晋西昕水河流域生态经济系统诊断

1 晋西昕水河流域生态经济系统诊断 包晓斌 1. 昕水河流域生态经济系统辩识 1.1 流域自然概况 昕水河流域位于东经 11022-11120，北纬 3553-3657，地处山西省西部，吕梁山南端，海拔高度为 420-2020m。昕水河是黄河的一级支流，流域面积为 4394.3km2。其地貌特征主要是：土层深厚、地形破碎，沟壑纵横，由于地质构造和长期侵蚀等外营力的作用，形成了残塬、土石山、河谷三种地貌类型。整个流域包括山西省临汾地区的隰县、蒲县、大宁县的全境和吉县的三个乡镇及永和县的一个乡 。 (1)土地资源。流域土壤类型主要为碳酸盐褐土、褐土性土、淋溶褐土等。地表大部分为第四纪马兰黄土所覆盖，土层厚度一般为 50100cm。由于人为因素对植被的破坏，造成了大量的水土流失，形成了支离破碎的黄土侵蚀地貌，沟壑密度为 3km/km2，土壤侵蚀模数达到 6860T/km2。流域内农地面积为 1131.22km2，林地 1481.00km2，牧地 583.6km2，土地利用率为 77.9。 (2)气候资源。本流域属于暖温带大陆性气候区，四季分明，冬季干燥、寒冷，春季少雨多风，夏季高温多雨，降雨主要集中在 七、八、九三个月。年平均温度 9-12.6 ，无霜期 120-160 天，年平均降雨量 500-586mm，年均蒸发量为 1557-1884mm， 10 积温为 3002- 4176 ，年平均日照时数为 2293-2740 小时，总辐射为 120-145 卡 /cm2，年平均风速为 2.4 米 /秒，经常发生不同程度的旱、涝、风、雹等自然灾害。 (3)生物资源。流域处于暖温带半湿润区落叶阔叶林地带。在上游土石山地区，有 625.4km2的天然次生林分布，主要树种有：辽东栎、白桦、山杨、油松、华北落叶松、白皮松、虎榛子等。在中游丘陵沟 壑地区，自然植被遭到严重破坏，无天然林分布，在隰县李家腰示范区营造了人工林，主要树种有：刺槐、油松、侧柏、北京杨、苹果、梨树、山楂等。农作物主要分布在塬面、河川地、沟坝地，主要栽培的作物有：玉米、高梁、谷子、小麦、烟草等。天然牧草主要有铁杆蒿、萎陵菜、白羊草等。 1.2 社会经济概况 根据 1991 年调查统计资料，昕水河流域的人口为 23.79 万人，其中劳动力 8.98 万人。由于该流域土地较多，人口少，劳力不足，水利灌溉条件较差，耕作粗放，广种薄收，垦耕指数高，森林植被遭到破坏，水土流失面积占流域总面积的 68，粮食单产 520 斤 /亩，人均纯收入 510 元。 2 流域现有总产值 42721.9 万元，其中种植业占 70.3，林业占 15.9，牧业占 10.1，副业占 3.7。 2昕水河流域生态系统诊断 由于自然不利因素和不合理的人为活动的影响，致使流域生态系统的动态平衡遭到破坏。严重的水土流失及现有天然次生林和人工林经营管理水平低下，使土壤表层有机质大量丧失，肥力下降，破坏了土壤结构，降低了土壤蓄水性能。同时，侵蚀沟系不断扩张，沟壑纵横，资源环境不断受到威胁。 该流域日照时间长、温差大，通常能满足农作物和干 鲜果木所需要的太阳辐射能量，有利于干物质和糖分的积累。目前，流域内作物的光能利用率较低，作物生长季内干旱缺水，致使农业生产不稳定。而且农地中基本农田少，坡耕地多，土壤肥力不足，单位面积产量很低。由于流域的降水时空变异较大，利用率很低，因此生产用水不足，而且流域正常年降水量未被充分利用。 