郭宏忠，江 東，蔣光毅，史東梅，劉益軍，于亞莉，汪三樹

(1.重慶市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站，重慶 401147；2.西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；3.重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計(jì)研究院，重慶 400020)

重慶市水土保持科技需求及重點(diǎn)領(lǐng)域

郭宏忠1，江 東1，蔣光毅1，史東梅2，劉益軍2，于亞莉3，汪三樹3

(1.重慶市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站，重慶 401147；2.西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；3.重慶市水利電力建筑勘測設(shè)計(jì)研究院，重慶 400020)

土壤侵蝕；水土保持；科技；重慶市

重慶市位于三峽庫區(qū)腹地，庫區(qū)城鎮(zhèn)搬遷、移民后靠安置、經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)等使得人為水土流失加劇，做好其水土保持工作對(duì)三峽工程長期安全運(yùn)行、長江中下游防洪與生態(tài)安全等具有重要意義。根據(jù)重慶市大城市、大農(nóng)村、大庫區(qū)的特點(diǎn)，提出水土保持科技發(fā)展的7個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，包括區(qū)域土壤侵蝕環(huán)境和侵蝕類型辨識(shí)、小流域水沙規(guī)律及治理模式、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目侵蝕特征及調(diào)控技術(shù)、流域水土流失面源污染機(jī)理及調(diào)控技術(shù)、水土保持措施防蝕機(jī)理及適宜性評(píng)價(jià)、流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制及標(biāo)準(zhǔn)、水土流失快速調(diào)查及監(jiān)測評(píng)價(jià)技術(shù)等。此外，還應(yīng)密切關(guān)注基礎(chǔ)性水土保持監(jiān)測站點(diǎn)建設(shè)、三峽庫區(qū)典型小流域治理模式探索、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失定量化分析、新技術(shù)新材料新方法推廣應(yīng)用等。

重慶市在全國水土保持區(qū)劃中屬西南紫色土區(qū)(四川盆地及周圍山地丘陵區(qū))。據(jù)全國水利普查結(jié)果，2011年重慶市水土流失面積3.14萬km2，占土地總面積的38.06%，其中中度及以上水土流失面積2.07萬km2，占水土流失面積的66.06%，土壤侵蝕模數(shù)3 392.59 t/(km2·a)，年土壤侵蝕量達(dá)1.06億t。重慶市地處三峽庫區(qū)腹心地帶，庫區(qū)城鎮(zhèn)搬遷、移民后靠安置、經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)等使得庫區(qū)人為水土流失加劇，庫區(qū)的水土保持工作對(duì)三峽工程長期安全運(yùn)行、長江中下游防洪與生態(tài)安全等具有重要意義。在水利部《全國水土保持科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2008—2020年)》的指導(dǎo)下，根據(jù)重慶市土壤侵蝕環(huán)境和水土保持工作特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外土壤侵蝕與水土保持發(fā)展趨勢，對(duì)重慶市水土保持科技需求與重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行了分析和探討。

1 重慶市水土保持科技需求

(1)三峽庫區(qū)安全運(yùn)行的水土保持科技需求。重慶市地處我國典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，所轄的巫山縣、巫溪縣、奉節(jié)縣、云陽縣、開縣、萬州區(qū)、涪陵區(qū)、豐都縣、武隆縣、石柱縣、長壽縣、渝北區(qū)、巴南區(qū)、江津區(qū)及重慶核心城區(qū)均屬三峽庫區(qū)。庫區(qū)原生生態(tài)環(huán)境脆弱，坡耕地分布廣、墾殖指數(shù)高，人為水土流失嚴(yán)重[1]，尤其是在三峽工程建成后，受到人為因素的強(qiáng)烈干擾，引發(fā)了一系列嚴(yán)重的水土流失、地質(zhì)災(zāi)害、面源污染等。根據(jù)庫區(qū)生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)和三峽工程水庫安全運(yùn)行需要，重慶市水土保持工作應(yīng)將水土流失導(dǎo)致的泥沙淤積和面源污染作為研究重點(diǎn)，探索相應(yīng)的治理措施與技術(shù)。

