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內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術發展歷史

2022-11-01 12:57
中國水土保持科學 2022年5期
關鍵詞:準格爾旗溝壑區水土保持

王 靜

(內蒙古財經大學資源與環境經濟學院,010070, 呼和浩特)

中國水土保持發展歷史悠久,當今中國及世界上有關水土保持的理論和技術,多為中國歷史上成就的延續和發展[1]。中國黃土丘陵溝壑區是中國乃至全球水土流失最嚴重的地區之一。嚴重的水土流失導致土地退化,生態環境惡化,加劇自然災害和人民貧困,制約著社會經濟的可持續發展。水土保持技術是控制水土流失,改善區域生態環境、提高生活水平、實現區域可持續發展的關鍵技術之一。黃土丘陵溝壑區是中國最先開始水土流失調查和治理的區域,其研究對全國水土保持的發展都起著至關重要的作用[2]。內蒙古黃土丘陵溝壑區位于黃河中游的農牧交錯帶,多年平均侵蝕模數5 000~1.88萬t/km2,每年入黃泥沙1.8億t,水土流失嚴重。然而,目前我國黃土丘陵溝壑區水土保持技術的研究多集中在山西[3-4]和陜西[5-6]等地,缺乏內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術發展的研究,尤其是對于相同地貌下,社會經濟差異較大的區域,水土保持技術是否存在差異,更是鮮有研究。因此亟需對其進行系統和深入的研究。筆者以內蒙古黃土丘陵溝壑區為視角,研究近70年來水土保持技術的發展特征及其驅動因素,旨為中國水土保持技術發展提供重要的科學參考,同時也為內蒙古黃土丘陵溝壑區水土流失的治理和鄉村振興提供技術借鑒和指導。

1 水土保持相關概念

1.1 水土保持

世界水土保持研究,最初是為飛砂及河川泛濫危害所引起[7]?!八帘3帧币辉~來源于美國,原名為“土壤保持”或“保土”。1929年美國聯邦政府,研究土壤沖刷問題,防止農民遭受嚴重損失,開始進行防沖運動。在1935年4月27日,美國國會通過水土保持法,規定農業部設立水土保持局負責水土保持事宜。土壤保持或保土引入中國后受到水利和森林方面專家的歡迎,為解釋其工作的意義,將“保土”2字改為“水土保持”[8]。1940年在黃河水利委員會林墾設計委員會與金陵大學農學院、四川大學農學院召開防止土壤侵蝕的科學研究會上首次提出了“水土保持”一詞,水土保持開始成為專業術語[9]。

20世紀40年代,水土保持定義的核心詞匯是儲蓄水分,保持土壤,防止沖刷,增加農作物生產,避免災害發生。20世紀50—70年代,水土保持的研究對象多為丘陵和山區,增加了改造自然,發展生產的目的,表明水土保持不單單是增加農地產量,還開始重視林、副、漁各項生產。在20世紀80—90年代初,水土保持定義中明顯增加預防水土流失,而非單純的防止或治理。

水土保持的概念由初期的土壤保持逐漸發展到今天的土壤保持和水的保持,從單一強調土壤侵蝕引起土地退化到同時強調土壤侵蝕環境與全球生態環境的關系,其內涵不只是保護,還包括改良、合理利用與預防。

1.2 水土保持辦法、措施和技術

中國水土保持技術有3種表述:水土保持辦法(水土保持方法)、水土保持措施和水土保持技術。

20世紀30—50年代中期使用“水土保持辦法(水土保持方法)”一詞,其主要來源:一是通過專家野外勘察、測量和調查所得的當時現存保持水土的辦法[10-11];二是水土保持實驗站和當地實際實施水土保持方法[12];三是通過翻譯外文書籍,整理其實施的水土保持辦法[13]。

圖1 研究區土壤侵蝕分布Fig.1 Soil erosion distribution of the study area

20世紀50年代后期—70年代使用“水土保持措施”一詞,各地根據實際情況,逐漸形成比較系統的水土保持措施并進行推廣和應用。當時研究區所屬的黃河中游水土保持措施有4類:農牧業技術改良措施、農業改良土壤措施、森林改良土壤措施、水利改良土壤措施[14]。

