为什么长江洪水频发?
(1)长江流域降水丰富且分布不均,全年80%的降雨量集中在8-9月。加上今年气候异常,受“厄尔尼诺”和“拉尼娜”现象影响,长江流域已出现三次连续大范围强降雨过程。今年入汛以来,暴雨覆盖面积较大,同时今年长江流域暴雨由中上游向中下游移动,造成干支流洪水和洪峰叠加,是造成洪涝灾害的重要气候因素。
(2)长江从发源地到入海口全长6300公里。源头平缓辽阔,上游是多山的山谷和陡峭的山地地貌,年轻的山脉,松散的岩体,脆弱的环境和独特的地形。在地质构造运动和重力作用下,是地震、滑坡、泥石流的多发区,也是水土流失最大的地区。上游几条主要河流的落差梯度在144 ~ 485 m/100 km之间。途经三峡,宜昌以下中下游河流落差梯度仅为2.8m/100km,排水不畅。著名的荆江就位于这一段。上游有大量泥沙的洪水向上游流下,江汉平原沉积,湖泊沉积,都是长江洪水的自然因素[1]。
2 .盲目围垦、违章建筑,分蓄洪区难以利用
导致洪水位上涨的因素很多,其中分蓄洪差起了重要作用。1954期间,由于中下游堤防抗洪能力低,多处堤防自然决口。为了降低洪水位,除了荆江分洪工程,很多地方都用它来分洪。决口分洪水量达到6543.8+0023亿m3,其中有效削减洪峰的能力约为700亿m3。按照1998的洪水来流,如果要维持1954的水位,有效的分蓄洪量约为400亿m3。而1998的分洪溃口总量只有约
654.38+00亿m3,其中有效削减洪峰能力约50亿m3,从而减少分洪约350亿m3,相当于减少淹没面积46.7万hm2(700万亩)。国家规划了几十个分蓄洪区,对蓄滞洪区人民的生产生活做了规划和安排[2]。但由于人口增长和经济发展,分洪区不仅有耕地,还修建了永久性建筑和企业工程设施。如果洪水按计划分流,将会遭受巨大损失。如果不按原计划分洪,抬高水位,会使堤防承受超过设计标准的洪水位,承担很大风险。考虑到1998洪水比1954小,军民团结抗洪潜力大,中央坚决做到严防死守,努力减少决口分洪损失。这是一个极其艰难的决定,但在实践中被证明是正确的。
不合理的土地使用导致了洪水。
虽然历史上长江流域发生过多次洪水,但目前的情况是近年来洪水发生的频率明显增加。同时,与长江历史洪水相比,今年处于中等水平。但长江中下游始终维持高水位,普遍超过警戒水位,大部分地区洪水位超过或接近历史最高。这种中流量、高水位、大灾难,与人口增长、土地利用不合理密切相关。?
建国初期对人口问题的误解导致人口失控。中国人口从清初的不到65438+亿增长到乾隆时期的3亿多,抗日战争时期达到4.5亿。到1991,仅长江流域人口就将达到3.97亿。长江流域总面积只占中国陆地总面积的18.8%,却养育了全国1/3的人口。人口压力、经济增长、长期片面强调以粮为纲,促使盲目毁林、坡地开垦、湖泊围垦、湿地退化、草地超载、土地利用不合理,导致土地覆被格局变化,造成严重后果。
3.1砍伐森林
森林具有涵养水源和调节径流的巨大功能。森林复杂的立体结构可以逐层拦截降水,既重新分配了降雨,又削弱了降水对地面侵蚀的动能。据研究,我国主要森林生态系统年平均林冠截留量为134 ~ 626mm,平均林冠截留率为11.4% ~ 34.4%,平均值为21.64%。森林凋落物的持水量是其自身重量的4倍,并借助良好的土壤结构将地表径流转化为地下径流。在雨季,可以在一定程度上减弱洪峰流量,推迟洪峰到来时间,在枯水期,可以加大枯水流量,缩短枯水期长度。而且无林、少林地区洪峰进退迅速,增加了洪水的威胁。砍伐森林不仅消除了森林的固氮作用,而且增加了地面的辐射吸收,提高了地面和土壤的温度,促进了土壤中碳的分解和释放,进一步加剧了“温室效应”,引起全球气候变化。温度上升会导致蒸发和降水增加。据研究,气温每上升65438±0℃,空气中的水汽就会增加一倍,从而增加暴雨灾害的可能性。
