川西北山水林田湖草生態保護技術研究

向國萍,張丹丹,許向寧,李雪萍

(四川省地質礦產勘查開發局四0五地質隊,成都 610081)

1 前言

黨的十八大以來習近平總書記提出“山水林田湖草生命共同體” 這一原則,一方面符合自然發展規律和生態保護理念,另一方面也是習近平生態文明思想的重要組成部分[1]。強調了山水林田湖草是一個整體,用生態修復一定要遵守大自然的普遍規律,要統籌生命共同體系統保護,這一原則為自然資源和生態環境監管體制改革提供論壇實踐路徑,即實施自然資源資產統一管理制度,構建國土空間開發保護制度,推進生態系統整體保護、系統修復和綜合治理,強化領導干部統籌山水林田湖草系統治理責任等[2]。山水林田湖草生命共同體這一理念論述了生命共同體內在的自然規律,指出自然資源用途管制和生態修復必須遵循自然規律,強調統籌山水林田湖草系統治理應作為我國生態文明建設的一項重要內容來加以部署[3]。川西北阿壩州,是長江、黃河重要的水源發源地、水源涵養區和集水區。做好川西北生態安全保護工作,有利于實現社會的長治久安,有利于建成全面小康社會,對我國的社會、經濟、政治、環境都具有決定性作用[4]。因此深入了解川西北生態現狀,對其做出科學性評價,及時采取保護措施將山水林田湖草當成一個系統,不僅是實現西部振興的迫切要求,同時也是建設保障國家生態安全的客觀需要,具有較強的理論意義與現實意義[5]。

2 研究區基本概況

阿壩州位于四川省的西北部(圖1),它的地理坐標為東經109°31′～104°27′,北緯30°35′～34°19′,其面積為8.42×104km2,是四川省漢藏之間相互連通的重要門戶。阿壩州地處川甘青三省的交界處,相接成都平原,北方與青海、甘肅兩省相鄰,東南西三面分別與成都、綿陽、德陽、雅安、甘孜等市州接壤。轄區內有大大小小如汶川、理縣等13個縣城(圖2)。

圖1 川西北阿壩州地理位置圖

圖2 川西北阿壩州行政區劃分

3 川西北阿壩州生態系統問題

除了自然活動對生態環境有著重大影響,更多的是人類工程活動對生態環境的影響,主要影響當地天然濕地水位下降,阿壩州內濕地環境退化日漸加劇,水土流失嚴重,地質環境十分脆弱,對其所在轄區內生態環境結構造成了重大影響,直接牽連到黃河、長江中下部地區的生態安全。

3.1 生態系統退化

若爾蓋縣、阿壩縣都出現了生態系統退化的問題,雖然近幾年生態狀況有所改善,但整體仍在退化。其中若爾蓋縣草地沙化嚴重,據統計,全縣沙化土地達8.03×104hm2,占全縣總面積高達7.8%,直接受到土地沙化威脅的草場面積達16×104hm2,年經濟損失高達4 100×104元。由于草畜矛盾突出過量的放牧導致草畜動態難以達到平衡,加上草原鼠蟲害猖獗,黑土灘治理難度大。全縣草原鼠害分布面積53.36×104hm2,涉及面積30×104hm2,占可利用草地的46%。鼠害年損失牧草達2×108kg以上,其害情位居阿壩州之首,并已形成16.66×104hm2的鼠荒地和1.87×104hm2的黑土灘,極大地增加了草原治理難度和成本。此外,毒草蔓延日趨嚴重。據觀測,目前全縣草地雜類草和有毒草上升10%～30%,特別是對牧畜類損傷嚴重的植物狼毒,在大部分草場均有生長,在極個別草場分布集中,不容忽視。

3.2 水土流失嚴重

若爾蓋縣地處青藏高原東部邊緣,處于黃河、長江兩大水系上游河源地區,具有重要的生態功能。若爾蓋縣在全國水土流失三級區劃和四川省省級區劃中均屬于若爾蓋丘狀高原生態維護水源涵養區,在阿壩州州級區劃屬于北部高中山高原草地生態保護和沙漠化防治區。根據水利部第一次全國水利普查水土保持普查成果和現場補充調查,結合實際調查,若爾蓋縣水土流失總面積2 691.71 km2,包括風力侵蝕2 120.83 km2,水力侵蝕570.88 km2(不含凍融侵蝕52.64 km2),侵蝕面積占全縣總面積的26%,在局部地區水土流失依然嚴重,濕地和草場的退化、土地沙化較嚴重,水土流失較大,與水土保持和生態屏障不相符,急待開展綜合治理[6]。全縣土地資源受到自然條件的影響,土地利用率不高,為82.8%,沒有利用到的土地面積高達177 259.4 hm2,主要包括沼澤地(157 976.3 hm2)、裸地(9 849.5 hm2)、沙地(5 400.6 hm2)、荒草地(3 311.5 hm2)和灘涂(757.5 hm2),占全縣總面積的17.2%。由于人類工程活動的進行,裸地、沙地和荒草地劇增,并且裸地、沙地和荒草地是水土流失發生的主要區域,在局部地區水土流失依然嚴重;過度放牧致使濕地和草場的退化、土地沙化較嚴重,導致土壤水源涵養能力低下,土地資源生產力降低,洪旱加劇,災害頻繁,泥沙淤積,毀壞水利工程,與水土保持和生態屏障不相符,急待開展水土流失綜合治理[7]。