流域特有的自然条件要求适宜的生物资源同其相协调、平衡、流域内现有生物资源种类较为单调，林分质量较差，抚育管理水平很低，除乡土树种、牧草外，引进的适宜种类很少，如可以引进毛白杨、旱柳、仁用杏、杞柳等树种、红豆草、小冠花等牧 草及优良畜种小尾寒羊等。 3.昕水河流域社会经济系统诊断 流域社会经济系统是一个信息部分明确、部分不明确的灰色系统。灰色系统理论为流域系统的产业结构分析提供了基础，通过灰色关联分析，找出产业结构不合理的症结所在和今后的发展优势，从而为进一步流域治理与开发奠定基础。根据本流域系统 1982-1991 年 10 年的产业结构统计资料，经计算机的数据分析，得出总产值与农林牧副各业产值的关联度分别为： R01=0.876 R02=0.514 R03=0.420 R04=0.203 关联序为 R01 R02 R03 R04 可见，在流域产业经济结构中，占主体的是农业，其次是林业、牧业、副业，流域经济发展仍处于以种植业为主的小农经济阶段，林、牧、副业没有得到应有的发展，从而形成了不合理的产业经济结构。 昕水河流域内地广人稀，人口密度为 54.1 人 /km2，劳动力缺乏，人口自然增长率为 18.2 ，人口文化素质较低，商品意识淡化，交通不便。流域生产以种植业为主。产业结构单调，四料奇缺。这些不利因素制约着流域社会经济系统的发展。 4昕水河流域土地利用分析 4.1 昕水河流域土地资源分类系统 根据昕水河流域的特征，参考全国农业区划委员颁发的土地利用现状调查技术规程中所列的分类系统，结合昕水河流域内三种类型区的具体特点，拟定了土地资源分类系统。 3 4.2 昕水河流域各类型区土地利用现状分析 (1)黄土残塬丘陵沟壑区。 昕水河流域黄土残塬丘陵沟壑区面积为 1866.40km2，土地利用现状如表 1 所示，耕地面积 530.96km2，其中坡耕地为 311.32km2，占整个耕地的 58.6，林业用地为254.95km2，牧业用地为 345.27km2，梁峁坡荒地为 587.73km2，占总面积 的 31.49，土地利用率为 64.43。 该地区土地资源丰富，人均占有土地 1.63ha，但耕地平均产量仅为 3075kg/ha，广种薄收，自然灾害频繁，种植业用地结构不合理，存在着陡坡耕地类型，林牧业用地生产力水平较低，大量梁峁坡荒地未得到充分利用，适宜于多种产业的发展。应建立塬 坡 沟综合防护体系，达到固沟保塬，发展生产的目的。 表 1 昕水河流域黄土残塬丘陵沟壑区土地利用现状类型 土地类型 面积（ km2） 占总面积的百分比（ ） 种 植 业 用 地 沟川耕地 塬面耕地 宽梁顶耕地 坡耕 地 47.22 98.17 74.251 311.32 2.53 5.26 3.98 16.68 林 业 用 地 经济林 水保林 用材林 57.32 163.65 33.98 3.07 8.77 1.82 牧业用地 梁峁坡荒地 暂难利用地 水 域 道 路 居 民 点 345.27 587.73 76.15 39.98 19.79 11.57 18.50 31.49 4.08 2.14 1.06 0.62 (2)土石山区。土石山区面积为 1681.3km2，土地利用现状如表 2 所示。本区有 625.4km2的天然次生林分布，占本区面积的 37.2，林业面积占总面积的 61.8，但林业内部林种结构单调，林种、树种配置比例失调，粮食产量仅为 2754kg/ha，用地管理粗放，山区垂直带谱的复合开发、分段开发不够，资源浪费严重，土地生产潜力未发挥出来。应重点发展水源涵养林，并兼顾木材 4 生产等项目。 