陜西省丹漢江流域水土保持環(huán)境效應與生態(tài)安全評價.pdf

1、陜西省丹漢江流域是南水北調(diào)中線工程的主要水源區(qū),水土流失情況十分嚴重。近年來,國家加大了南水北調(diào)中線工程水源區(qū)的水土流失治理力度,對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生了顯著的影響。本研究以陜西省丹漢江流域重點水土流失治理區(qū)為對象,采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)、野外調(diào)查、樣品采集、室內(nèi)分析、小區(qū)監(jiān)測、統(tǒng)計資料收集和數(shù)學分析等多種方法,開展水土保持情況下的環(huán)境效應研究和生態(tài)安全評價,以期提出可行、有效的治理對策,為在陜西省丹漢江流域?qū)嵤┧亮魇е卫硖峁┘夹g(shù)支持和決

2、策依據(jù)。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)分析了陜西省丹漢江流域重點水土保持工程實施情況,并進行了水土保持適宜性評價。1980年代以來,陜西省丹漢江流域水土保持工程的實施范圍逐步擴大、治理任務(wù)和投資量增加、單位面積投資和中央投資比例提高;工程的治理措施逐漸配套,效益越來越顯著。從“長治”1期到7期工程,水土保持工程綜合評價分值EI一直處于波動變化,到“丹治”1期工程時EI值急劇提高,顯示出“丹治”工程較強的適宜性。
　　(2)揭

3、示了土壤侵蝕和土地利用的地貌分布特征和響應關(guān)系。寧強、石泉、商南縣的水土流失程度較高,土壤侵蝕以輕度和中度為主。不同坡度、高程、起伏度的水土流失面積比例和土壤侵蝕綜合指數(shù)、土壤侵蝕強度呈單峰分布。平地的水土流失面積接近0,不同坡向的水土流失面積比例和土壤侵蝕綜合指數(shù)差異不顯著。
　　商南縣的土地利用類型以林地和牧草地為主,其次為耕地,其它土地利用類型所占比例較小。土地利用類型多樣化指數(shù)隨坡度的增大、高程的上升和起伏度的增大而顯著下

4、降。
　　商南縣微度、輕度、中度、強烈、極強烈侵蝕的土壤主要分布在林地和牧草地,劇烈侵蝕的土壤侵蝕主要分布在耕地和林地。土壤侵蝕的分布范圍主要在林地、牧草地和耕地。侵蝕程度最大的土地利用類型為牧草地、園地和林地。
　　(3)分析了典型水土保持措施的生態(tài)環(huán)境效應。陜西省丹漢江流域坡耕地退耕后植被演替的階段依次為:一年生草本群落→多年生草本群落→灌草群落→喬灌草群落。形成多年生草本群落約需2~5a,形成灌草群落約需7~10a,形

5、成喬灌草群落約需30a以上。南坡和北坡不同類型退耕地的植被演替階段相同,但物種多樣性指數(shù)略有差異。隨著退耕年限的增加,南坡物種多樣性指數(shù)總體上是先下降后上升;而北坡物種多樣性指數(shù)先呈波動上升,但在退耕30a時略有下降。
　　商南縣不同土地利用類型土壤的物理性質(zhì)變異較小,而化學性質(zhì)變異較大。坡耕地土質(zhì)疏松,養(yǎng)分含量較高,是非點源污染主要策源地。隨著坡改梯治理年限的延長,土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)逐漸穩(wěn)定,顯示出保土保肥的作用。商南縣土壤可蝕

6、性K值平均為0.347。
　　沿土壤剖面向下,梯田和坡耕地的土壤可蝕性K值變化不明顯,而棄耕地、林地、草地、園地的土壤可蝕性K值呈波動上升。隨著治理時間的延長,梯田土壤的可蝕性K值呈現(xiàn)出先略有升高,然后逐漸降低的趨勢。
　　“丹治”工程治理后,項目區(qū)坡耕地比例明顯降低,梯田和林地比例明顯提高,園地、荒草地、居民地、水域和其它用地的比例基本未變。土地利用結(jié)構(gòu)得以合理調(diào)整。土壤養(yǎng)分總量由容易流失的坡耕地和荒草地轉(zhuǎn)入不易流失的梯田

7、、林地和園地。梯田、林地和園地中的土壤養(yǎng)分總量增加明顯,小流域的養(yǎng)分總量變化不大。
　　(4)分析了坡耕地水土流失與養(yǎng)分流失的關(guān)系,估算了陜西省丹漢江流域水土保持前后水土流失和非點源污染的總量,并進行了經(jīng)濟損失價值評價及水土保持效益預測。石泉縣監(jiān)測小區(qū)中泥沙含量和雨強、徑流中全氮含量和硝態(tài)氮+銨態(tài)氮含量、泥沙中全氮含量和硝態(tài)氮+銨態(tài)氮含量均呈一元多項式相關(guān)。坡耕地的泥沙含量、泥沙中的全氮含量明顯高于荒草地,而坡耕地徑流中的全氮、泥

8、沙中的全磷含量小于荒草地。徑流中全氮含量遠超地表水Ⅴ類水質(zhì)標準,銨態(tài)氮含量符合地表水Ⅱ類水質(zhì)標準,全磷符合地表水Ⅲ類水質(zhì)標準,硝態(tài)氮含量小于集中式生活飲用水地表水源地準限值。泥沙中養(yǎng)分含量遠高于徑流中養(yǎng)分含量。在坡耕地表面,非點源污染物主要是隨泥沙流失。
　　2006年和2010年水土流失經(jīng)濟損失價值分別為185.674億元和154.109億元。土壤養(yǎng)分流失的經(jīng)濟損失價值占總量的97.59％。2010年與2006年相比,由于經(jīng)過水

9、土保持治理,土壤侵蝕總量和年均徑流量的減少,水土流失經(jīng)濟損失價值降低了15.8%。
　　CODcr的主要來源是農(nóng)村生活污水及人糞尿,氨氮的主要來源是農(nóng)用化肥和分散式畜禽養(yǎng)殖,總氮和總磷的主要來源是泥沙流失和農(nóng)用化肥。2010年與2006年相比,CODcr和氨氮入河量增加,總氮和總磷入河量減少。非點源污染經(jīng)濟損失價值的主要構(gòu)成為CODcr和總氮,主要來源為泥沙流失和農(nóng)村生活污水及人糞尿。2006年和2010年非點源污染經(jīng)濟損失價值分

10、別為47739萬元和51520萬元,增加了7.9%。除泥沙流失產(chǎn)生的非點源污染經(jīng)濟損失價值明顯減少外,其他來源非點源污染經(jīng)濟損失價值均不同程度增加。
　　如果陜西省丹漢江流域的水土流失全部得到治理,則年蓄水量為24523.52萬m3/年、保土量為4521.60萬t/年,減少氨氮、總氮、總磷等非點源污染量分別為431t/年、21101t/年、13318t/年,增加直接經(jīng)濟效益18.56億元/年、減少水土流失經(jīng)濟損失價值112.849