(2)流域可持續(xù)發(fā)展的水土保持科技需求。長期以來，在長江上游和西南諸河區(qū)已形成了包含以坡改梯和坡面水系為主的坡耕地綜合整治、泥石流和滑坡重點(diǎn)治理、清潔小流域建設(shè)、石漠化綜合防治、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持等水土流失治理模式[2-4]。根據(jù)流域可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，對(duì)市縣(流域)范圍內(nèi)自然因素和人為因素在水土流失和水土保持方面的影響和作用進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，構(gòu)建流域生產(chǎn)力模型，以探討自然資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與移民環(huán)境容量之間的相互作用和定量關(guān)系，這對(duì)于有效防治坡耕地水土流失、促進(jìn)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高農(nóng)民收入和生活水平具有重要的科學(xué)意義和實(shí)踐價(jià)值。

(3) 水土保持行業(yè)規(guī)范化管理的科技需求。隨著水土保持項(xiàng)目規(guī)范化管理理念的貫徹落實(shí)，科研、管理人員要密切結(jié)合學(xué)科發(fā)展方向和社會(huì)實(shí)踐加強(qiáng)系統(tǒng)研究[5]，積極探索科技成果轉(zhuǎn)化的有效途徑[6]。根據(jù)行業(yè)和科技發(fā)展趨勢，結(jié)合重慶市的實(shí)際情況，制定水土保持科技規(guī)劃，明確今后的工作重點(diǎn)，通過加強(qiáng)科技培訓(xùn)、加快工程建設(shè)，逐步提高水土保持科技貢獻(xiàn)率。

2 重慶市水土保持科研的基本原則

(1)將三峽庫區(qū)水土保持作為重慶市水土保持的特色和重點(diǎn)。三峽庫區(qū)(重慶段)水土流失主要發(fā)生在受人類活動(dòng)影響強(qiáng)烈的旱坡地和疏林地[7]，存在嚴(yán)重的坡耕地水土流失、消落帶土壤侵蝕及水位周期性變化引起的崩塌、滑坡、泥石流等，獨(dú)特的侵蝕特征和惡劣的環(huán)境條件對(duì)重慶市水土保持科技發(fā)展和集成創(chuàng)新提出了較高要求。

(2)根據(jù)區(qū)域特色，將水土保持理論研究與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。根據(jù)重慶市大庫區(qū)、大農(nóng)村、大都市特點(diǎn)，堅(jiān)持水土保持科技發(fā)展服務(wù)流域治理、生態(tài)修復(fù)、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的原則，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究。

(3)重點(diǎn)突破，長遠(yuǎn)目標(biāo)與近期目標(biāo)相結(jié)合。重慶市水土保持工作既有以土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整為中心的大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，又具有為流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)環(huán)境支持功能。因此，重慶市水土保持科技工作應(yīng)以三峽庫區(qū)坡耕地整治和消落帶保護(hù)研究為重點(diǎn)，以泥沙輸移、面源污染防控研究為近期目標(biāo)，遠(yuǎn)期目標(biāo)應(yīng)關(guān)注提高土地生產(chǎn)力和生態(tài)環(huán)境容量的相關(guān)技術(shù)問題。

(4)注重實(shí)用技術(shù)和高新技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合。重慶市水土保持部門在引進(jìn)國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上加強(qiáng)集成創(chuàng)新，分析、應(yīng)用和推廣水土保持新材料、新技術(shù)、新工藝，加快實(shí)用性強(qiáng)、易接受、成本低、見效快的實(shí)用技術(shù)開發(fā)、集成與傳統(tǒng)工藝改造，鼓勵(lì)實(shí)用技術(shù)推廣和高新技術(shù)應(yīng)用，以提高水土保持科技含量。