阿壩縣地處長江、黃河支流分水嶺河源地區。根據水利部第一次全國水利普查水土保持普查成果和現場補充調查,結合實際調查,阿壩縣水土流失面積3 611.69 km2,占幅員面積的34.61%。其中輕度侵蝕為2 876.78 km2,占侵蝕總面積的79.65%;中度侵蝕為655.96 km2,占侵蝕總面積的18.16%;強烈侵蝕為56.78 km2,占侵蝕總面積的1.57%;極強烈侵蝕為16.41 km2,占侵蝕總面積的0.45%;劇烈侵蝕為5.75 km2,占侵蝕總面積的0.16%。阿壩縣水土流失的分布隨地貌形態和土地使用情況而分布不一。由于人類工程活動影響,局部地區水土流失依然嚴重,濕地和草場的退化、土地沙化較嚴重,水土流失較大,與水土保持和生態屏障不相符,急待開展綜合治理[8]。裸地、沙地、荒草地和疏林地是水土流失發生的主要區域,退化的濕地和草場,土地沙化較嚴重,導致土壤水源涵養能力低下,土地資源生產力降低,洪旱加劇,災害頻繁,泥沙淤積,毀壞水利工程。

3.3 地質環境脆弱

受自然和人為因素的綜合影響,若爾蓋縣和阿壩縣的地質環境受到極大影響,由于礦山開采導致土地資源壓占和損毀問題突出。礦產資源的開發與利用在經過一系列對地下礦產的人類工程活動后,其過程勢必會對土地資源與生態環境造成一定影響。其中土地損毀方式主要是露天采場剝離表土造成土地損毀;土地壓占方式主要是工業廣場壓占、廢石壓占、尾礦壓占,壓占與破壞土地類型包括林地、草地、建筑用地和部分耕地[9]。礦山開采導致部分地區地形地貌景觀破壞嚴重。礦產資源開發活動造成山體破損、巖石裸露、次生裸地、疏林地、灌木叢、草地等自然景觀的影響率,同時對礦區周邊各類保護區、重要城鎮、主要交通干線兩邊的可見范圍內的視覺影響。特別是對于地形地貌而言,露天裸露開采礦山對其的破壞最為嚴重,損壞也最大。

4 生態保護措施

4.1 水環境生態保護

實施嚴格的水資源管理措施,通過節水減排與節水灌溉的方式針對入河污水的排放檢查,嚴格管控飲用水資源的消耗,從而實現水環境生態保護和水資源的有效保護、合理分配、高效轉化利用[10,11]?？刹捎梅篮楣こ?、供水工程、灌溉工程對水資源使用做到精準有效的分配,采用水生態修復工程、水利樞紐工程對水資源的運輸、循環使用做出監管,從而達到水環境生態保護的目標。

其次,適當增加對于處理水環境污染破壞的政策,相關部門對于保護水環境應采取有效宣傳,增強人們的環保意識。同時對于排放工業污水的總量應該給予嚴格的控制,對于工廠定期檢測排污水是否合格是否達到排放標準,如果超標,應當加大處罰力度。

4.2 草原生態保護

圍繞全縣草原、濕地和森林的突出生態問題,為有效提高草原的生態和生產功能,遏制濕地退化及萎縮趨勢,維持和提高森林生態系統的生態功能,可采取:(1)草原生態保護;(2)退化草地治理示范;(3)現代草牧業示范;(4)濕地生態恢復;(5)天然林資源保護;(6)森林災害綜合防治;(7)城鄉統籌綠化;(8)珍稀野生動植物保護等來推動草原濕地森林的整體生態保護修復[12]。

4.2.1 草原圍欄建設

為加快喬灌草植被生長,提高植被覆蓋,改善自然生態,對天然草原進行圍欄封禁,防治牛羊踐踏和人為干擾[13]。圍欄禁牧是一種高效有用的草地恢復措施,它的優點就是投資少、見效快、簡單易于實施,從而被廣泛地運用在世界各地,也是我國主要采取的方法來實現退牧還草。實施圍欄禁牧之后,通過對現實諸多實例的觀察分析,認為這種建設有利于保護增加草原生態系統的多樣性和恢復生態服務功能,最后能達到提高草地群落總生物量、改善草地土壤結構的目的。因此應達成兩點共識:第一,圍欄建設是管理草原的一種手段,是保護維持草原生態系統多樣性的有效工具;第二,圍欄建設在我國草地保護方面發揮著積極作用,已經被我國普遍接納采用。