表 2 土石山区土地利用现状类型 土地利用类型 面积 (km2) 百分比 ( ) 种植业用地 212.01 12.61 林业用地 1039.04 61.80 牧业用地 141.90 8.44 荒坡地 174.35 10.37 暂难利用地 65.40 3.89 水域 26.41 1.57 道路 12.44 0.74 居民点 9.75 0.58 (3)河谷区。河谷区面积为 846.6km2，土地利用现状如表 3 所示。本区的水肥条件及交通条件良好，种植业用地面积较大，占总面积的 45.86，林牧业面积仅占 33.48，平均粮食产量可达到6418kg/ha，但稳产性差；农田防护林和经济林的发展规 模有待于扩大，其功效也需强化。因此，本区应大力发展农田林网，防止干热风等灾害，同时生产部分中小径材、经济林，并注重发展四旁绿化，以满足人民生活的需要。 表 3 河谷区土地利用现状类型 土地利用类型 面积（ km2） 百分比（ ） 种植业用地 388.25 45.86 22.09 11.39 6.43 1.56 5.85 4.17 2.65 林业用地 187.01 牧业用地 96.43 荒地 54.44 暂难利用地 13.21 水域 49.53 道路 35.30 居民点 22.43 5 4.3 昕水河流域土地利用结构的影响因素分析 (1)气候因素。气候因素决定着一个流域土地类型空间分布数量结构的基本格局。昕水河流域地处干旱、半干旱地带，降水条件制约着该流域单调的土地利用现状结构，种植业目前以靠天吃饭的 “雨养型 ”为主，尽管在林草地利用的背景下发展了部分农田，但轮闲地占去了相当比重，农田的单产水平较低。随着海拔高度的增加，该流域按河谷区 黄土残塬丘陵沟壑区 土石山区的顺序，温度逐渐降低，以土石山区的降水偏多，而且土石山区分布较多的天然次生林，植被覆盖度高。土石山区由于低温 及高海拔的影响，适宜作物和经济树种范围受到限制，形成了以天然次生树种及人工树种为主的土地利用结构。而残塬丘陵沟壑区由于降水的减少和温度的增高，塬、梁、峁常年干旱，开垦面积较大，土地利用现状结构以种植业为主。河谷区的水热条件相对优越，土地利用结构以种植业为主，但水资源利用率低，管理水平差。 (2)地形地貌因素。从宏观上看，在流域的上游地段，侵蚀沟道相对细小，林草面积较大，耕地分布相对较少。到流域中游地段，沟道侵蚀相对剧烈，沟壑密度加大，地形比较破碎。流域下游地段，侵蚀沟道与河川较为发育，农田开垦指数较高， 多呈现碎片状分布。从微观上看，在沟缘线以上至峁顶或塬面，以坡面天然林草地 坡面耕地 梯田分布，沟缘线至坡脚线之间，为沟坡天然草地或暂难利用地，在坡脚线至河川沟道之间，多分布着川台耕地、沟坝耕地。 (3)人口密度因素。人口密度是反映开展密集型农业生产活动的一个重要参数。人口密度大，对单位土地利用面积投入劳力多；人口密度小，则开展农业垦植的劳力投入条件差。不合理的人口密度导致生产集约化经营水平低，管理粗放，形成广种薄收的生产机制。在昕水河流域的土石 山区和黄土残塬丘陵沟壑区，人口密度分别为 30.3 人 /km2和 61.4 人 /km2，人口密度较为稀少，同时又有一些天然林和人工林分布，适合于林牧业的发展。流域河谷区的人口密度上升到 85.4 人/km2，是土石山区的两倍多，具备了开展农业生产的劳动力资源，是昕水河流域农业发展的重要基地。 (4)综合治理程度因素。在治理面积大、治理程度高的小流域中，林草面积显著增加，耕地比例下降，粮食单产水平有较大地提高。在治理