塔里木河下游水土保持与生态修复措施

　　摘要:分析了塔里木河下游水土流失现状,提出了塔里木河下游生态修复的断根萌蘖更新技术、激活土壤种子库技术和引水漂种技术,重点研究了与河道输水相配合的生态修复模式,通过实地踏勘调研,针对不同修复区的水土条件,提出了具体的工程措施。

　　关键词: 水土保持; 生态修复; 塔里木河

　　中图分类号: S278　　文献标识码: B　　doi: 10. 3969 / j. issn. 1000 - 1379. 2010. 05. 035

　　1　水土流失现状

　　1. 1　水土流失类型

　　塔里木河下游大西海子至台特玛湖区间属于极端干旱区,年均降水量为20～30 mm。该地区大部被沙质土覆盖,抗侵蚀能力低,当地表失去植被保护后,在干旱、多风的环境下,地表极易被侵蚀。该区地表植被、风力侵蚀强度和地下水位关系密切,随着地下水位的降低,地表植被逐渐变稀、风力侵蚀强度逐渐加大[ 1 ] ,而水力侵蚀可忽略不计。

　　1. 2　水土流失影响因素分析

　　(1)自然因素。①该区大量的松散沙是造成水土流失的物质条件,大风频繁是造成该区水土流失的外部动力条件; ②胡杨、柽柳等的衰退及新生幼林发生、发育机制丧失,导致植被大量死亡,地表风蚀加剧[ 1 ]。

　　(2)人为因素。①大量开垦耕地,农业用水量增加,造成塔里木河水量减少、河道断流和下游湖泊干涸,风蚀致使沙漠化加剧,另一方面,上中游的易溶性盐类被地表和地下水带到下游,使下游地区成为流域的聚盐区,土壤盐分增高,直至达到植被不可耐受的程度; ②绿色走廊区开垦的荒地因缺水而弃耕,形成人为沙害; ③人工采伐“绿色走廊”区的柽柳及乱挖中草药,导致沙丘活化; ④修筑老218国道时,大量砍伐道路两侧胡杨、柽柳,道路两侧植被破坏严重; ⑤早期乱开荒,破坏了沙漠与绿洲之间的缓冲带原始植被,使得水土流失加剧。

　　2　生态修复技术

　　2. 1　断根萌蘖更新技术

　　萌蘖更新是根据胡杨根系的生长发育规律和实践经验积累而提出的。根据胡杨根萌能力强的特点,对衰败林进行开沟断根,促使胡杨根系形成新的个体,进而使胡杨林得到更新。

　　萌蘖更新技术以开沟断根萌蘖方式为主,以挖桩更新、伐桩更新为辅,其中开沟分为断根沟和引水沟。引水沟主要起引水作用,引水沟开挖好后,及时对胡杨林进行淹灌,以达到浸润土壤、提高地下水位的目的,在此基础上再开断根沟,沟深70～100 cm,间距10～20 m。有关专家经过对塔里木河下游胡杨的多年研究,认为只能在局部地区采取萌蘖更新方法恢复胡杨。

　　2. 2　激活土壤种子库技术

　　土壤种子库是指存在于土壤表面和土壤中有活力的种子的总和,是种子植物为了繁衍后代而经历的潜种群阶段,是种子积聚和持续的结果。植物种子成熟后,最终都会随机散落到地上,其中很少数落到合适的环境而萌发,大部分因得不到适宜的条件而死亡,另一些因具有休眠特性而得以保持活力留在土壤里。引水漫溢激活种子库技术主要是在建群种种子成熟季节,利用河道两岸的古河道、古河汊引水自然漫溢,激活土壤种子库中的种子。这种技术适宜于以灌、草为主体的生态修复区。

　　2. 3　引水漂种技术

　　引水漂种是针对塔里木河下游植被稀疏、缺乏种源或种源不足设计的,为整个生态修复项目最主要的恢复措施。引水漫溢漂种法,即向引道岸边洼地的河水中播撒已成熟的主要建群种的种子,使其随水自然飘落着地发芽成苗。

　　3　水土保持与生态修复措施

　　3. 1　库木吐格生态闸修复区

　　库木吐格生态闸修复范围包括库木吐格生态闸下游漫溢区及两处自然漫溢区。工程区内分布有两片河道自然漫溢区和一片生态闸引水漫溢区。自然漫溢区包括浅水漫溢区和深水漫溢区,浅水漫溢区水流主要沿多条宽浅沟槽流动,并漫溢于沟槽两侧,形成连片水域,漫溢沟槽深10～20 cm,长短不一,最长不过100 m。深水漫溢区最大水深1 m,周边岸坡高出水面2～3 m。

　　(1)浅水漫溢区生态修复措施。浅水淹没区分布有少量灌、草植被,生物修复措施以人工漂种和激活土壤种子库为主。浅水淹没区周围地形平缓,植被以胡杨林为主,生物修复措施以人工断根萌蘖和引水促进根萌为主。根据自然水土条件和植被条件,疏通和延长天然漫溢沟槽形成引水沟,尽可能扩大淹没范围,并在胡杨母株附近开挖断根沟为生物修复措施提供水利条件。疏通和延长的引水沟断面依天然沟槽实际地形特点适情而定,尽量减少人工开挖量。断根沟垂直于胡杨水平根系布置,切断胡杨水平根系,开沟深度依地形而定,一般以70～100 cm为宜,断根沟上口宽50 cm。在天然洼地四周依地形开挖辐射状引水沟,进一步扩大引水距离,使引水沟与断根沟相通,为断根萌蘖和引水促进根萌创造水利条件。