3 重慶市水土保持科技發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域

(1)區(qū)域土壤侵蝕環(huán)境和侵蝕類型辨識(shí)。區(qū)域性土壤侵蝕過程和發(fā)生機(jī)理研究是合理配置水土保持措施、進(jìn)行流域綜合治理的理論依據(jù)和前提條件[8]。重慶市水土流失和土壤侵蝕環(huán)境具有多方面的特殊性：首先，在重慶市分布面積最廣的紫色土是一種高侵蝕性的巖性土，紫色土坡耕地土地生產(chǎn)力在土壤侵蝕過程中并未呈現(xiàn)出明顯的“水土流失—土地生產(chǎn)力下降”規(guī)律[9]，這在一定程度上造成當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不足；其次，由于庫區(qū)坡耕地分布面積大且墾殖率高，坡耕地水土流失不僅成了三峽庫區(qū)泥沙的來源地，而且破壞了土壤的水源涵養(yǎng)功能，加劇了干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的不利影響；再次，三峽庫區(qū)的庫岸崩塌、消落帶土壤侵蝕是在水力-重力復(fù)合交替作用下產(chǎn)生的，同時(shí)面源污染造成的水體富營養(yǎng)化將直接影響水庫功能發(fā)揮。根據(jù)上述特點(diǎn)，重慶水土保持重點(diǎn)研究領(lǐng)域有紫色土丘陵區(qū)坡耕地侵蝕發(fā)育過程、機(jī)制、防治途徑及流失量計(jì)算，土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)度評(píng)估與預(yù)警[6]，水力侵蝕臨界條件及土壤侵蝕危險(xiǎn)期確定[10]，土壤抗侵蝕能力的物理機(jī)制及評(píng)價(jià)指標(biāo)，土壤侵蝕與水土保持的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)等。

(2)小流域水沙規(guī)律、流域治理模式和小流域健康評(píng)價(jià)研究。泥沙輸移比是反映流域水流輸送侵蝕泥沙能力的重要指標(biāo)[2]。對(duì)三峽庫區(qū)重慶段各級(jí)流域來說，分析泥沙輸移比特征有助于評(píng)價(jià)坡面水土保持措施和流域治理工程的減水減沙效益，從而合理估算入庫泥沙量，保證三峽工程永續(xù)利用。因此，重慶市水土保持工作應(yīng)重點(diǎn)研究各種時(shí)空尺度下的土壤侵蝕過程及影響因素定量化分析、水土流失/流域治理的空間尺度轉(zhuǎn)換、小流域侵蝕泥沙來源及泥沙輸移比特征、流域水土保持措施效益分析評(píng)價(jià)、流域水土資源開發(fā)及高效利用模式、流域治理的“尺度-結(jié)構(gòu)-過程”模式分析等。

(3)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目侵蝕特征及調(diào)控技術(shù)研究。生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目造成的水土流失類型和形式與流域內(nèi)傳統(tǒng)陡坡開墾、破壞植被等引發(fā)的水土流失存在明顯差異，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失在侵蝕動(dòng)力、侵蝕對(duì)象、侵蝕類型和水土流失形式、防治范圍及對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的影響等方面與流域水土流失原理、措施體系有本質(zhì)區(qū)別[11-12]。針對(duì)生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目人為水土流失狀況，加強(qiáng)線性、點(diǎn)(面)狀生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目和工礦區(qū)土壤侵蝕環(huán)境、侵蝕類型分析，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失預(yù)測模型及適用性評(píng)價(jià)，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目誘發(fā)性土壤侵蝕危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目植被生態(tài)修復(fù)模式及技術(shù)體系，邊坡工程綠化新技術(shù)應(yīng)用及效應(yīng)評(píng)價(jià)等方面的研究。