森林的水源涵养功能因林分状况而有明显差异。由于人为破坏,人工林幼龄化,生长速度低,蓄水固土能力差。以马尾松为例,低质低效马尾松林的生物生产力仅为优良林分的1/9。由于乔、灌、草、死盖的良好覆盖,一次降雨中生物层截留的降雨量是低效林分的6 ~ 10倍。由于非毛管孔隙度大,优质林的最大降水储存量是低质低效林的4倍左右。20年的优良林分在一次暴雨中多截留了76.8毫米的降水。低质低效次生林每平方公里年地表径流量比优林多65438+万m3。相应地,654.38+1亿km2的森林可以储存654.38+1亿m3的水。
我国现有的森林面积主要分布在东北和西南地区,而这两个地区恰恰是洪灾最严重的两条河流的中上游。由于长期以木材生产为主,森林资源遭到严重破坏。黑龙江森林覆盖率从1949年的53.4%下降到1993年的35.55%。林地过熟林可恢复面积从1948的50%下降到1993的13.3%。股票从1948的76.6%下降到1993的20.6%;森林质量也明显下降,平均每公顷蓄积量从开发初期的1.99 m3下降到现在的1.000 m3。珍贵的红松林蓄积量减少85.4%,阔叶林蓄积量减少87.8%。我国西南、川西、滇北的森林分布在高山峡谷中,不仅以物种组成丰富、生态系统类型多样、生产力巨大而享誉国内外,而且具有重要的水源涵养和环境保护功能。然而,自20世纪50年代以来,这里的森林也经历了灾难。特别是60年代中期开始的三线建设,进一步扩大和加剧了对天然林地区的破坏,既涉及西南林区(即所谓的金沙江林区开发战役),又涉及大兴安岭林区(即所谓的大兴安岭林区开发战役),恰好是今年洪水的源区。在当时,从全国各地调动大量人力物力集中发展大江大河中上游水源涵养林是疯狂的,但在当时,这是作为国家建设的重大决策来进行的。与20世纪50年代相比,森林的面积和蓄积量减少了50%以上。地处长江上游,四川省50多个县的森林覆盖率只有3% ~ 5%。例如,阿坝州每年的木材消耗量是年增长的四倍以上。一些林业局实际上已经陷入了无林可伐的境地。
3.2湿地和湖泊的不合理开发利用(排水、围垦和土地复垦)
湿地包括湖泊、沼泽、泥炭地、沿海地带、红树林和珊瑚礁。湿地和湖泊是流域来水的“汇”和水库,承担着蓄泄河水、维持流域水平衡、降解污染物和提供旅游资源的功能,被誉为“地球之肾”。如淡水草本沼泽的草根和泥炭底饱和持水量可达84.5% ~ 97.0%,仅三江平原沼泽总持水量就达34亿m3。此外,湿地可以提供各种资源;生物多样性高;调节气候和净化环境在保护生物多样性和维持生态平衡中起着重要的作用。目前,国际社会非常重视湿地的保护和合理开发利用,并于1971年提出了《国际湿地公约(拉姆萨尔)》。该公约是世界上第一个保护自然资源的政府间国际公约。目前,已有100多个国家加入了这一公约。中国的湿地面积约为
2500万hm2,占国土面积的2.6%(世界平均水平为6%),已完全退化。目前,长江中游的不合理围垦已有近千年的历史。人类一直在沿江沿湖开荒,枝城到武汉500km的河段已经基本开荒,大大降低了蓄洪能力。据调查和不完全统计,建国以来已围垦湖泊1/3以上,围垦总面积1.3万km2以上,因围垦而死亡的湖泊1.3万个以上。围垦减少湖泊库容500多m3,相当于淮河年径流量的1.65、438+0倍,5个淡水湖总库容的1.3倍,在建三峡库容的5.8倍。湖泊面积和库容的减少,直接导致河流蓄水不足。所以同样流量的水,水位比以前高。湖南省有5座大型水库淤积严重,淤积量为1.1.4亿m3,相当于报废了一座大型水库。中型水库210座,其中严重淤积35座。洞庭湖是中国唯一的好蓄水湖,1825年面积6000km2,1949年只有4350km2,141978年减少到31465438 km2,只有26965438+。n bsp55.2%。湖水容量从1949年的293亿m3减少到1978。
