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水土保持生态修复工程水土保持监测设计:以江西省安远县水土保持生态修复试点工程为例

2011-02-16万云江谢颂华

中国水土保持 2011年12期
关键词:安远县林草项目区

万云江,谢颂华,王 农

(1.鄱阳湖水利枢纽建设办公室,江西南昌330046;2.江西省水土保持科学研究所,江西南昌330029)

1 项目区概况及项目目标

江西省安远县水土保持生态修复试点工程地处珠江水系东江的源头,镇江河一级支流新田河流域。项目区土地总面积234 km2,占镇江河流域面积的24.4%,占安远县土地总面积的9.9%。项目区属低山丘陵区,地貌复杂。区内气候温和,年平均气温17.7℃,极端最低气温-7.2℃,极端最高气温37.5℃,年均降水量1 477.4 mm,年均无霜期283 d。土壤主要为花岗岩、石英岩、泥质岩形成的红壤、黄壤、黄棕壤,多偏酸性。项目区涉及安远县的三百山和孔田两个镇,共28个村(居)委会264个村民小组43 294人。区内现有水土流失面积3 800 hm2,占土地总面积的16.2%,其中:轻度侵蚀2 142.06 hm2,占水土流失面积的56.37%;中度侵蚀1 188.60 hm2,占31.28%;强烈及其以上469.34 hm2,占12.35%。

根据水利部新的治水思路,该项目实施遵循生态自然规律,充分利用光、热、水、生物等自然资源,通过实行大面积封育保护,适当补植林草,结合反坡台地修筑、山塘修筑、崩岗治理以及沼气池修建,依靠大自然的自我修复能力,迅速恢复植被,有效控制水土流失,改善农业生产条件和生态环境,提高农业综合生产能力,优化农村产业结构,促进农民增收,使项目区走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,最终实现人与自然和谐共处的目标。为了提高项目执行水平,科学、及时、准确地反映项目建设的成效,必须对水土保持生态修复试点工程3年期间的实施进度、质量、生态效益、社会效益和经济效益等进行跟踪监测,以确保项目顺利实施并达到预期目标。

2 监测范围和内容

2.1 监测范围

监测区域为试点工程的整个项目区,包括安远县的三百山和孔田2个镇的28个行政村,总面积234 km2。

2.2 监测内容

监测内容的确定是监测实施的前提条件,我们依据水土保持生态修复工程的特点,在确定该修复工程监测内容的同时,结合安远县水土保持生态修复工程的实施情况,对监测项目有所侧重地进行了监测。

(1)项目区土壤侵蚀环境因子状况监测。影响土壤侵蚀的环境因子主要有地形、地貌、土壤、植被、气象、水文等,由于安远县生态修复工程主要采取封育保护、人工补植林草等措施进行治理,因此对土壤和植被的影响较大,我们将土壤和植被作为土壤侵蚀环境因子监测的重点。监测的一般项目为地形、地貌、气象、水文,重点项目为土壤和植被。土壤监测指标主要有土壤类型、土壤质地、土壤厚度、土壤有机质、pH值、N、P、K等,植被监测指标主要包括植物的种类、数量、林草生长量和植被覆盖度等。

(2)项目区水土流失状况监测。项目区水土流失状况监测项目主要包括项目区水土流失类型、面积、分布、水土流失量和水土流失强度变化情况以及对下游和周边地区社会、经济发展的影响、造成的危害情况等。生态修复工程的实施对项目区水土流失类型、分布影响不大,但对水土流失面积、水土流失量和水土流失强度变化影响非常大,因此我们将水土流失面积、水土流失量和水土流失强度变化作为项目区水土流失状况监测的重点。

(3)项目执行情况监测。项目执行情况监测项目主要包括项目区封育保护、人工补植林草、崩岗治理和修筑反坡台地、塘坝、沼气池等的数量、规模、分布、实施进度及实施质量(实施质量主要指塘坝、沼气池等的安全稳定性,人工补植林草的成活率、保存率等)。生态修复实施的好坏取决于人为因素对自然环境扰动强烈的程度,其中监督管护和能源结构调整又是防止人为干扰的关键措施,因此我们将封育保护和沼气池的监测作为项目执行情况的监测重点。