4.2.2 濕地生態恢復技術

濕地生態保護恢復主要包括地形改造、基質、水質、植被恢復和岸帶保護等方面。

(1) 地形改造技術

主要包括整體地形改造、水文聯通建設、岸帶地形改造、淺灘營建等方面。

(2) 基質恢復技術

① 防滲層建設:宜采用黏土,使其均勻覆蓋地表,黏土層厚5～10 cm,機械夯實后透水浸泡1次至曬干,黏土標準按照GB/T 50145規定執行?？梢凿佋O多層黏土,以滿足防滲需求。不得使用混凝土、水泥等硬質鋪裝材料。

② 種植土層恢復:宜采用有機質土,均勻覆蓋在地表,種植土層厚5～50 cm,透水浸泡1次,標準按照GB/T 50145規定執行。種植土層恢復可采用分層覆土、種植坑覆土、種植槽覆土和種植帶覆土等不同方式。在開闊區宜進行分層覆土,對種植坑、種植槽宜采用局部深層覆土[14]。

(3) 水質恢復技術

① 外源污染攔截:位于濕地恢復與建設區上游,應在外部水體進入濕地恢復與建設區處建設處理濕地,建設方法按照HJ 2005規定執行。以再生水為濕地補給水源的,宜在補水入口處建設處理濕地,建設方法按照HJ 2005規定執行。

② 內源污染處理:遭受污染的水體,可以通過對岸帶基質重新配置,加強對水體污染物的吸收消解能力。在岸帶科學合理地配置與種植具有較強吸收污染物的濕地植物,從而達到減少甚至清除水中污染物的目的。對不流動的受污染水體,可通過建設生態漂浮島在水面上,生態浮島一般可采用竹材等輕質對生態環境無污染的環保材料建筑主要浮體,浮體上種植吸收污染物能力強的濕地植物。生態浮島可以根據現場實際要求可置于水體中央,也可以沿著岸帶布防。

4.3 礦山環境生態保護

礦山地區的過度開采,已經嚴重威脅到了周邊的生態環境,同時也會加劇土地污染問題對生態系統造成極大的破壞。以保護礦山生態環境為目標,通過科技手段,遵循生態規律、經濟規律和城市發展需求,正確處理礦山遺留環境,轉換思路,變廢為寶,綜合治理[15]。因地制宜處理人和自然環境和諧關系,促進生態效益、社會效益和經濟效益的協調發展。

4.3.1 復墾工程技術

礦區受損土地主要分為兩個方面:一是開挖占用的土地被破壞,包括工程工地、煤場和場外道路;二是采空區沉降破壞土地。

(1) 被采空區破壞的土地采取的措施

輕度采空區:平整土地針對采空區地表沉降深度低于2 m的區域。為了減少地質災害對礦山地質環境的影響,處理后地表的附加傾角為5°。在找平過程中,應盡可能保持找平單元中開挖和填充的平衡,以減少土的移動量。

中采空區和重度采空區:地表沉降深度大于2 m的區域為中度地表沉降區和重度地表沉降區。地面沉降區30 cm表土層應就近臨時剝離堆放,然后進行機械坡切割工程,回填采空區地表沉降,以消除采空區地表沉降造成的附加邊坡,確保整體地形坡度與周圍地形相協調,并符合草原復墾的質量要求。

(2) 植被恢復

植被恢復到原來的天然草原地型,根據區域植被特征,使用耐旱牧草金針茅播種前,種子應在陽光下放置2～3 d,以打破休眠,改善發芽,并減少強弱幼苗之間的差異。每10 kg種子應使用10～20 kg水浸泡24 h發芽[16]。植被播種后自然生長,后期對草種進行人工復播的管理措施,使復墾區與周圍環境相協調[17]。

4.3.2 管理監測措施

復墾監測主要包括受損土地、土壤質量和植被監測。對受損土地的監測方式為人工巡查。定期監測受損土地的類型、面積和程度,掌握受損土地狀況,安排后續工作[18,19,20]。土壤監測主要考察復墾區土壤的背景值。通過比較復墾區土壤有機質含量占比,判斷采伐對復墾區土壤肥力和質量的影響[21]。衛星遙感圖像用于監測植被,對填土區植被類型、蓋度、群落分布結構和植被生長情況進行取樣和監測[22]。

5 結論

基于山水林田湖草生命共同體理念,為維護人類賴以生存的生態系統,對川西北阿壩生態示范區中具有代表性地區生態環境現狀進行調查,探尋了人類生活活動對這些地區生態環境的影響,結合了山水湖田林草與不同因素之間的關系,以整體系統提供生態系統服務的能力作為衡量生態保護重要性的標準,依據生態系統退化程度,確定保護目標與治理措施。

生態環境是人們賴以生存的基礎,希望通過對川西北阿壩州生態環境的研究能引起未來對于生態系統保護的重視,山水林田湖草理念能夠深入人心,從現實與精神雙方面展開生態環境的保護,促進經濟增長,實現國家富強。