6543.8+074亿m3,下降40.6%[3 ~ 5];由于泥沙淤积,湖底平均增加3.6cm每年;目前,滩涂面积已达654.38+0.2万hm2,并以每年666.7hm2的速度扩张。在围垦和淤积的共同作用下,洞庭湖损失的库容占其总库容的1/5;与1937相比,洞庭湖出口城陵矶水位高出2m左右。相同水位下,洪水量减少25000 m3/s,增加了洪水的潜在威胁。特别需要指出的是,湖泊淤积对中下游有害,对中上游有害。比如洞庭湖82%的泥沙来自长江中上游,而回水来沙只占湖内淤积的18%。
3.3不合理的耕作口号下,片面强调以粮为纲
长江上游的川江流域是一个古老的农业区,人口众多,农业人口约占总人口的85.6%。在巨大的人口压力下,这个地区的开垦率很高。比如川西的山又高又陡,耕地少,农民要在河两岸开荒。长江上游约70%的耕地是沿坡耕种,没有水土保持措施,特别是大于25°的陡坡。全区旱地约264万公顷,占耕地的53.8%,几乎全是坡耕地。金沙江、雅砻江、岷江流域坡度在25°以上的旱地占34%,雅砻江达到45.6%。位于大渡河中游的峨边县和金口河区,70% ~ 90%的耕地面积在25。据重庆调查,坡耕地十分普遍,大于25°的坡耕地占总耕地面积的13.7%,5° ~ 25°的坡耕地占84万hm2,两者合计占总耕地面积的89%。根据陕西省的调查,汉江和嘉陵江是长江的主要支流,它们在陕西的过境长度分别为654km和244km分别是。盆地面积近80,000平方公里。在流域内,安康地区的坡耕地约占总耕地面积的70%。35以上“挂牌土地”占耕地总面积的23%;汉中地区镇巴县陡坡开垦较为严重,大于25°的坡耕地占63.1%,大于30°的坡耕地占41.3%,45°以上有裂缝的坡耕地占19.7%,远远超出自然条件允许范围。过度开垦往往伴随着林地的减少,陡坡开垦导致水土流失严重。众所周知,土壤侵蚀随着坡度的增加而增加。坡度大于20°时,侵蚀模数达到每公顷5000 ~ 6000 t。根据三峡库区不同土地利用条件下的土壤侵蚀量计算,林地、灌木林、草地和农用地年侵蚀量分别占6%、11%、23%和60%,入河泥沙贡献率分别占6%、12%、35%。
46% ⑤长江中游大规模围垦已有近千年历史,枝城至汉口250km河段已基本围垦完毕,大大降低了行洪能力[5]。
20世纪50年代,长江上游水土流失面积为29.95万km2,现已达到39.3万km2,占流域面积的39.1%。长江上游向中下游输送年均6.8亿吨泥沙,大部分沉积在荆江河段和洞庭湖。目前,全流域水土流失面积551.8万km2,占全流域土地面积的36.2%,年均水土流失量24亿吨。每年都有数百万公顷的土地退化,甚至形成裸露的岩石。史继森和张⑥指出,20世纪50年代水土流失面积为36.38万km2,80年代初为73.94万km2,并指出长江河床每年以65438±0cm的速度抬升。由于不合理的开发,湖南省水土流失面积从20世纪50年代的1.1.000 km2增加到90年代的47,200 km2。一些地方形成了红色沙漠,从湖南、贵州、沅水和澧水流入洞庭湖的泥沙在80年代比90年代增加了34.4%。研究表明,长江泥沙主要来自嘉陵江流域、沱江流域、乌江流域和金沙江流域。据宜昌站测定,多年平均年输沙量为5.3亿t,水土流失的主要物质来自耕地,占入河输沙量的60% ~ 78%。由于长江携带的大量泥沙淤积在长江口,长江口北苑航道几乎被堵塞,泄洪能力大大降低。
据调查统计,长江上游年均侵蚀量为654.38+0万km2。
