黃土丘陵

黃土丘陵按其形態可以分為兩種；長條形稱為“梁”，橢圓形或圓形的稱為“峁”。梁和峁的頂部面積都不大，但斜坡所佔的面積卻很大，坡度一般為10—35度。黃土梁、峁地區地面非常破碎，溝谷密度很大。山西省的漳河、沁河上、中游流域和陝北、隴東黃土高原的北部，黃土丘陵分佈廣泛。如革命聖地延安所在地，就是黃土梁、峁的分佈區，那裡的梁、峁海拔一般在1000—1300米，相對高度為60—150米。黃土丘陵地區，水土流失嚴重，植樹、種草，修築梯田，進行水土保持的任務十分艱巨。

黃土丘陵溝壑區分佈廣，涉及7省（區），面積21.18萬km2，主要特點是地形破碎，千溝萬壑，15°以上的坡面面積佔50～70%。依據地形地貌差異分為5個副區。1～2副區主要分佈於陝西、山西、內蒙三省（區），面積為9.16萬km2，該區以梁峁狀丘陵為主，溝壑密度2～7km/km2，溝道深度100～300m，多呈“U”型或“V”字型，溝壑面積大，溝間地與溝谷地的面積比為4：6。3～5副區主要分佈於青海、寧夏、甘肅、河南四省區，面積12.02萬km2，該區以梁狀丘陵為主，溝壑密度2?4km/km2。小流域上游一般為“澗地”和“掌地”，地形較為平坦，溝道較少；中下游有沖溝。黃土丘陵溝壑區是中國乃至全球水土流失最嚴重的地區。水土流失不僅成為困擾該區農業可持續發展和人民脫貧致富的主要問題，而且也為黃河下游地區帶來一系列的生態環境問題。

黃土丘陵溝壑區的淤地壩工程具有良好的生態和經濟效益，主要表現在攔截泥沙、改善耕作條件、增加糧食產量

等方面。隨著經濟社會與生態環境建設的發展，壩系建設存在的壩地利用率低、種植結構不合理、運行狀況不良、鹽鹼化嚴重等問題也越來越突出。根據多年來淤地壩建設的經驗，應通過加強配套工程建設、加強病險壩維修改造、優化運行方式等途徑加以解決。

淤地壩是黃土丘陵溝壑區治理水土流失的最後一道防線，因其強大的攔泥淤地及生產效益在黃土丘陵溝壑區得到大力發展，其蓄洪攔泥的最終產物——壩地是寶貴的土地資源。目前，黃土高原已有壩地38萬多HM2，其中黃土丘陵溝壑區壩地面積達14.63萬ｈｍ２。20世紀90年代以來治溝骨幹壩得到大力發展，對提高本地區小流域淤地壩壩系防洪能力和壩地的增產增收、安全生產起到了極其重要的作用。現有淤地壩工程尚有40%的可淤地面積的發展潛力，同時還有14萬HM2的黃土丘陵溝壑區的壩地資源，可發展壩地70萬～140hm2。

利用現狀

歷史上淤地壩建設和發展的主要目的是：就地攔泥淤地，改善耕作條件和提高糧食產量。研究表明：1960～1989年河—龍區間淤地壩攔減泥沙33687.4萬ｔ，為黃河減沙作出了巨大的貢獻。在糧食生產上，以占糧田8.3%的壩地生產出了佔總產量23.5%的糧食。隨著當地生態經濟建設的發展和產業結構的調整，淤地壩壩系水土資源的作用愈來愈顯得重要，開發利用存在的問題和不足也表現出來。

存在問題

一是壩地利用率低。對典型小流域壩地利用結構的調查表明，壩地利用率為67.7%，因鹽鹼化危害不能利用的面積佔15.5%，道路與排洪渠佔6.7%，其他原因造成的不可利用面積佔10.1%；壩地資源的利用率還有很大的潛力可挖，特別是在鹽鹼壩地的改良利用方面，還大有文章可做。

二是壩地種植結構不合理。主要是種植傳統農作物且作物品種比較單一，壩地的生產經濟效益比較低，制約著壩地效益的充分發揮。與市場的結合上還存在相當大的差距，調整的空間很大。

三是淤地壩運行狀況不良，影響水資源合理利用。85%的黃土丘陵溝壑區淤地壩是20世紀80年代以前修築的，經過長期生產運用，庫容基本已淤滿，大多數淤地壩泄水溢洪設施不配套，加之長期失修，攔泥淤地能力銳減。綏德韭園溝流域有淤地壩235座，已失去攔蓄洪水能力的淤地壩180座，佔總數的76%。這一現象在晉西、內蒙古也普遍存在。而且相當部分壩體只設置了土質溢洪道，經多年洪水沖刷，不斷延伸擴展，威脅壩體安全和壩地利用效益的發揮。