20世紀80年代至今使用“水土保持技術”一詞,隨著SD 238-1987《水土保持技術規范》和GB/T 16453—1996《水土保持綜合治理技術規范》的頒布和實施,水土保持技術更加規范和具體。

水土保持技術一詞經歷了3個發展階段,初期用水土保持辦法或方法表述,只是單獨介紹某種保持水土的方法;中期隨著防治水土流失的方法在不同地區實驗和推廣,形成較系統的水土保持措施體系;隨著法律法規的健全,水土保持技術趨于標準化。筆者為與歷史時期更好的貼合,“水土保持技術”一詞采用不同歷史時期的表述習慣。

2 研究區概況

本研究依據內蒙古土壤侵蝕的研究成果[15],確定內蒙古黃土丘陵區為準格爾—清水河黃土丘陵(E 110°05′~112°07′,N 39°16′~40°20′)。研究區溝壑縱橫,地表支離破碎,降水集中且強度大,植被低矮稀疏,土質疏松,導致土壤侵蝕嚴重[16-17]。研究區主要以水力侵蝕為主,侵蝕強度主要為強度以上(圖1)。

清水河縣和準格爾旗隔黃河相望,自然地貌相似。在20世紀80年代前均屬于國家級貧困縣,到2019年清水河縣剛退出貧困縣序列,而與之隔河相望的準格爾旗已位于中國百強縣排名的第32位,GDP實現820.1億元,是清水河縣的14倍。準格爾旗在2011年被評為全國水土保持生態文明縣,相似的自然地貌,社會經濟發展懸殊,對水土保持技術的發展存在一定影響。

3 研究方法

本研究從內蒙古檔案館、準格爾旗檔案館、清水河縣檔案館收集一手歷史檔案,作為客觀再現內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術歷史的翔實資料。通過對檔案整理,了解不同歷史時期水土保持技術特征,再進行實地調研,補充當時水土保持技術實施歷史,為了解研究區水土保持技術發展提供現實依據。

4 水土保持工作和技術發展特征

通過重現不同歷史時期水土保持技術和相關事件,揭示水土保持技術發展特征。綜合來看,內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術分為5個階段。

4.1 多項水土保持技術廣泛應用階段(1956—1962年)

1956—1962年內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持工作經歷了萌芽(1956—1957年)—發展(1958—1960年)—低谷(1961—1962年)3個階段。內蒙古自治區在1956年3月,經國務院批準成立了“內蒙古自治區水土保持工作局”,正式開展水土保持工作[18]。1956年4月內蒙古自治區將準格爾旗和清水河縣列為水土流失重點治理旗(縣),同時成立了縣級水利、水土保持和山區建設委員會[19]。1957年內蒙水利廳水土保持工作局制定《水土保持技術措施》[20-21],明確了19項水土保持技術的類型和定義:1)農牧業措施(梯田、地邊埂、等高埂、封溝埂、水簸萁、種草、牧場改良和改良耕作);2)林業措施(造林、封山育林和果園);3)水利措施(谷坊、淤地壩、溝壑土壩、溝頭防護、旱井、蓄水池、魚鱗坑和引洪漫地)。

1958年1月,內蒙古自治區成立“內蒙古自治區山區建設和水土保持委員會”[22]。1960年內蒙古水利廳水土保持局編著《水土保持技術畫冊》[23],明確19項水土保持技術的基本方法和規格。但從1961年起,中央對國民經濟實行“調整、鞏固、充實、提高”的八字方針,1961—1962年研究區水土保持的歷史資料突然減少。

4.2 水土保持技術以建設基本農田為主階段(1963—1978年)

1963—1978年內蒙古水土保持工作以建設基本農田為主,經歷緩慢復蘇(1963—1965年)—“文化大革命”影響(1966—1972年)—水利水土保持工作恢復(1973—1978年)的曲折緩慢發展。從1963年開始,研究區因地制宜地制定水土保持規劃[24-25],1964年成立水土保持專業隊和水土保持委員會[26-27],有力地推動了水土保持工作。1966年開始受“文化大革命”影響,水土保持資料很少。1973年開始恢復水土保持工作,但這一時期水土保持和水利合并統稱水利水保[28]。雖然恢復了水土保持工作,但明顯削弱對其重視程度。