(4)水土保持生态修复效益监测。水土保持生态修复效益监测是项目监测的重中之重,它直接反映项目区修复工程实施的效果,其监测内容可结合项目区土壤侵蚀环境因子监测、水土流失状况监测和项目执行情况监测进行统筹考虑。主要包括以下项目:①项目区水土保持生态修复措施蓄水保土效益监测。主要包括项目区水土保持生态修复措施的蓄水效率、保土效率和项目区内主要河流的洪峰流量、泥沙含量变化情况。蓄水效率、保土效率可结合水土流失状况监测中的水土流失量监测以及项目执行情况的监测内容进行,河流的洪峰流量、泥沙含量变化情况可结合项目区土壤侵蚀环境因子监测中的水文因子监测进行。②项目区社会效益监测。主要包括对农民人均纯收入、人均产粮、农村能源结构、土地利用结构、农村产业结构等情况的监测,具体可结合项目执行情况监测中的反坡台地修筑、人工补植林草、沼气池修建等指标进行监测。③项目区经济效益监测。主要是对实施水土保持措施的土地上生长的植物产品(未经任何加工转化)的增产量和增产值进行监测,具体包括封禁保护、人工补植林草、反坡台地修筑等所增产的木材枝叶、活立木以及农产品等的效益。实际监测中可结合项目执行情况监测中的反坡台地修筑、人工补植林草、封育保护等指标进行监测。

3 监测方法

对应于监测项目,我们设计了具体的监测方法。

3.1 地形地貌

(1)监测指标和方法。监测指标包括地貌类型、沟壑密度和地面坡度。各地貌类型面积采用1∶10 000地形图进行量算。沟壑密度采用水文网络法进行量算,具体为:先在1∶10 000地形图上将项目区划分为若干个集水区,再分别量算每个集水区内的沟道长度L(长度200 m以上的支毛沟都应量算)和集水区面积S,用L/S求得每个集水区的沟壑密度值,最后将各集水区的沟壑密度值加权平均得到项目区的沟壑密度。坡度按6 级划分,即≤5°、5°~8°、8°~15°、15°~25°、25°~35°和>35°[1],在1∶10 000地形图上采用代表断面法进行量算。

(2)观测频次。只对地形地貌进行1次观测,安排在项目实施前水土流失现状调查时进行。

3.2 土壤

(1)监测指标和方法。土壤监测指标主要有土壤类型、土壤质地、土壤厚度、土壤养分(有机质、pH值、N、P、K等)。土壤类型、土壤质地可查阅土壤志或农业区划等相关资料获取;土壤厚度、土壤养分可采用典型样地取样,室内进行理化分析的方法实测。

(2)观测频次。地面组成物质(土壤)安排在项目实施前和实施期末各调查观测1次。

3.3 植被

(1)监测指标和方法。监测指标主要有植物种类、植被类型、林草生长量、林草植被覆盖度等。植物种类、植被类型、林草生长量采用样方法进行调查和监测,样方投影面积大小为乔木林20 m×30 m、灌木林10 m×10 m、草地2 m×2 m(应结合土壤监测的样地进行)。林草植被覆盖度在野外一般采用针触法(纳入计算的林地或草地面积,其林地的郁闭度或草地的盖度应大于20%)量算。

(2)观测频次。分别在项目实施前和项目实施期末各观测1次项目区植被状况。

3.4 气象

(1)监测指标和方法。指标有降雨、径流量、光照与温度等。①降雨。主要包括年降雨量、年降雨量的季节分布和暴雨情况。②径流量。包括最大年、最小年径流量和多年平均径流量。③光照与温度。主要包括年平均气温、最冷月(1月)和最热月(7月)平均温度、极端最高温度、极端最低温度、≥10℃的年活动积温、无霜期、日照时数等。

(2)观测频次。气象因素的监测主要是采用收集有关气象观测站资料的方式获取。除降雨量、暴雨次数要求在项目实施前和实施期末各调查1次外,其他气象指标均在项目实施前的水土流失现状调查时开展1次调查。

3.5 水土流失状况监测

(1)监测指标。主要监测侵蚀的形式、分布、面积及其危害,并实地测量土壤流失量。

(2)监测方法。①项目区土壤侵蚀的形式、分布、面积及其危害,采用野外实地调查的方式进行调查,获取所需数据资料。②土壤流失量主要采用桩钉法和类比法两种方法进行监测。桩钉法具体为:选择典型样地(对应于植被监测的样地进行),在项目实施第一年的汛期前将直径0.6 cm、长50 cm的钢钎按一定距离分上中下、左中右纵横各三排沿垂直方向打入地面,沿地表给钢钎涂上红漆,编号登记入册[2]。每年汛期结束,按编号测量侵蚀厚度,并在样地内取土样测得土壤容重(对应于土壤监测的样地进行),进而可计算出样地的土壤侵蚀模数。类比法具体为:根据气象、地形、土壤、植被等情况,类比同一类型区水土保持站的观测资料。