四是壩系水資源配置不合理，壩地鹽鹼化嚴重。壩系水資源包括洪水資源和地下水資源。大部分壩系配套不全，水資源利用率不高。據對陝北、晉西、內蒙古南部典型小流域壩系調查小流域水資源的利用率均小於10%。加之地下徑流排泄不暢，造成嚴重的壩地鹽鹼化現象。韭園溝壩系因地下水造成壩地鹽鹼化而不能利用的面積佔總壩地面積的13%。

加強壩系水土資源利用配套工程建設

淤地壩建設不僅是滯洪攔泥的主要工程措施，而且是利用水沙資源服務於當地經濟建設的有效措施。以前，壩系

建設十分重視前一方面，而對后一方面重視不夠，致使水資源利用工程不配套，限制了水土資源利用效益的發揮。因此，淤地壩與水資源利用保護工程的合理布局、優化設計和已成壩系的改造配套是充分利用壩系水土資源的前提和基礎。

加強病險壩維修改造

據陝西省1990年對陝北淤地壩的普查，陝北地區31797座淤地壩中病險壩24107座，佔75.8%。綏德站對5條典型溝道的調查，628座淤地壩中479座為險壩，佔76%。病險壩長期失修大多數壩體被拉開缺口使壩地變成了台田，既不攔洪又不保肥失去了攔蓄和增產效益，水土資源得不到有效合理利用。造成這一現象的主要原因是重建輕養，重用輕管。其解決途徑是增加養護投資，加強病險壩的維修改造，加大用管結合的管護制度建設，增強管護意識。

提高壩地生產力

壩地土壤田間持水量大、團粒結構性好、空隙度高、養分全面。因此，充分開發壩地資源，挖掘壩地的生產潛力是開發利用壩地的中心任務。其主要採取的農業技術途徑有：

①深翻改土。壩地土壤具有土層厚、濕度大、土壤緊密的特性，但壩地因處於溝道低洼地帶，地溫低，應適時進行秋翻、深翻，疏鬆土壤改善土壤通氣狀況增加土壤地溫。

②推廣地膜覆蓋技術。壩地地溫低，農作物不易出苗，利用這項措施既可早種植易捉苗又可保水抗旱在洪水來臨之前農作物就可長高，提高了抵禦洪水能力。綏德韭園溝流域三角坪村，1999年全村坡地因乾旱糧食絕收，絕大部分壩地也因乾旱而收成不好。三角坪新壩則利用地膜覆蓋技術種植玉米，平均畝產達500kg，大大地提高了壩地的保收率。

③引洪漫地，改變壩地土壤特性。榆林溝馮家渠２號壩壩地引洪淤漫后與淤漫前相比，有機質含量提高21.8%全氮含量增加13%產量第一年提高3倍，第二年提高2倍，第三年提高1.5倍。

④充分利用洪水資源，擴大水壩地面積。對有長流水的溝道或地下水豐富的壩地實行壩地水利化，增產效益非常顯著。綏德韭園溝三角坪大壩，1998年對壩地進行水利化配套的同時，在上游修築了一座攔洪壩，蓄水對壩地實施灌溉，使壩地單產提高近30%。乾旱年份更能顯示出其增產效益。

優化淤地壩運行方式

有計劃地對壩系洪水泥沙進行人為調節，是水沙合理利用的有效途徑。主要有以下幾種形式：

①上壩攔洪、下壩利用。自溝口向溝掌逐步建壩，上攔下用逐步形成壩系。這種運用方式的特點是：壩系攔蓄能力高，壩地形成快、收益早。

②計劃淤排、輪蓄輪種。壩系初步形成后，根據各壩的實際情況，有計劃地安排一部分壩地蓄洪攔泥，大部分壩地進行種植利用，所來洪水除種植壩計劃漫淤外，其餘排入蓄洪壩。經幾年淤積，視壩系內各壩實際情況對蓄水攔泥壩與生產利用壩進行調整，實行各壩輪蓄輪種。綏德王茂溝壩地生產就採用這種方式運行，增產效果良好。