這一階段,研究區水土保持技術只有梯田、造林、種草和壩地4個類型[29]。與上一階段相比,水土保持技術類型由19種急劇銳減為4種,但開始關注水土保持技術的效益、效率和使用壽命等質量問題。

4.3 應用水土保持技術綜合治理小流域階段(1979—1985年)

1979—1985年內蒙古黃土丘陵溝壑區成立獨立辦公機構——水土保持委員會辦公室[30],建立小流域治理實施辦法。1980—1985年研究區承擔了國家科委下達“皇甫川流域水土流失綜合治理農林牧全面發展試驗研究”的重點科研項目[31]。通過科研項目推動水土保持技術發展,采取試驗—示范—推廣的模式,觀測水土流失的影響因子(坡度、坡長、土壤、植被、雨量等),探討土壤侵蝕機理和小流域治理的技術效益[15,32]。研究區新增水力沖填筑壩和機械修梯田技術,并解決了栽培和育苗的技術難題[33]。當時皇甫川水土保持科研項目開展現場和針葉樹種育苗試驗(圖2)。

圖2 皇甫川水土保持科研項目開展現場和針葉樹種育苗試驗Fig.2 Construction site of Huangfuchuan soil and water conservation scientific research project and coniferous tree seedling cultivation experiment

相比上一階段,1979—1985年水土保持技術趨于綜合,以小流域為單位綜合應用林草和小型水利工程技術治理。同時,水土保持技術的設計考慮了防洪、產量和成活率等現實問題,更重視預防水土流失,扭轉了過去只重治理,而輕預防的治理現象。

4.4 水土保持技術以治溝骨干壩為主階段(1986—1996年)

1986—1996年內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術以治溝骨干工程為主,研究區每年實施的治溝骨干壩工程數量占內蒙古總項目的60%以上[34]。準格爾旗常用水墜壩技術筑骨干壩,而清水河縣為碾壓土壩。

此時,研究區成立水土保持監督局,開始關注開發建設項目對水土流失的影響[35]。這一時期,研究區技術按國家標準執行。與SD 238-1987《水土保持技術規范》相比, GB/T 16453—1996《水土保持綜合治理技術規范》有2點改進:1)將以往使用的“措施”一詞改為“技術”;2)技術針對具體地貌特征,由以前的3類改成坡耕地治理技術、荒地治理技術、溝壑治理技術、小型蓄排引水工程、風沙治理技術和崩崗治理技術6類。

4.5 以生態環境建設為主全面發展水土保持技術階段(1997年至今)

1997年開始,國家將水土保持工作列入全國生態環境建設規劃中,提升了水土保持的戰略地位,加強了對水土保持的監督執法、動態監測和宣傳工作。2000年研究區開始實施水土保持生態建設“十百千”示范工程和黃河水土保持生態工程項目,按照SL 336—2006《水土保持工程質量評定規程》對水土保持生態工程實行全面監理。2005年準格爾旗成立水保監測站[36]。2011年9月29日,水利部以水保[2011]507號文件正式命名準格爾旗為全國水土保持生態文明縣(旗)。

根據2011年全國第1次水利普查結果:準格爾旗基本農田建設和水土保持林的面積分別為2.45萬和24.66萬hm2,分別是清水河縣的4.33和3.11倍。準格爾旗經濟林、種草和封禁治理面積分別為6 514、3.40萬和2.77萬hm2,分別是清水河縣的1.81、4.75和4.57倍。準格爾旗淤地壩共有778座,淤地面積18 hm2,分別是清水河縣5.91和2.90倍。準格爾旗各類水保技術治理面積均顯著高于清水河縣。

