坡耕地改造新模式的“三效益”分析与探讨

来源 :农业工程技术·新能源产业 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jimgui19810917
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  摘要:针对当前广泛存在的大量坡耕地因不宜种植而被撂荒和随意浪费和破坏问题,通过分析湖南湘西永顺县的典型情况,结合当今能源作物的不断兴起的时代背景,提出了在坡耕地上种植能源作物的坡耕地改造新模式。经分析,发现该模式能够有效利用坡耕地,发展能源经济,能为当地人民带来经济效益,社会效益和環境效益。能够在一定程度上实现三效益统一的局面。
  关键词:坡耕地改造;退耕还林;能源作物
  我国地形的总体特征是山地多平地少,在中西部地区平地多在10%以下、山地和丘陵的比重可达到90%以上。中西部生态脆弱带6°~15°坡耕地面积占全国同坡度耕地总面积的65.4%,15°~25°坡耕地面积占全国同坡度耕地总面积的73.0%,25°以上陡坡耕地面积占全国陡坡耕地总面积的78.0%。这种地区坡度差异大,在开发的过程中面临的最大问题便是水土流失,基本上不能耕作粮食,只能种植树木以保持水土。本文以坡耕地的典型地区湘西永顺县为例,试图探索一种符合经济效益、社会效益和環境效益“三效益”统一的坡耕地治理模式。
  1 改造坡耕地的必要性
  1.1永顺县自然地理条件
  永顺县位于湖南省的西部,湘西土家族苗族自治州北部,地处中西部结合地带的武陵山脉中段,境内地貌以山地、丘岗为主。永顺地形复杂,河流侵蚀切割强烈、地表破碎、起伏大,呈山地、山原、丘陵、岗地及向斜谷地等多种类型。水平方向由西北部砂页岩侵蚀构造山地谷地到中部碳酸岩溶蚀构造山原山地,再到东南部变质岩侵蚀构造中山山地,整个区域内级坡耕地分布广泛且坡度较大,生态環境十分脆弱。
  1.2永顺县坡耕地现状
  坡耕地是指分布在山坡上地面平整度差,跑水跑肥跑土现象突出,作物产量低的旱地。主要特征“坡地”的概念,一般是指6°~25°之间的地貌类型(开垦后多称为坡耕地)。它的比例大小反应的是一个地区水土流失的一般状况,一般这种土地是宜草宜灌木的,不宜大规模耕作,而耕作比例越大,水土流失越严重,生态環境也就越恶劣。
  永顺县总面积571.5949万亩,为湖南省面积的1.8%,为湘西自治州面积的17.6%,现有耕地面积42.03万亩。按坡度级划分,在已实施的退耕地造林面积中,大于25°的陡坡地占46.41%、15°~25°的坡地占50.42%、小于15°的坡地为3.17%。坡耕地位于坡度加大的山地上,加上重力的影响,很容易造成水土流失。全县水土流失面积已经达到1507km2,占总面积的39.6%,土壤侵蚀模数仍4462.3吨/km2年,年土壤流失量仍达644万吨,相当于一年冲走7170亩农田耕作层。水土流失不仅使大量的优质土壤流失,而且加大了发生山体滑坡、泥石流等地质灾害的发生几率。
  2 坡耕地改造新模式的构建思路
  2.1坡耕地改造的一般模式
  坡耕地是位于有一定坡度的土地上,不适宜在其上种植需要投入大量时间、资金、技术和生产机械的粮食作物。由于地球重力的作用,坡耕地容易造成水土流失,土壤中的肥力下降,种植的粮食作物得不到良好的产量。为了更好地利用坡耕地,不让坡耕地闲置造成土地的浪费,需要将坡耕地进行改造。近年来,通过一系列学者的研究,对于坡耕地的改造方法及模式有了一定的研究成果:徐秀云等人提出水平梯田、灌木坎坡式梯田设计、水平坑工程、等高林带等治理模式;问善宽等人提出把坡耕地改造成波浪式的模式,指出这种波浪式农田的最大优点是能最大限度地防止水土流失;李建安等人在研究湘西地区坡耕地治理中总结了湘西坡耕地5大经济林生态经营模式类型,并阐述了主要典型模式的结构特点、适用范围与效果。
  在坡耕地改造的一般模式中,水平梯田、灌木坎坡式梯田设计等模式工程量大、投资成本高,在经济欠发达、资本技术薄弱的湘西永顺地区,此类模式不能普遍实施。此外,在坡耕地上发展经济林生态经营模式,虽然它们也能产生经济效益,并且有一定水土保持的功能,但是林木类生长周期长,农民短时间内看不到经济效益。
  2.2坡耕地改造新模式的提出
  在此情况下,是否有一种既能够有利于坡耕地的水土保持、有利于生态環境的可持续发展,又能够在较短的时间内产生较高的经济效益,同时费工少、投入较少资金的坡耕地改造方式呢?