③增設排洪設施。對控制流域面積大的大型淤地壩，淤滿后及時配套建設排洪設施，這樣既可保證壩體安全運用，又可保證壩地安全生產。

合理利用水資源，防治壩地鹽鹼化

對水資源採取科學合理的利用措施，改善地下水排泄條件，降低地下水水位，使壩地鹽鹼土壤向脫鹽方向轉變是治鹼的根本措施。

①提高前期蓄水利用率。流域壩系建成后，在壩庫未淤滿前一般既攔洪水又蓄清水，因此蓄水利用是壩庫前期利

用的主要任務。主要是利用水面進行水產養殖和發展灌溉，在有條件的地方還可發展第三產業，諸如旅遊、垂釣、水上娛樂等項目。

②搞好壩系地下水合理利用規劃。黃土丘陵溝壑區地下水資源比較貧乏，在溝道壩系建設和發展中，修建淤地壩使泉眼壓埋造成飲水困難和壩地鹽鹼化的現象較為普遍。因此，要在壩系規劃前調查地下水資源的出露點數量、流量、地下水儲量等，併合理安排修建適當的蓄水池、小水庫，把那些有利用價值的泉眼設法保留下來，有效地保護好地下水資源，發展水壩地、防止壩地鹽鹼化。

③重視鹽鹼化壩地的治理。壩地鹽鹼化是壩系水土資源開發利用率低下的主要因素之一。壩地鹽鹼化治理可採取以下有效措施：

修建排水系統。在壩地尾部鹽鹼地分佈區開挖排水溝，降低地下水位，排除壩地尾端積水。陝西橫山縣趙石畔壩採用該方法治理鹽鹼壩地，效果非常顯著。

墊土壓鹼。對不能降低排洪渠高程的壩地，可採取墊土壓鹼的方法，即在壩地尾部採用台階式墊土，其墊土厚度視排洪渠比降大小而定，一般情況下壩地高出地下水位2.2m以上為宜。

引洪漫淤。引洪漫淤可洗鹽治鹼，還可提高壩地肥力。具體做法是在壩地上建腰壩或防洪壩，利用部分洪水進行漫淤，通過漫淤壓鹽。對於地下水位較高，實在難以治理的鹽鹼壩地，可以通過改變利用方式，種植耐鹽鹼作物等途徑，提高壩地資源的利用率。在水源不足的情況下，還可栽植柳樹、青楊樹等。在技術許可條件下，可利用重鹽鹼地發展水面養殖。

入滲是降水、地面水、土壤水及地下水之間相互轉化過程中的重要環節，是模擬土壤侵蝕過程的重要參數，同時也是實施水土保持規劃時需要認真考慮的因素。因此，許多學者建議將增加土壤入滲，就地攔蓄降雨徑流作為黃土高原防治水土流失的戰略決策[1～3]。目前進行野外土壤降雨入滲產流測定的試驗方法主要有人工模擬降雨法和雙環法(包括改進后的馬利奧特雙環法).雙環法只能在平地中應用，即使有一些用於坡地的文獻報道[4］，也僅是在坡地上選擇地勢較平坦的位置進行測定，土壤入滲過程中地面始終有一層水層覆蓋，是一種有壓入滲(積水型入滲)，且在整個入滲過程中土表並不遭受雨滴打擊作用；而人工模擬降雨裝置法雖然能模擬天然降雨的真實情況，能在野外坡地中應用，其土壤入滲產流前地面無水層覆蓋，為無壓入滲，且在整個降雨過程中土表遭受雨滴打擊作用，但是由於體積大，攜帶不便，野外供水困難等缺點限制了現行人工模擬降雨裝置法在野外小流域的推廣應用。

由於受野外降雨入滲試驗裝置的限制，當前有關流域土壤入滲空間變異性問題研究較少。蔣定生等利用雙環法將黃土高原土壤入滲速率進行了系統分區，而該項研究著重於宏觀，並且利用雙環法測得的數值比實際情況要大得多。本文運用作者研製的小型野外人工模擬降雨試驗裝置，其與現行人工模擬降雨裝置法相比在野外小流域坡地應用時具有明顯的優勢：精度高，體積小，重量輕，野外使用運輸方便，用水量少等優點，詳情參見文獻，以陝北安塞縣紙坊溝小流域為例，研究不同土地利用方式、地形地貌條件下該流域土壤入滲速率水平和垂直變化規律，以期從微觀角度探討小流域在不同土地利用及地形地貌條件下各點土壤入滲速率的空間變異規律。

紙坊溝小流域地處黃土高原腹地，屬黃土丘陵溝壑區第二付區，面積8.27km2.流域內絕大多數土壤為黃土母質上發育而成的黃綿土，佔總面積的77.1%，區內有溝間地(梁峁地)289.5hm2，佔總土地面積的35%，其中小於25°的緩坡地佔50.8%，大於25°的陡坡地佔49.2%.溝坡陡坡25°以上面積176.3hm2，占溝坡面積的34.3%，塌地面積11