1.568亿t,长江干流宜昌站多年平均输沙量为5.3亿t,输沙比为0.33。宜昌站以下,汉口站年均输沙量为4.3亿吨。宜昌和汉口的区别主要是洞庭湖淤积。据研究,洞庭湖多年平均淤积高达9840万m3,其中82%来自长江中上游,而通过湘、黔、袁、李四大河流的淤积仅占18%。
水土流失不仅造成中下游淤积,还降低了“土壤水库”的蓄水功能。根据历史学家的计算,长江上游的面积为654.38+0万km2,按平均0.78m的土壤厚度计算,整个土壤孔隙的总和为654.38+0.973亿m3。随着土壤侵蚀的加剧,土壤水库的总库容严重丧失。长江上游35.2万km2的流失区,在年总侵蚀量654.38+0.478亿t的条件下,其侵蚀模数高达4200t/km2·a,相当于每年侵蚀4.0mm土层,即每65.438+00年蓄水量减少265.438+0.97亿m3。此外,植被破坏后,土壤裸露,雨滴直接打在土壤表面,破坏了土壤结构,严重阻碍了雨水向土壤水库的渗透,从而加重了泄洪[6]。
以防洪为契机,恢复和重建生态系统。
中国生态系统失衡的根本原因是人太多,人太少。重建生态系统,必须与经济结构调整相结合,随着经济的发展改善生态环境。坚持统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则。
4.1统筹规划和综合管理
以可持续发展原则为指导,将河流作为一个整体系统,综合考虑自然、社会和经济,打破部门分割,统筹安排,进行综合管理和宏观调控;建立相应的管理运行制度,妥善安排群众生产生活:过去流域机构管河不管湖,地方机构管湖不管河。农林水利部门各自为政,职责不清,管理混乱。受地方和部门利益驱动,采取短期行动,缺乏长远规划。上游开荒毁林,增加水土流失,中游围湖造田,大规模建设,不仅库容减少,关键时刻也难以决断。今后要改变条块分割的管理机制,建立统一协调的流域管理机构,对重大生态建设和水利建设问题的决策进行宏观调控和监督。同时,要加强决策的科学化和民主化。?
4.2大力开展小流域综合治理
以小流域为单元,将生态环境保护与经济发展相结合,进行立体布局和综合开发,是我国山地治理的成功经验,也是景观生态学的主要研究内容。在今后恢复和重建山区生态系统的过程中,应大力提倡和支持这一做法。
推广坡改梯、坡上绿篱、横坡种植等措施;陡坡耕地要退耕还林;防止三峡移民造成新的生态破坏;停止三峡移民过程中“靠后移民”的简单做法,会加剧陡坡围垦。比如,据重庆统计,三峡移民至今开垦坡地。
6700hm2,稍有不慎就会带来新的严重水土流失。因此,应根据《三峡库区生态功能区划》重新规划移民安置。
4.3有计划、有步骤地退耕还林还湖
退耕还林还湖势在必行。成功的关键在于安排农村剩余劳动力向服务业和加工业转移,解决吃饭和生活问题。在坡度大于25度的陡坡地和水土流失严重的地区,要坚决杜绝开垦,开垦的地区要尽快退耕还林;在水土保持条件好、坡度平缓、潜在水土流失威胁较小的耕地,可以实行林农综合规划,实行农林综合经营制度;对于目前仍处于自然状态的滩涂,为发挥其调蓄功能和生产效益,应严格制止盲目围垦,已建圩区因地而异。原则上继续保留地势高、水利设施基础好、开发利用程度高、对蓄滞洪无明显影响的圩区,并进一步加高堤防,提高防洪标准;应采取果断措施调整和改造那些阻碍行洪和蓄洪的低洼圩区。要将非蓄洪围垦调整改造为蓄洪围垦,建设安全岛(台)、安全建筑、物资和人员紧急转移道路等安全措施。当水位上升到一定高度并可能继续上涨时,开闸泄洪或人工爆破分流洪水;对于堤身薄、水利设施不配套的圩堤,或者已经围堤的圩堤,是鱼类的重要产卵场,应当有计划、有步骤地“退耕还鱼”。所谓“退耕还鱼”,并不是指将已建成的圩田恢复到圩田建成前的自然水面状态,而是在充分利用已建成圩田内设施的条件下,将原来的封闭围垦种植改造为半封闭圩田养殖[8]。