2008年水利部國際合作與科技司、水土保持司共同修訂GB/T 16543—2008《水土保持綜合治理技術規范》,與GB/T 16453—1996《水土保持綜合治理技術規范》相比,不僅更新了水土保持技術在設計和實施的標準,而且制定了各項技術的施工質量檢驗評定工程方法和標準,提高了水土保持技術的質量要求。

5 水土保持技術發展趨勢

依據上述5個階段水土保持技術特征,可看出近70年內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術發展趨勢。

5.1 螺旋式上升的曲折過程

研究區水土保持技術在國家宏觀政策和全國水土保持工作指導思想的引領下,水土保持技術從嘗試實施不同的單個技術到小流域綜合治理,再到重點技術逐個突破,最終達到高質量綜合技術的螺旋上升式發展過程。根據表1可知:1956—1962年以多項水土保持技術廣泛發展為主,同時實施19項水土保持技術。在短短的7年時間,水土保持工作經歷了曲折變化,從1956年開始到1958年到達峰值再到1961年緊縮。

表1 研究區近70年水土保持技術發展

1963—1978年水土保持技術銳減為4類,且技術分割,側重農田水利技術。這一時期水保工作總體處于低迷狀態,1963年水保工作開始復蘇,隨后受“文化大革命”影響,直到1973年水利水保工作才緩慢恢復。

1979—1985年水土保持技術以林草措施為主,工程措施為輔,林草和工程相結合的綜合治理技術。治理徹底改變過去重治理輕管護,忽視預防的錯誤傾向,水保工作迅速發展。

1986—1996年水土保持技術以實施治溝骨干工程為主,這一階段水土保持技術處于分割狀態,以建設骨干壩為主,但水土保持工作整體處于平穩上升階段。

1997年至今,研究區實施了一系列國家級的水土保持生態工程,包括工程和植被技術。研究區水土保持技術又一次回歸到綜合應用階段,同時水保工作進入了高標準和高質量的新征程。

5.2 從地方規定到行業標準再到國家標準的階梯式進步

1956—1962年研究區水土保持技術主要以1958年和1960年內蒙水利廳水土保持工作局編寫的《水土保持技術措施》《水土保持技術畫冊》以及內蒙古林業廳治沙造林綜合勘測設計隊編寫的《內蒙古自治區丘陵水土保持經濟林區典型設計》為參考。當時國家沒有統一的水土保持技術標準,主要以當地自創和借鑒其他區域的水土保持技術為主。

1963—1978年研究區水土保持技術主要以1973年內蒙古自治區革命委員會水利局編寫的《水土保持叢書之一水平梯田》《水土保持叢書之二草木棲》《水土保持叢書之三檸條》為參考。這一階段水土保持技術增加了規劃、施工、作用、布設方法等具體描述。

1979—1985年研究區以小流域綜合治理為主,水土保持技術通過科研項目確定實施和布設方法,但沒有相關技術規范和標準。

1986—1996年間頒布了2套水土保持技術標準:1)中華人民共和國水利電力部發布的SD 238-1987《水土保持技術規范》,這是中國第一套水土保持技術標準,標志著中國從最初的地方水保技術,邁入成熟的行業技術體系;2)國家技術監督局發布的GB/T 16453—1996《水土保持綜合治理技術規范》,全部取代上一版的行業標準,這是中國第一套水土保持技術的國家級標準,相對于行標,新增大量技術內容、技術示意圖、機械工具的配套使用,同時注重水保技術的經濟效益等。

研究區在國家出臺技術規范后,執行國標。2008年水利部國際合作與科技司、水土保持司發布GB/T 16543—2008《水土保持綜合治理技術規范》,相比1996版,在質量和應用上有更高提升,如注重引用其他領域的技術規范,強調因地制宜,結合時代需求,采用高標準的建筑材料,提高操作的準確性等。

近70年內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術從地方自創到地方規定到行業標準再到國家標準逐漸進步,水土保持技術從最初的簡單施工方法,到后期詳細設計、施工、用途、管理等系統的技術標準,其具體內容也從重視技術實施到注重后期管理,從給定統一技術模板到注重因地制宜制訂技術方案,整個過程中水土保持技術更加注重技術質量和實效。