1.9hm2，占溝坡地的21.8%.流域內除部分塌地外，具有坡度陡，土壤侵蝕強烈，岩石裸露等特點，土壤侵蝕模數為14000t/km2.流域年均降雨量549.1mm，分佈不均，7、8、9三個月降雨量占年降雨量的61.1%，且多暴雨，是造成該流域水土流失的主要原因。

試驗樣點布設在峙崾峴(包括林場)、瓦樹塌、紙坊村。土地利用類型主要有：林地、草地、塌地、梯田、坡耕地、壩地、撂荒地等。其中林地樹種主要有：刺槐、檸條、沙棘；草地為天然荒草地；塌地和坡耕地作物主要有：玉米、穀子、豆子、麻子、小麥、馬鈴薯和糜子等；梯田主要為蘋果園，間有桃園、棗園、杏園等；壩地面積很小，多為菜地；撂荒地主要是由坡耕地退耕而成。在流域斷面(上、中、下游)按照坡向的不同分為陽坡、陰坡；同一坡向又可分為坡上部、坡中部、坡下部，在上述位置選擇典型樣點30個，其中紙坊村7個、林場7個、峙崾峴和瓦樹塌各8個。

1998年5～9月，運用小型野外模擬降雨試驗裝置在紙坊溝流域進行廣泛的多點實測土壤入滲速率，共進行了68場人工模擬降雨試驗。

兩年多來，中科院水保所在延安市寶塔區、安塞縣707平方公里的範圍內，與省、市、縣（區）、鄉政府及試區農民相結合，建立了“黃土高原水土保持與生態環境建設試驗示範研究”基地。科學地實施退耕還林，封山綠化，加強植被建造，研究解決中尺度區域退耕還林中的科學技術問題，取得了顯著成效。

延安黃土丘陵區地形起伏，溝壑縱橫，水土流失嚴重，形成水分條件完全不同的小生境，加之土壤干層存在，增加了人工植被的難度。過去延安地區造林成活率與保存率不足20%。其主要原因是造林中把關不嚴，在起苗、運輸、發放、栽植過程中，沒有嚴格按操作規程辦事，導致苗木失水嚴重，根系受損，使造林成活率低；受惡劣的氣候影響，春季造林時乾旱多風，根系供水能力弱，導致苗木失水死亡；造林成活后管護不力，使人為破壞嚴重。試區針對上述問題，推廣防風抗寒、抗旱的造林技術與之相配套的集流、平茬、深栽、覆土埋苗等管護技術，取得了明顯效果。

集流造林技術是解決造林水分不足的重要手段。試區在北宋塔栽植的286畝側柏、山杏、油松混交林，採用水平壕帶栽植，通過坡面集流工程，提高土壤含水量7%-8%，其成活率達93%，樹木當年抽條長度5cm-10cm。在縣南溝流域栽植的1000多畝刺槐採用的是水平壕田集流技術，成活率達90%以上。

深栽埋苗技術。去年秋季在稍塬梁栽植的13000棵油松、側柏、採用的是深栽埋苗技術。即栽後用鬆土將樹苗埋沒，防止冬春季寒風吹乾樹苗，於穀雨后刨土放苗，幼苗水分充足，返青快，成活率在95%。今年春季試區又在稍塬梁栽植21000棵油松、側柏，採用同樣的深栽埋苗技術，於穀雨後刨土放苗，前後雖然只有30多天，但避免了陝北春寒的襲擊，成活率在90%以上。這一技術為黃土丘陵區常綠樹種的造林提供了有效的途徑。

截桿造林技術，延安冬春連旱並伴隨著強勁的寒風，對造林影響很大。試區栽植的沙棘採用的是截桿栽植技術，苗木發芽率高，成活率高。

以鄉土樹種為主，合理引進外來種，提高生態建設效力

退耕還林的目的在於植被的恢復與重建，一個有穩定生態功能和相對高的生產力植被群落的關鍵在於適宜的樹、草種選擇，缺乏多樣的適應性強的樹草種將導致該地區生物多樣性的單一，群落穩定性差，不利於保持和發展持久的生態環境建設效力。退耕還林草前，延安地區一般採用單一樹種營造純林，導致許多問題。首先是樹種與立地條件不相適應，造成樹種與環境不相統一，影響樹木生長，形成小老樹；其次是外來樹種與當地條件不相適應，產生更新不良及土壤干層的後果，導致這一代衰敗后，沒有後續物種接替，不能建立穩定的永久性植被。為此，試區根據適地適樹的原則，選擇以鄉土樹種為主，合理引進外來種。根據安塞生態站近30年樹種引進的試驗結果，試區從外來樹種和本地樹種中篩選出元寶楓、新疆楊、沙棘、遼東櫟、刺槐、檸條等適應性強的樹種，實行適地栽植，並與鄉土樹種一起營造混交人工林，改變過去樹種單一的格局。