4.4种草养畜
在降雨量大、相对湿度大、日照相对不足、森林上限以上陡坡的山区,难以种植一般作物的高原地区,以及降雨量少的干热河谷地区,应发展草灌,不仅可以大幅度提高生物生产力,发展畜牧业,还可以起到水土保持的作用,是使山区尽快摆脱贫困,使农业走上可持续发展的重要途径。
4.5加强林业建设
森林具有涵养水源和调节径流的巨大功能。我国现有的森林面积主要分布在东北和西南地区,而这两个地区恰恰是洪灾最严重的两条河流的中上游。由于长期以木材生产为主,森林资源遭到严重破坏。建议:
(1)加强天然林管理天然林生物多样性高,层次结构复杂,有利于涵养水源和保持水土,在维持生态平衡方面能发挥重要作用。它们是中国自然资源中的宝贵财富。目前保护区不多,很多地区其实没有森林。特别是在主要河流的上游和沿河两岸地区,应明确划定水源保护区,加强保护。认真实施天然林保护工程,一年内禁止任何形式的采伐,让长期遭到破坏的天然林休养生息。在此期间,需要制定天然林生态系统的管理方法和措施,逐步过渡到对不同类型生态系统的科学管理。建议在长江上游干流及支流两岸10km范围内建立国家级永久森林水源涵养区,禁止任何形式的主伐。对长江水文影响较大的一些位于长江中游的多雨中心,如南岭以北、雪峰山、雾灵山、秦巴山、大巴山、桐柏山、天目山、武夷山、幕府山等,要大力发展水土保持林,使中上游防护林面积达到50% ~ 70%;在中下游地区,用材林和经济林的比例很少能增加,防护林的比例不应低于林地的1/3。
(2)大力开展封山育林,改造次生林,是加快山区绿化的经济有效措施;封山育林要以封为主,封、抚、补相结合;对于生态脆弱地区的飞播林和新造林,要常年封山,禁止人畜破坏,尽快发挥保护效益。
(3)开展群众性植树造林,加快长江中上游防护林和公益林建设。在土壤条件差、植被恢复困难的地区,如石灰岩山区、严重退化的红壤丘陵和石化荒漠化严重的地区,要加大投入,通过人工造林保证植被恢复。造林工作应当实行乔、灌、草相结合;防护林与经济林相结合;封山育林与封山育林相结合;生物措施和工程措施相结合”。人工造林禁止使用全垦、炼山等整地方式;要进一步优化和巩固已建立的长江防护林体系。土层厚、退耕还林的地方可以增加经济林的比例;在防护效益差的经济林中补植生物篱,提高防护效益;造林树种应选择根系发达、枝叶繁茂、萌发力强、生长快、寿命长、经济价值高的树种,营造各种混交林。也可以营造多林复合林,如防护-用材林型、防护-经济林型、防护-薪炭林型、防护-特种林型等。,从而充分发挥森林的多功能和多用途的特点。对已建成的防护林进行调查,对其经营和生态功能进行评价,并在此基础上提出进一步经营的措施和计划。
(4)探索新的管理机制和模式。原有的管理机构和人员编制要精简,管理职能由砍伐树木向植树造林和森林管护转变;对转业的工人、职工和群众要妥善安排,给出路,组织富余劳动力多种经营,合理开发各种森林资源,特别是非木材资源;承包低质低效次生林经营和荒山造林,实行股份制、承包制等多种形式,建立灵活多样的经营体制,增强林业产业活力和发展潜力;同时,在可持续发展的指导下,探索绿水青山与富民强省相结合的新模式。
(5)加大投入,拓宽融资渠道。除森工企业职工安置费用外,上游地区造林绿化条件艰苦,费用高,而地区贫困,缺乏资金支持。因此,除了地方融资和中央政府加大投资力度外,还应拓宽融资渠道,吸引外资和内地及沿海地区的资金。此外,要建立生态公益林补偿机制,确定公益林补偿渠道,按照谁受益谁补偿的原则,由受益单位给予补偿。