　　(2)深水漫溢区生态修复措施。根据观察,干涸的深水淹没区几乎寸草不生,深水区四周岸坡水位变动区呈线状分布有成年胡杨。深水区的生物修复主要是为水生动植物创造季节性生存条件,恢复生物圈循环系统,为周边植被生长创造有利条件。深水区周边通过提高地下水位,侧渗促进根萌。

　　3. 2　魔鬼坝生态闸修复区

　　魔鬼坝生态闸修复区位于塔里木河转向其文阔尔河河道左岸,地势平坦,有大片漫溢水痕。一条已开挖的人工渠道从河岸边由东向西延伸,渠道底宽2 m,深1 m,人工渠道长105m,尾部连接天然漫溢区。生态修复措施:在塔河转向湖的河道左岸堤坝下埋设带闸阀的PVC引水管,在通向湖的老河道进口处修筑拦河土坝,将水引入坝前集水坑内,再由集水坑通过漫溢从人工渠道将水引进天然漫溢区。经过实测,集水坑漫溢水位为831. 3 m,人工渠尾部渠底高程为831. 5 m,表明可以在工程区形成漫溢水流。这种水土条件可为人工漂种创造条件,可根据漫溢情况,开挖引水沟,尽量扩大漫溢范围。

　　3. 3　库尔干生态闸修复区

　　库尔干生态闸修复区位于河道左岸,高于河道,植被以柽柳为主,在主河道的侧渗作用下,恢复情况较好。修复区内有多条天然沟槽,可用离心泵从河道抽水灌满天然沟槽,通过侧渗提高地下水位,进一步修复该区的生态。

　　3. 4　阿拉干节制闸生态修复区

　　阿拉干节制闸生态区位于G218国道985 km里程碑东北方向,其文阔尔河河口上游左岸(北岸)总体地形北高南低、西高东低。阿拉干节制闸上游50 m处左岸有一自然漫溢口,漫溢口底部高程为819. 1 m,与河道设计水位相当。漫溢口下游顺直方向66 m处有一条天然大冲沟,下游与塔河相接。漫溢口下游右侧有一条与河道呈30°左右夹角的自然浅沙沟,下游接平坦洼地,洼地最低点高程为819. 4 m,洼地直径130 m,洼地下游右侧为高沙地,高程为820. 6 m。洼地下游左侧与天然冲沟中部相接,经疏通可将洼地中水流汇入冲沟中,此处沟底高程为817. 4 m。

　　冲沟左岸与其文阔尔河左岸(东岸)地带为高台地,地势平缓,地表基本无活体植被,可见少量枯死的黑刺根系,台地东部和北部为柽柳地带,台地南部和西部为沿河及冲沟胡杨地带。台地总体地形较平缓,地面高程为821. 2～822. 5 m,西部和南部稍高,东部和北部稍低。根据工程区水土条件和植被条件,工程区采取的引水方式是利用阿拉干节制闸壅高上游河道水位至设计水位819. 1 m,河水从岸边漫溢口溢流分别进入左侧天然大冲沟和右侧天然小引水沟及天然洼地。

　　(1)大冲沟内及两侧生态修复措施。为了有利于冲沟内修复区植被的集中恢复,在天然大冲沟下游修筑拦沟土坝一座,土坝轴线长100 m,梯形断面,顶宽2 m,上下游边坡为1∶2. 0,高4 m;在深水区两侧岸坡水位变动区采取人工漂种方式;利用冲沟积水提高两侧地下水位,促进植被根萌。

　　(2)天然洼地内及其周边生态修复措施。人工疏通和延长天然洼地中的天然引水沟槽,尽可能扩大引水距离和淹没范围。在距离胡杨母株周围10 m左右处开挖断根沟,切断胡杨水平根系,促使断根重新萌蘖;在洼地浅水淹没范围内采取人工漂种和激活土壤种子库方式恢复植被;在洼地周围根据断根沟的布置开挖辐射状引水沟,将水流引至断根沟。

　　(3)高台地生态修复措施。根据高台地及其周边水土及植被条件,引水方式采用离心泵从其文阔尔河河口积水坑中抽水;台地内布置梳齿状宽浅渠系形成漫灌漂种沟,漂种沟宽2m,与推土机推土铲同宽,深0. 3 m,推土过程中土体侧向堆积,可形成高0. 5 m左右的畦梗;漂种沟净间距10 m。

　　3. 5　二号节制闸生态修复区

　　生态修复区位于二号节制闸上游左岸,左岸为河道凸岸,可形成漫溢区。右岸上游500 m处有天然漫溢滩地,输水期可根据漫溢水情开挖引水沟和断根沟。河道西面有一条天然大冲沟,沟内有过水痕迹,可见枯死的苇草,将水引入冲沟中,通过侧渗提高两岸地下水位,达到引水促进根萌的目的。

　　3. 6　台特玛湖生态修复区

　　生态修复区位于台特玛湖上游。该区沿入湖渠道两岸有两处漫溢口可以利用。为了不影响台特玛湖正常引水,在渠道堤岸半挖半填处埋设带闸阀PVC管控制地引水。工程区内地势平缓,可采取大水漫灌方式激活土壤种子库,或采取人工漂种方式进行生态修复。

　　参考文献:

　　[ 1 ] 张德敏,黄骁勇,张苋. 塔里木河大西海子至台特玛湖段生态修复对策[ J ].中国水土保持, 2004 (11) : 12 - 13.

　　作者简介:李玉建(1967—) ,男,山东宁津人,副教授,博士,主要从事内陆河河流治理研究工作。