(3)观测频次。①土壤侵蚀的形式、分布、面积及其危害,在项目实施前和实施期末各观测1次。②土壤侵蚀量在每年汛期前后各观测1次。

3.6 生态修复措施实施的数量及质量

(1)监测指标和方法。指标主要包括各项修复措施(包括封育保护、人工补植林草、反坡台地修筑、崩岗治理)的分布、规模和数量以及林草措施的成活率、保存率,塘坝的保存率和安全稳定性。采用野外实地抽样调查结合GPS动态测量的方式进行监测。

(2)观测频次。在项目实施前和实施期末各调查监测1次。

3.7 生态效益监测

(1)监测指标和方法。指标主要包括蓄水效益、缓洪效益和保土效益,项目区内主要河流的径流量、洪峰流量、泥沙含量等。保土效益可结合典型样地土壤侵蚀量的测定进行推算,其他指标可收集有关水文站点的观测资料以及暴雨观测资料分析获取。

(2)观测频次。在项目实施前和实施期末各观测1次。

3.8 社会效益监测

3.8.1 土地利用状况

(1)监测指标和方法。土地利用类型主要包括:耕地、林地(天然林地和人工林地)、草地(天然草地和人工草地)、园地、荒地、水域、其他用地(村庄、道路及工矿用地)、难利用地等,采用土地管理部门的两级分类体系标准监测用地的分布和面积。土地利用状况监测主要是通过查阅当地土地部门的土地利用现状资料和野外实地调查的方法获得所需数据。

(2)观测频次。在项目实施前和实施期末各观测1次。

3.8.2 社会经济状况

(1)监测指标和方法。指标包括:①人口与劳力。重点是人口总数、人口密度、农业人口与非农业人口、劳力总数、农业与非农业劳力、人口自然增长率等。②产业结构状况。项目区农业总产值,农、林、牧、渔、工副业产值结构。③群众生活能源结构。农户燃料来源,沼气池、以电代柴、以气代柴、省柴灶等推广情况,群众生活能源结构状况。④人民生活水平。人均产值、农民人均纯收入、人均占有粮食、人均占有牲畜量等。⑤其他。人均耕地、粮食单产、粮食总产量、年牲畜存栏数量、年牲畜出栏数量等。

社会经济状况监测主要是通过对典型农户的调查访问、收集资料等获取有关数据。

(2)观测频次。在项目实施前和实施期末各调查1次。

3.9 经济效益监测

(1)监测指标和方法。主要监测封育保护、人工补植林草等措施所增产的枝条、活立木蓄积量和饲草产量,反坡台地修筑增产的农产品产量等,并按当地市场价格折算成经济效益。经济效益监测设立典型样地进行长期定位观测。

(2)观测频次。对于枝条、活立木蓄积量,在项目实施前和实施期末各调查1次;对于饲草产量、农产品产量每年调查1次。

4 监测成果

安远县水土保持生态修复试点工程水土保持监测提交以下监测成果:①《江西省安远县水土保持生态修复试点工程水土保持监测成果报告》;②项目区地理位置图;③项目区水土流失动态变化图;④项目区水土保持生态修复措施竣工图;⑤有关土壤侵蚀、水土保持措施和植被恢复等的监测数据表格。

5 结语

以江西省安远县水土保持生态修复试点工程为例,对水土保持生态修复工程的监测内容、方法以及提交的成果等方面进行了初步的探讨,具有一定的借鉴意义。但生态修复是水土保持工作的一项新课题,生态修复工程的水土保持监测工作更是一项全新的挑战,生态修复工程水土保持监测作为完善生态修复技术方法、促进生态修复工程有效实施、评价生态修复工程效益的必要基础和手段以及领导和政府部门决策的支撑,其监测的范围、内容、技术方法以及需提交的监测成果等都急需进行专门深入的研究,并建立一套成熟完善的监测技术和评价体系,以提高监测的规范性、时效性、准确性和可操作性。

[1]SL 190—2007,土壤侵蚀分类分级标准[S].

[2]SL 277—2002,水土保持监测技术规程[S].

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