地膜覆盖技术。坝地地温低，农作物不易出苗，利用这项措施既可早种植易捉苗又可保水抗旱在洪水来临之前农作物就可长高，提高了抵御洪水能力。绥德韭园沟流域三角坪村，1999年全村坡地因干旱粮食绝收，绝大部分坝地也因干旱而收成不好。三角坪新坝则利用地膜覆盖技术种植玉米，平均亩产达500kg，大大地提高了坝地的保收率。

③引洪漫地，改变坝地土壤特性。榆林沟冯家渠２号坝坝地引洪淤漫后与淤漫前相比，有机质含量提高21.8%全氮含量增加13%产量第一年提高3倍，第二年提高2倍，第三年提高1.5倍。

④充分利用洪水资源，扩大水坝地面积。对有长流水的沟道或地下水丰富的坝地实行坝地水利化，增产效益非常显著。绥德韭园沟三角坪大坝，1998年对坝地进行水利化配套的同时，在上游修筑了一座拦洪坝，蓄水对坝地实施灌溉，使坝地单产提高近30%。干旱年份更能显示出其增产效益。

优化淤地坝运行方式

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①上坝拦洪、下坝利用。自沟口向沟掌逐步建坝，上拦下用逐步形成坝系。这种运用方式的特点是：坝系拦蓄能力高，坝地形成快、收益早。

②计划淤排、轮蓄轮种。坝系初步形成后，根据各坝的实际情况，有计划地安排一部分坝地蓄洪拦泥，大部分坝地进行种植利用，所来洪水除种植坝计划漫淤外，其余排入蓄洪坝。经几年淤积，视坝系内各坝实际情况对蓄水拦泥坝与生产利用坝进行调整，实行各坝轮蓄轮种。绥德王茂沟坝地生产就采用这种方式运行，增产效果良好。

③增设排洪设施。对控制流域面积大的大型淤地坝，淤满后及时配套建设排洪设施，这样既可保证坝体安全运用，又可保证坝地安全生产。

合理利用水资源，防治坝地盐碱化

对水资源采取科学合理的利用措施，改善地下水排泄条件，降低地下水水位，使坝地盐碱土壤向脱盐方向转变是治碱的根本措施。

①提高前期蓄水利用率。流域坝系建成后，在坝库未淤满前一般既拦洪水又蓄清水，因此蓄水利用是坝库前期利

用的主要任务。主要是利用水面进行水产养殖和发展灌溉，在有条件的地方还可发展第三产业，诸如旅游、垂钓、水上娱乐等项目。

②搞好坝系地下水合理利用规划。黄土丘陵沟壑区地下水资源比较贫乏，在沟道坝系建设和发展中，修建淤地坝使泉眼压埋造成饮水困难和坝地盐碱化的现象较为普遍。因此，要在坝系规划前调查地下水资源的出露点数量、流量、地下水储量等，并合理安排修建适当的蓄水池、小水库，把那些有利用价值的泉眼设法保留下来，有效地保护好地下水资源，发展水坝地、防止坝地盐碱化。

③重视盐碱化坝地的治理。坝地盐碱化是坝系水土资源开发利用率低下的主要因素之一。坝地盐碱化治理可采取以下有效措施：

修建排水系统。在坝地尾部盐碱地分布区开挖排水沟，降低地下水位，排除坝地尾端积水。陕西横山县赵石畔坝采用该方法治理盐碱坝地，效果非常显著。

垫土压碱。对不能降低排洪渠高程的坝地，可采取垫土压碱的方法，即在坝地尾部采用台阶式垫土，其垫土厚度视排洪渠比降大小而定，一般情况下坝地高出地下水位2.2m以上为宜。

引洪漫淤。引洪漫淤可洗盐治碱，还可提高坝地肥力。具体做法是在坝地上建腰坝或防洪坝，利用部分洪水进行漫淤，通过漫淤压盐。对于地下水位较高，实在难以治理的盐碱坝地，可以通过改变利用方式，种植耐盐碱作物等途径，提高坝地资源的利用率。在水源不足的情况下，还可栽植柳树、青杨树等。在技术许可条件下，可利用重盐碱地发展水面养殖。

土壤入渗变异性

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由于受野外降雨入渗试验装置的限制，当前有关流域土壤入渗空间变异性问题研究较少。蒋定生等利用双环法将黄土高原土壤入渗速率进行了系统分区，而该项研究着重于宏观，并且利用双环法测得的数值比实际情况要大得多。本文运用作者研制的小型野外人工模拟降雨试验装置，其与现行人工模拟降雨装置法相比在野外小流域坡地应用时具有明显的优势：精度高，体积小，重量轻，野外使用运输方便，用水量少等优点，详情参见文献，以陕北安塞县纸坊沟小流域为例，研究不同土地利用方式、地形地貌条件下该流域土壤入渗速率水平和垂直变化规律，以期从微观角度探讨小流域在不同土地利用及地形地貌条件下各点土壤入渗速率的空间变异规律。