  当前,我国正处于经济快速发展的阶段,随着我国工农业生产的发展和人民生活水平的提高,石油燃料的供需矛盾日渐尖锐。据有关部门专家测算,国民经济增长1%,石油燃料需要增长0.7%。我国的经济很大程度上得益于化石能源如石油、煤炭的广泛投入与应用,是一种建立在化石能源基础上的刚性经济。但是,这些资源却在近几年来迅速地减少甚至接近枯竭。以石油储备量为例,可支配的化石能源的极限约为1180~1510亿吨,以1995年世界石油年开采量计算约在2050年就会宣告枯竭。这为生物能源的研发提供了一个很好的契机。生物能源不仅能提供低硫燃料、改善生态環境、无技术难题,更重要的是和传统能源相比,它是一种新型的再生能源,取之不尽用之不竭。而大多数能源作物都具有适应性强、生命力旺盛、成本低的特点,这也为我国大力开发生物能源提供了坚实的物质基础。在坡耕地上种植具有水土保持效应的能源作物的模式不仅利用了坡耕地,有效减少了坡耕地的水土流失,而且能够给当地农民带来经济效益。
  2.3种植能源作物坡耕地改造模式实施过程的初步探讨
  在种植能源作物坡耕地改造模式中,首先要调查当地坡耕地的具体情况。根据坡耕地的坡度差异,将坡耕地分为四大类,坡度在6°~10°的坡耕地为第Ⅰ类,坡度在10°~15°的坡耕地为第Ⅱ类,坡度在15°~20°为第Ⅲ类,坡度在20°~25°为第Ⅳ类。调查四大类坡耕地的自然地理条件以及被利用情况。
  第二步对调查的坡耕地进行土地利用评价,确定适宜种植能源作物的坡耕地范围。土地利用评价选取因素有土壤的盐碱化程度、坡度、土层有效度、土质、水分条件等五大限制因素分等定级。   根据土地评价依据土地自然性质及其对于土地的某种持续利用的限制程度进行划分等级的原理,满足所有Ⅰ类坡耕地条件的为Ⅰ类坡耕地,如果有一个条件为Ⅱ类,即为Ⅱ类坡耕地。
  第三步选取适宜在坡耕地上种植的能源作物。调查了解各类能源作物的生物特性和生产力,选择适应种植各类能源作物的坡耕地类型。根据形成能源载体物质的成份,可把能源作物分为3类:①淀粉和糖料作物类,富含淀粉和糖类,用于生产燃料乙醇;②油脂作物类,富含油脂,通过脂化过程形成脂肪酸甲酯类物质,即生物柴油(biodiesel);③木质纤维素作物类(lingo cellulosic crop),富含纤维素、半纤维素和木质素,可以通过转化获得热能、电能、乙醇和生物气体(biogas)等。①类能源作物有小麦、大麦、玉米、籽粒高粱等禾谷类作物和甘薯、木薯、马铃薯等薯类作物。②类能源作物有油菜、向日葵、蓖麻和大豆等。③类能源作物主要有桉树、杨树和柳树。当前广受关注的能源作物还有柳枝稷、芒草、木薯、甘蔗、甜高粱等。最后,根据当地的自然地理条件拟定能源作物的种植方案。
  3 坡耕地改造新模式的“三效益”分析
  3.1坡耕地改造新模式的“经济效益”
  坡耕地属于边际土地,现实生活中由于其地形、土质等因素导致坡耕地难以开发和利用。目前,对于坡耕地普遍的改造利用方式主要有将其改造成水平梯田,或者是响应政府号召,实行退耕还林政策。但是由于永顺县当地经济落后,将坡耕地改造成水平梯田需要一定的经济成本,政府的退耕还林补贴满足不了当地农民的基本生活需要,大部分坡耕地被撂荒,或者被当地农民进行破坏性的使用,造成土地资产的闲置与浪费。从隐含的机会成本角度分析,在坡耕地上种植能源作物能将闲置或被破坏的坡耕地有效地利用起来,使之能为当地农民的生产生活服务。