針對過去植被建造與布局未遵循植被分佈的地帶性規律，使造林受局部地貌類型及小氣候影響的問題，依據不同的立地條件與土壤水分，進行不同樹種的混交，建立立體式的綠化帶。去年在稍塬梁根據不同的坡度、坡向，實行多樹種混交，效果相當好。

在緩、陽坡選擇耐寒耐旱性強的側柏、沙棘、狼牙刺進行喬灌混交，陽坡水分條件差，而沙棘、狼牙刺屬小灌木，在緩坡適應性強，易形成小環境，有利於植被的自然演替，也利於側柏生長。在陰坡、半陰坡選擇耐蔭、耐寒的油松、遼東櫟、五角楓、細裂槭等鄉土樹種混交，植被恢復快，建立了以鄉土樹種為主的植物群落。

在緩坡進行草灌喬混交，將苜蓿、冰草、無芒雀麥草與刺槐、側柏、油松混交。一般草為淺播，利於出苗，草灌喬可同時播種、栽植，現在草灌已形成群落，再過若干年，油松、側柏成林后自然演替為喬灌群落。這種混交既可作飼料基地又可增強水土保持與水源涵養功能，同時提高林地土壤肥力，促使喬木生長。

在半緩坡上進行喬灌經濟林混交，將金銀花、山杏混交種植。金銀花是中藥材，又屬葡匐性灌木，覆蓋度好，既保水土，一年又可採摘兩次花，在短期內能給農民帶來效益，也利於山杏生長。

溝道溝谷地造林。溝道土壤含水量高，樹木生長明顯好。在溝道、溝谷地種植刺槐或速生楊，並在溝口栽植沙棘，沙棘成活後生長快，是阻止溝道水土流失的植物柔性壩，效果明顯。今年在縣南溝、燕溝溝道兩旁栽植93000棵楊樹，14000棵側柏，同時在退耕的荒溝荒坡上栽種刺槐4050畝，成活率在85%以上。

根據退耕地生態演替規律與植物水文生態效益及植物生物學原理，進行林分結構與混交類型的優化配置。依據植物互補性原理，進行針闊葉林的混交，如將油松、側柏與山杏混交，利於水土保持，利於今後森林防火。依據植物耗水特性，將深根與淺根的樹種混交，利於土壤水分的利用，利於抑制土壤干層的形成。去年在康家圪澇溝天然沙棘林里栽植新疆楊，成活率高，且生長快。沙棘固氮易被楊樹吸收，楊樹耗水大，沙棘耗水相對小，沙楊混交互補性強，生產力明顯提高。

依據植物演替規律，進行喬灌混交。去年在柳林鄉搞了60畝植被演替規律試驗示範，在自然形成的草灌群落中人工栽植側柏、油松、遼東櫟、丁香等鄉土樹種，不僅成活率高，而且苗木抽條長，三五年後草灌植物群落自然向喬灌植物群落演替。同年又在高橋鄉經封育兩年後的山坡上，自然形成的草灌群落中栽植了50畝側柏，成活率高，利於側柏的生長。這種封育補植的辦法，加速了植被的自然演替，這對大面積退耕的荒坡地是促進植被自然演替的簡單易行且十分有效的辦法。去年在安塞縣縣南溝流域7000畝封禁的地域內，開展了春季、雨季造林種草試驗，營造側柏100畝、油松50畝、沙棘50畝、沙打旺與檸條混播400畝，並完善不同類型的林草植被2000畝。

依據不同樹種的生長規律與習性及黃土高原植被恢復過程中形成土壤干層的特性，實行以鄉土樹種為主，帶狀種植，建立複合植被；坡地實行斑塊狀式多樹種混交。

兩年來，試區在高橋、柳林、沿河灣等鄉鎮的6條小流域內，營造各種類型的混交林4000多畝，成活率高，生長好，植被建設已初見成效。中科院水保所在延安707平方公里的大範圍內進行水土保持與生態環境建設尚屬首次，通過試驗示範與研究相結合，目前植被建設已初見成效，其關鍵的因素是提高了退耕還林中的科技含量，退耕還林中諸多科學問題的闡明，新技術的應用將保障退耕還林的科學合理的實施與健康的發展。

http://www.cws.net.cn/中國水利國際合作與科技網

http://www.mwr.gov.cn/中華人民共和國水利部