5.3 社會人文因素導致技術實施數量和側重差異

近70年間,相同地貌條件下2個旗(縣)水土保持技術實施數量和側重點有所差異。1956—1962年間準格爾旗水土保持技術更重視造林和人工種草等林草措施[37],而清水河縣更注重壩地和旱井等農田水利措施[38]。

1963—1978年準格爾旗依然重視水土保持造林和人工種草等林草技術措施[39],而清水河縣則偏重梯田和淤地壩地等工程技術措施[40]。

1979—1985年間國家和地方對準格爾旗水土保持經費的投入遠遠高于清水河縣。準格爾旗水土保持工作以國家投資為主,而清水河縣以國家部分補助和個人承包為主。這一時期準格爾旗每年新增的水土保持治理面積是清水河縣的4倍左右。

1986—1996年準格爾旗每年新增的水土保持林、種草和治溝骨干壩工程治理面積顯著高于清水河縣,而2個旗(縣)每年新增的基本農田建設差不多。

1997年至今,清水河縣以小流域綜合治理和骨干壩為依托,進行水土保持生態建設,水土保持工作由清水河縣水務局負責。準格爾旗則設有水土保持局,注重加強國家級生態工程項目建設,準格爾旗各類技術治理面積均顯著高于清水河縣。

6 驅動水土保持技術時空動態發展的因素

6.1 時間維度

6.1.1 國家宏觀政策頒布和技術標準的健全 近70年間國家針對水土保持工作,出臺大量卓有成效的綱要、條例和規定,隨著中國水土流失防治技術的日益完善,逐步實施了相應的標準規范。1956—1978年國家只頒布1部《中華人民共和國水土保持暫行綱要》,沒有統一的技術標準;1979—1985年頒布1部《水土保持工作條例》和1部SD 122—1984《水墜壩設計施工暫行規定》標準;1986—1996年頒布4部宏觀政策《開發建設晉陜蒙接壤地區水土保持規定》《中華人民共和國水土保持法實施條例》《關于開展水土保持監督執法試點的通知》《開發建設項目水土保持方案管理辦法》和7部技術標準:GB/T 15772—1995《水土保持綜合治理規劃通則》、GB/T 16453.1—16453.6—1996《水土保持綜合治理技術規范》、GB/T 15773—1995《水土保持綜合治理驗收規范》、GB/T 15774—1995《水土保持綜合治理 效益計算》、SD 175—1986《水土保持治溝骨干工程暫行技術規范》、SD 239—1987《水土保持試驗規范》和SL 190—1996《土壤侵蝕分類分級標準》;1997年至今,國家陸續出臺多部宏觀政策、技術標準和法律法規,如《全國生態環境建設規劃》《中華人民共和國水土保持法》《水土保持監測技術規程》、SL 277—2002《水土保持監測技術規程》等。國家相關政策的頒布和技術標準不斷完善,推動研究區水土保持技術的發展。

6.1.2 全國水土保持工作會議的召開 1955—1962年召開3次全國水土保持工作會議,間隔25 a在1982年召開第4次全國水土保持工作會議,又時隔10 a,在1992年召開第5次全國水土保持會議。進入1997年之后,全國水土保持工作會議從最初的6 a一次到2 a一次再到現在的1 a一次。國家對水土保持工作的重視,推動研究區水土保持工作逐步向好發展。

6.1.3 國家級水土保持工程項目的實施 20世紀80年代開始,多項國家級水土保持工程項目在研究區實施,如8片國家水土流失重點治理、黃土高原水土保持溝道治理、黃土高原水土保持世界銀行貸款項目、中央財政預算內專項資金水土保持項目、晉陜蒙砒砂巖區沙棘生態工程、“十百千”示范工程、黃土高原地區水土保持淤地壩工程等國家級工程項目。在國家級水土保持工程項目的帶動下,解決了資金和技術難題,推動研究區水土保持技術的推廣和應用。

6.1.4 水土保持機構的設立 近70年間,研究區的機關管理機構由最初的水土保持工作局到水土保持委員會辦公室再到水土保持監督局和水土保持綜合監測站,水土保持機構從負責技術實施和管理,逐步完善對技術的監督和監測職能。同時,研究區成立相應的科研機構和專門的水土保持專業,為水土保持技術提供科研數據和專業人才,從而保障水土保持工作有力開展。