  坡耕地改造新模式实际上是对坡耕地的利用方式进行改造。种植能源作物的坡耕地改造模式是在新兴生物质能源作物时代背景下提出来的。而能源作物正好能解决我国经济快速发展对能源的需求与当今社会存在的可用能源之间的矛盾。从现实的经济利益角度分析,坡耕地上种植能源作物符合时代发展潮流,能够直接产生巨大的经济价值,从而为当地农民带来实实在在的经济利益。
  3.2坡耕地改造新模式的“社会利益”
  3.2.1改善当地农民的生活水平,稳定社会秩序。
  据2010年湖南省各县市区农民人均纯收入排名表显示,永顺县仅为3360元,位居全省后位。2010年全国农民人均纯收入为5919元、全湖南省为5890.67元、湘西地区则只有3536.72元,分别比全国、全省平均水平少2382.28元、2353.95元,低于全国人均水平40.24%、低于全省40.09%,其中,湘西地区又以永顺县为低。利用坡耕地种植能源作物带来经济效益进一步能为当地带来社会效益。据张练红等(2004)研究,农民每种1hm2甜高粱,可多收入3000元~4500元,建成一年产3000吨的甜高粱酒精生产厂,需要种大约733hm2~867hm2甜高粱,农民可增加收入165万元~195万元。在改善当地农民的生活水平的同时能够鼓励农民投入生产,减少当地人民因为解决不了基本生活问题而发生抢劫、盗窃案件的发生,稳定社会秩序。
  3.2.2改善“空心村”的现象,促进农村发展。
  空心村是指随着我国城市化和工业化进程,大量的农村青壮年都涌入城市打工,使得留在农村的人口都是老弱妇孺、出现旧宅闲置的现象。从本质上看,“空心村”形成的原因是当地农村没有供农村青壮年发展的出路。在农村务农可获得的收益比在城镇化务工的收益低得多,所以大多数农村青壮年选择远离农村。农村中没有新生力量的加入,发展缓慢。同时,“空心村”的出现造成大量老人小孩留在农村,留守儿童的教育、农村老人的生活保障等社会问题一并产生。在永顺县,充分利用占耕地面积比例比重较大的坡耕地种植能源作物,使其产生巨大的经济价值,以此来吸引农村青壮年留在农村,改善“空心村”现象,发展当地经济。
  3.3坡耕地改造新模式的“環境效益”
  3.3.1直接产生環境友好型的生物质能源。
  坡耕地改造新模式旨在适宜种植能源作物的坡耕地上种植能源作物,以生产可供人们使用的環境友好型生物质能源。如:乙醇等。生物质能源在种植能源作物的同时,作物在生长期内通过光合作用和呼吸作用充分利用大气中的CO2,将其转变为O2,对“温室效应”具有一定的缓解作用。
  3.3.2有效防治坡耕地水土流失。
  除了坡度较大,地形条件不好之外,坡耕地在地球重力的影响下,容易造成水土流失,致使土壤中的有效营养物质也一并流失,不利于普通农作物的生长,造成作物产量低下。在坡耕地上种植的能源作物要有一定的水土保持能力,能在保证自身良好生长的基础上,保持土壤中的营养元素,保证土地质量。同时也能够降低淤积水库、阻塞河道、抬高河床的发生几率,减少旱涝灾害,缓解地质灾害的威胁。
  3.3.3景观价值的实现。
  能源作物一般对土地的要求比较低,可在荒坡野岭等边际土地上种植,既装点了荒坡,又美化了自然景观。坡耕地由于种植效益低,很大一部分出现撂荒、随意破坏等现象,造成土地资源的浪费。在坡耕地上种植能源作物,能有效地利用坡耕地美化環境,实现资源可持续发展。
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