(4)流域水土流失面源污染機(jī)理及調(diào)控過程研究。農(nóng)業(yè)面源污染已成為水環(huán)境污染的最重要來源，水土流失造成的徑流和泥沙攜帶污染物不僅會(huì)造成水體富營養(yǎng)化，而且會(huì)導(dǎo)致土地退化、肥力降低等[13]。針對(duì)國內(nèi)非點(diǎn)源污染防治多采用基于發(fā)生過程模擬而提出污染控制技術(shù)措施的現(xiàn)狀，重慶市水土流失面源污染問題重點(diǎn)研究領(lǐng)域有面源污染形成過程、污染物富集和遷移規(guī)律，非點(diǎn)源污染模型土壤侵蝕因子計(jì)算，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染模型及適用性評(píng)價(jià)，水源地面源污染防治技術(shù)，生態(tài)清潔型小流域建設(shè)技術(shù)體系，流域尺度面源污染防治措施及控制技術(shù)體系等，特別要加強(qiáng)岸邊帶生態(tài)系統(tǒng)的廊道、緩沖帶和植被護(hù)岸功能及其在防治非點(diǎn)源污染和土壤侵蝕方面的作用研究等[14]。

(5)水土保持措施防蝕機(jī)理及適宜性評(píng)價(jià)。常用的水土保持措施有耕作措施、林草措施、工程措施和規(guī)劃管理措施等[2]。根據(jù)重慶市實(shí)際，水土保持工作重點(diǎn)研究領(lǐng)域有水土保持措施的防侵蝕性機(jī)理及適用性評(píng)價(jià)，“3S”技術(shù)在小流域治理措施布置中的應(yīng)用，流域/區(qū)域尺度水土保持措施效益分析及環(huán)境評(píng)價(jià)，水土保持林草優(yōu)良品種引進(jìn)、培育和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)技術(shù)，參與式農(nóng)戶水土保持模式等。

(6)流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制及標(biāo)準(zhǔn)研究。流域生態(tài)補(bǔ)償是以實(shí)現(xiàn)社會(huì)公正為目的，在流域內(nèi)上下游各地區(qū)間實(shí)施的以支付生態(tài)補(bǔ)償金為主要內(nèi)容的行為[15]，通過建立能協(xié)調(diào)相關(guān)主體在水土保持生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)利益之間的分配關(guān)系、激勵(lì)水土保持行為的相關(guān)政策法規(guī)及制度等，以經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償形式解決利益分配不公平的問題[16]。相關(guān)方面重點(diǎn)研究領(lǐng)域有流域生態(tài)系統(tǒng)功能及其作用機(jī)理[17]，流域水系環(huán)境背景值及環(huán)境容量，重慶市水土保持生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制、主體客體和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)[18]，重大水利工程對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的影響，三峽庫區(qū)水陸交錯(cuò)帶生態(tài)過程及功能，三峽庫區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)補(bǔ)償機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)和管理體制等。

(7)水土流失快速調(diào)查及監(jiān)測評(píng)價(jià)技術(shù)研究。我國水土流失治理已從單一維護(hù)土地生產(chǎn)力目標(biāo)轉(zhuǎn)向保護(hù)侵蝕區(qū)生態(tài)環(huán)境、保證當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和減少非侵蝕區(qū)損失、保證生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)等多目標(biāo)并重的階段發(fā)展[6]。但是，目前重慶市土壤侵蝕調(diào)查和水土保持評(píng)估方法主要采用基于區(qū)域調(diào)查的宏觀評(píng)價(jià)和微觀小區(qū)試驗(yàn)方法，其調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果難以直接外推或應(yīng)用到其他區(qū)域，因此急需開展水土流失快速調(diào)查及評(píng)估體系方面的研究。相關(guān)方面重點(diǎn)研究領(lǐng)域有基于“3S”技術(shù)的土壤侵蝕與水土保持評(píng)價(jià)技術(shù)、基于數(shù)學(xué)模型的土壤侵蝕快速調(diào)查與水土保持技術(shù)、水土流失因子快速測度儀器開發(fā)與應(yīng)用、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失快速調(diào)查及監(jiān)測技術(shù)、區(qū)域性數(shù)字水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、水土保持信息基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建技術(shù)規(guī)范等。

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(責(zé)任編輯 李楊楊)

S157

A

1000-0941(2015)01-0058-03

郭宏忠 (1979—)，男，山西鄉(xiāng)寧縣人，高級(jí)工程師，碩士，從事水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、規(guī)劃與管理工作。

2014-07-15