6.2 空間差異

6.2.1 歷史文化背景 不同歷史文化背景導致水土保持技術側重點不同。準格爾旗從新石器時期開始,多為北方游牧部落所占據,是以畜牧業為主,而清水河縣則以農耕為主。因此,準格爾旗在歷史時期屬于牧區,而清水河縣為農區,在漫長的歷史演進中影響著當地人的生活和生產方式。這可能導致在1996年之前,清水河縣側重于梯田和壩地等農田水利措施,而準格爾旗則側重造林和人工種草等林草措施。

6.2.2 人口數量和專業技術人員 人口數量會影響早期水土保持技術的實施。準格爾旗的總人口一直是清水河縣的2倍,早期實施水土保持技術如梯田、壩地、林地,幾乎都靠純勞動力。因此人口數量越多,勞動力越豐富,可能促使早期準格爾旗水土流失治理面積大于清水河縣的原因之一。另外,水土保持技術專業人才的素質也會影響水土保持技術的實施。據1959年統計,2個旗(縣)專業技術人員文化程度存在明顯差異,其中準格爾旗有中專文化,而清水河縣沒有,大多為初小文化。1979年以后,準格爾旗實施了一批國家級水土保持工程項目,知名的水土保持專業技術人員走進準格爾旗,也促使其水土保持技術快速發展。

6.2.3 地方經濟實力懸殊 地方經濟實力影響水土保持經費的投入。改革開放以來,準格爾旗的生產總值和地方財政收入都大于清水河縣,到2019年清水河縣剛退出貧困縣序列,而這一年準格爾旗(縣)已位于中國百強縣排名的第32位,GDP是清水河縣的14倍。同時,準格爾旗農林水事務的支出是清水河縣的3倍??蒲许椖客度肽芡苿铀帘3旨夹g創新和發展。2007年準格爾旗科學3項投入2 004萬元,是清水河縣的27倍,2011年準格爾旗的科學3項投入為3.6億元,是清水河縣的127倍。經濟實力懸殊和科研項目投入差異是導致2個旗(縣)水土保持技術存在差異的客觀因素之一。

6.2.4 國家扶持力度 國家扶持力度拉大2個旗(縣)水土流失治理的差距。20世紀80年代開始,國家對清水河縣水土保持工作投資力度逐年縮小,以地方自籌為主,而對準格爾旗投資力度逐年增加。如1978年國家對清水河縣的投資為316萬元,是準格爾旗的2倍,到1985年國家對準格爾旗的投資為1 383萬元,是清水河縣的43倍。準格爾旗成為國家大力扶持水土保持工作的重點旗(縣)。這是相似自然地貌下準格爾旗水土保持工作優于清水河縣的重要原因之一。

7 結論

1)實證分析結果表明,內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術發展分為5個階段,即1956—1962年多項水土保持技術廣泛使用;1963—1978年以基本農田建設為主;1979—1985年綜合水土保持技術治理小流域;1986—1996年水土保持技術以治溝骨干壩為主;1997年至今水土保持技術結合生態環境建設全面發展。近70年內蒙古黃土丘陵溝壑區水土保持技術發展特征為:(1)水土保持技術歷經分久必合、合久必分的曲折過程;(2)水土保持技術取得從地方規定到行業標準再到國家標準的階梯式進步;(3)社會人文因素導致水土保持技術實施數量和側重差異。

2)驅動水土保持技術時間演進因素有:(1)國家宏觀政策和技術標準;(2)水土保持工作會議召開;(3)水土保持工程項目的實施;(4)各類水土保持機構的設立。

3)驅動水土保持技術空間差異因素有:(1)歷史文化背景導致水土保持技術類型側重不同;(2)人口數量和技術人員文化素質影響水土保持技術的實施;(3)地方經濟實力懸殊影響水土保持經費投入;(4)國家扶持力度加大水土保持治理面積的差距。

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