(6)加强法制建设,提高全民族的森林保护意识。因此,必须完善配套法规,加强执法和宣传,提高全民族的生态环境保护意识。从组织结构和管理体制上改变林业在国民经济和社会发展中的地位,坚决打击和彻底阻断毁林开荒事件,严格执行森林法,精心实施“天然林保护工程”,确保大江大河上游和长江沿岸的森林不再遭到破坏。
(7)大力发展种草养畜。在降雨多、湿度大、坡度陡的山区和海拔高的高原地区,以及不适宜植树造林的坡地和干热河谷,应种草发展畜牧业,以大幅度提高生物生产力,保持水土,改善生态环境,使山区人民尽快脱贫致富,走上可持续发展的道路。
4.6加强湿地保护和合理开发利用。
建议尽快摸清湿地退化现状和趋势,调整和恢复沿江、河漫滩、湖泊和沼泽湿地,合理配置湿地,增加不同类型的湿地自然保护区;开发前应进行严格的生态评价;提高湿地保护和开发中的科技含量,寻求湿地资源可持续利用的最优模式,充分发挥湿地的削峰蓄洪、调节径流的功能。
4.7建立生态经济核算体系和生态效益补偿制度。
针对生态工程建设的长期性和全局性,通过政策和立法在财政、税收、信贷等方面给予支持。目前,国务院建立了森林价格体系和森林生态效益补偿制度,实行森林资源有偿使用。根据森林生态效益的高低,不仅有利于提高经营者的积极性,而且有必要提高全民的生态意识,用全新的理念评价森林,应尽快实施。该系统还应在草原和湿地管理方面制定切实可行的规定,以便管理整个土地使用系统。
4.8认真执行法律和政策,加强环保教育,提高环保意识。
解放以来,中国制定了五部环境保护法规,八部资源保护法,还颁布了一系列旨在保护生态环境的政策。但由于执法不严,民众法制观念淡漠,破坏资源环境事件频发。因此,必须加大执法力度,加强执法监督,坚决制止乱砍滥伐、陡坡开荒和不合理用地。同时,要加强宣传,提高人们的环保意识和法律意识。
4.9加强科学研究和新技术的应用。
总结和推广现有的科技成果;开展科技示范;围绕资源保护和生态工程建设急需解决的科技问题,特别是区域可持续发展、生态系统环境保护功能、小流域综合治理模式、流域管理生态经济评价、资源定价、水源涵养林和水土保持林管理技术等方面的研究,建立和完善长江流域土地利用动态遥感系统和基础地理信息,建立相应的数据库和监测系统, 组织多学科长期合作,合力攻关,研究长江洪水形成机制和洪水形成中的水、陆、河、湖关系,解决暴雨洪水的精确预测、预报和预警。
参考
1杨玉坡等。长江上游(川江)防护林研究。北京:科学出版社,1993。
2杨美青. 1998长江洪水分析:天灾人祸。科技导报,1998(10)
3余孝干、蒋如虎、窦等。长江中游的治水战略应该重新审视。中国科学报,1998-08-26。
4俞晓干等。鄱阳湖围垦对洪水的影响及对策。中国科学报,1998-09-16。
5贾全信。为什么长江洪水很多?中国改革报,1998-08-06。
6石、、等。称“土壤水库”是防洪减灾的根本之策。中国科学报,1998-10-2。
第一作者简介
李文华,男,出生于1932,中国科学院自然资源综合调查委员会研究员,中国工程院院士。他的专业是森林生态学,多年来一直从事自然保护、农林业和青藏高原生态系统的研究。
①张志强王立宪。森林植被变化的水文生态效应。见:森林资源保护与生态环境建设的关系论文. 1998。
②东北林业大学。森林、环境与特大洪水的关系。参见:森林资源保护与生态环境建设关系研讨会论文45438+0998
③曾思琪。1998年特大洪水后的反思。森林资源保护与生态环境建设关系研讨会论文. 1998
④沈国放。深刻反思,誓保绿色。森林资源保护与生态环境建设关系研讨会论文. 1998
⑤何清堂,于。治水在于治山,治山在于兴林。森林资源保护与生态环境建设的关系研讨会论文45438+0998
⑥史继森、张。保护和发展森林,消除洪水,确保国家社会、经济和环境安全。见:森林资源保护与生态环境建设关系研讨会论文. 45438+0998。