纸坊沟小流域地处黄土高原腹地，属黄土丘陵沟壑区第二付区，面积8.27km2.流域内绝大多数土壤为黄土母质上发育而成的黄绵土，占总面积的77.1%，区内有沟间地(梁峁地)289.5hm2，占总土地面积的35%，其中小于25°的缓坡地占50.8%，大于25°的陡坡地占49.2%.沟坡陡坡25°以上面积176.3hm2，占沟坡面积的34.3%，塌地面积11

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试验样点布设在峙崾岘(包括林场)、瓦树塌、纸坊村。土地利用类型主要有：林地、草地、塌地、梯田、坡耕地、坝地、撂荒地等。其中林地树种主要有：刺槐、柠条、沙棘；草地为天然荒草地；塌地和坡耕地作物主要有：玉米、谷子、豆子、麻子、小麦、马铃薯和糜子等；梯田主要为苹果园，间有桃园、枣园、杏园等；坝地面积很小，多为菜地；撂荒地主要是由坡耕地退耕而成。在流域断面(上、中、下游)按照坡向的不同分为阳坡、阴坡；同一坡向又可分为坡上部、坡中部、坡下部，在上述位置选择典型样点30个，其中纸坊村7个、林场7个、峙崾岘和瓦树塌各8个。

1998年5～9月，运用小型野外模拟降雨试验装置在纸坊沟流域进行广泛的多点实测土壤入渗速率，共进行了68场人工模拟降雨试验。

解决黄土丘陵区退耕还林中的科学技术问题

两年多来，中科院水保所在延安市宝塔区、安塞县707平方公里的范围内，与省、市、县（区）、乡政府及试区农民相结合，建立了“黄土高原水土保持与生态环境建设试验示范研究”基地。科学地实施退耕还林，封山绿化，加强植被建造，研究解决中尺度区域退耕还林中的科学技术问题，取得了显著成效。

先进的造林技术是提高造林成活率的关键

延安黄土丘陵区地形起伏，沟壑纵横，水土流失严重，形成水分条件完全不同的小生境，加之土壤干层存在，增加了人工植被的难度。过去延安地区造林成活率与保存率不足20%。其主要原因是造林中把关不严，在起苗、运输、发放、栽植过程中，没有严格按操作规程办事，导致苗木失水严重，根系受损，使造林成活率低；受恶劣的气候影响，春季造林时干旱多风，根系供水能力弱，导致苗木失水死亡；造林成活后管护不力，使人为破坏严重。试区针对上述问题，推广防风抗寒、抗旱的造林技术与之相配套的集流、平茬、深栽、覆土埋苗等管护技术，取得了明显效果。

集流造林技术是解决造林水分不足的重要手段。试区在北宋塔栽植的286亩侧柏、山杏、油松混交林，采用水平壕带栽植，通过坡面集流工程，提高土壤含水量7%-8%，其成活率达93%，树木当年抽条长度5cm-10cm。在县南沟流域栽植的1000多亩刺槐采用的是水平壕田集流技术，成活率达90%以上。

深栽埋苗技术。去年秋季在稍塬梁栽植的13000棵油松、侧柏、采用的是深栽埋苗技术。即栽后用松土将树苗埋没，防止冬春季寒风吹干树苗，于谷雨后刨土放苗，幼苗水分充足，返青快，成活率在95%。今年春季试区又在稍塬梁栽植21000棵油松、侧柏，采用同样的深栽埋苗技术，于谷雨后刨土放苗，前后虽然只有30多天，但避免了陕北春寒的袭击，成活率在90%以上。这一技术为黄土丘陵区常绿树种的造林提供了有效的途径。

截杆造林技术，延安冬春连旱并伴随着强劲的寒风，对造林影响很大。试区栽植的沙棘采用的是截杆栽植技术，苗木发芽率高，成活率高。

以乡土树种为主，合理引进外来种，提高生态建设效力

退耕还林的目的在于植被的恢复与重建，一个有稳定生态功能和相对高的生产力植被群落的关键在于适宜的树、草种选择，缺乏多样的适应性强的树草种将导致该地区生物多样性的单一，群落稳定性差，不利于保持和发展持久的生态环境建设效力。退耕还林草前，延安地区一般采用单一树种营造纯林，导致许多问题。首先是树种与立地条件不相适应，造成树种与环境不相统一，影响树木生长，形成小老树；其次是外来树种与当地条件不相适应，产生更新不良及土壤干层的后果，导致这一代衰败后，没有后续物种接替，不能建立稳定的永久性植被。为此，试区根据适地适树的原则，选择以乡土树种为主，合理引进外来种。根据安塞生态站近30年树种引进的试验结果，试区从外来树种和本地树种中筛选出元宝枫、新疆杨、沙棘、辽东栎、刺槐、柠条等适应性强的树种，实行适地栽植，并与乡土树种一起营造混交人工林，改变过去树种单一的格局。

适地适树，植树成林，提高植被覆盖率

针对过去植被建造与布局未遵循植被分布的地带性规律，使造林受局部地貌类型及小气候影响的问题，依据不同的立地条件与土壤水分，进行不同树种的混交，建立立体式的绿化带。去年在稍塬梁根据不同的坡度、坡向，实行多树种混交，效果相当好。

在缓、阳坡选择耐寒耐旱性强的侧柏、沙棘、狼牙刺进行乔灌混交，阳坡水分条件差，而沙棘、狼牙刺属小灌木，在缓坡适应性强，易形成小环境，有利于植被的自然演替，也利于侧柏生长。在阴坡、半阴坡选择耐荫、耐寒的油松、辽东栎、五角枫、细裂槭等乡土树种混交，植被恢复快，建立了以乡土树种为主的植物群落。

在缓坡进行草灌乔混交，将苜蓿、冰草、无芒雀麦草与刺槐、侧柏、油松混交。一般草为浅播，利于出苗，草灌乔可同时播种、栽植，现在草灌已形成群落，再过若干年，油松、侧柏成林后自然演替为乔灌群落。这种混交既可作饲料基地又可增强水土保持与水源涵养功能，同时提高林地土壤肥力，促使乔木生长。

在半缓坡上进行乔灌经济林混交，将金银花、山杏混交种植。金银花是中药材，又属葡匐性灌木，覆盖度好，既保水土，一年又可采摘两次花，在短期内能给农民带来效益，也利于山杏生长。

沟道沟谷地造林。沟道土壤含水量高，树木生长明显好。在沟道、沟谷地种植刺槐或速生杨，并在沟口栽植沙棘，沙棘成活后生长快，是阻止沟道水土流失的植物柔性坝，效果明显。今年在县南沟、燕沟沟道两旁栽植93000棵杨树，14000棵侧柏，同时在退耕的荒沟荒坡上栽种刺槐4050亩，成活率在85%以上。

混交类型的优化配置，提高植被的稳定性

根据退耕地生态演替规律与植物水文生态效益及植物生物学原理，进行林分结构与混交类型的优化配置。依据植物互补性原理，进行针阔叶林的混交，如将油松、侧柏与山杏混交，利于水土保持，利于今后森林防火。依据植物耗水特性，将深根与浅根的树种混交，利于土壤水分的利用，利于抑制土壤干层的形成。去年在康家圪涝沟天然沙棘林里栽植新疆杨，成活率高，且生长快。沙棘固氮易被杨树吸收，杨树耗水大，沙棘耗水相对小，沙杨混交互补性强，生产力明显提高。

依据植物演替规律，进行乔灌混交。去年在柳林乡搞了60亩植被演替规律试验示范，在自然形成的草灌群落中人工栽植侧柏、油松、辽东栎、丁香等乡土树种，不仅成活率高，而且苗木抽条长，三五年后草灌植物群落自然向乔灌植物群落演替。同年又在高桥乡经封育两年后的山坡上，自然形成的草灌群落中栽植了50亩侧柏，成活率高，利于侧柏的生长。这种封育补植的办法，加速了植被的自然演替，这对大面积退耕的荒坡地是促进植被自然演替的简单易行且十分有效的办法。去年在安塞县县南沟流域7000亩封禁的地域内，开展了春季、雨季造林种草试验，营造侧柏100亩、油松50亩、沙棘50亩、沙打旺与柠条混播400亩，并完善不同类型的林草植被2000亩。

依据不同树种的生长规律与习性及黄土高原植被恢复过程中形成土壤干层的特性，实行以乡土树种为主，带状种植，建立复合植被；坡地实行斑块状式多树种混交。

两年来，试区在高桥、柳林、沿河湾等乡镇的6条小流域内，营造各种类型的混交林4000多亩，成活率高，生长好，植被建设已初见成效。中科院水保所在延安707平方公里的大范围内进行水土保持与生态环境建设尚属首次，通过试验示范与研究相结合，目前植被建设已初见成效，其关键的因素是提高了退耕还林中的科技含量，退耕还林中诸多科学问题的阐明，新技术的应用将保障退耕还林的科学合理的实施与健康的发展。

参考资料

http://www.cws.net.cn/中国水利国际合作与科技网

http://www.mwr.gov.cn/中华人民共和国水利部