浅谈黄土高原土壤侵蚀

浅谈黄土高原地区土壤侵蚀1引言土壤侵蚀遍布世界各地，严重影响了包括农业和森林在内的所有自然和人为生态系统，它所带来的影响是深刻而持久的，随着人口的不断增加和人类活动方式和范围的扩大，土壤侵蚀严重影响了自然生态系统[2]。土壤侵蚀是自然因素和人文因素共同作用的结果，气候、地貌、植被、土壤等自然因素和人类土地利用方式是土壤侵蚀发生的潜在因子[3]。黄土高原处于黄河中上游，是我国西部开发尤其是西北开发的关键地域，区域上指的是太行山以西，日月山―贺兰山以东，秦岭以北，阴山以南的广阔区域，跨越陕西、甘肃、宁夏、山西、青海、内蒙古、河南7省区，自然地理条件复杂，地形破碎，图纸疏松，植被稀少且年降水量少而集中，该区是我国水土流失最为严重、生态环境最为脆弱的地区之一[4]。严重的土壤侵蚀带来生态危机、资源危机和社会经济危机，成为制约我国全局发展的重大问题，这迫使我们及时提出土壤侵蚀的有效防止对策，加快该地区生态环境建设。2黄土高原土壤侵蚀的主要类型按发生侵蚀作用的不同地质营力，黄土高原的土壤侵蚀可概括为三种类型：（1）水流侵蚀；（2）重力侵蚀；（3）风力侵蚀。2.1水流侵蚀水流侵蚀是由于水流在位势能差控制下产生的侵蚀作用，水流的位能势差体现在水流所处的地形坡度的高差上。地形变化是直接影响水流运动及侵蚀强度的主要因素，黄土高原的主要地貌类型可概括为原与沟谷，以及梁、峁与沟谷相结合的地形地貌组合。地表水流作用在这些不同地形上产生多种复杂的侵蚀作用过程和各种侵蚀形态。根据这些不同地形上的水流运动方式和侵蚀作用的特点，水流侵蚀这一大类基本上课分为两种侵蚀方式，（1）面状侵蚀；（2）沟壑侵蚀。这两种侵蚀方式的基本区别标志是：面状侵蚀的水流是无床水流，即不具有固定的河床，而是不断变换其流动途径的；而沟壑侵蚀则是水流具有固定的河床，并且在一定长时期内不易变换其流动途径的。面状侵蚀即通称的面蚀，是无床水流对表土或岩层的侵蚀作用。在自然界中无时无刻都在进行着地表的剥蚀作用，特别是在有一定坡度，哪怕是微弱的倾斜坡面上都在进行着侵蚀作用。它的侵蚀深度不大，单覆盖的面积较广。降雨时，雨量达到一定程度就在倾斜坡面上形成片状层流。在不平坦的地貌上很快改变为成股的束流，其流动方向是不固定的。在初期，降雨量不大，雨滴可以产生溅蚀作用。但随着雨量的增加形成片状水流时则溅蚀作用消失。溅蚀不能起到被侵蚀土粒的搬运作用，而片状层流形成并转变为细流时才开始被侵蚀的土粒向坡下搬运的作用，这时才发生有实质意义的侵蚀。面状分布水流的形成出降雨量的大小外，还决定于土层，特别是表层土的渗透性。渗透性强的土层不易或较迟才形成地表径流；当土层吸水量达到饱和状态或者降雨量超过土层吸水速度、能力时才形成地表径流。面蚀侵蚀发生过程中，在黄土高原各种坡形的坡面上的不同部位，侵蚀作用的具体发生情况不同。坡面最上部，地面倾斜微弱，侵蚀程度较差，侵蚀现象不明显。沟壑侵蚀的基本特点是侵蚀作用的水流有固定的或者比较固定的河床。沟壑侵蚀不同于面蚀的另一特点是不仅向下侵蚀表土或者层岩，而且向侧向产生侵蚀，并不断地改变沟道的形态。沟壑侵蚀自始至终都是侵蚀与堆积相伴而行，侵蚀作用的同时伴生堆积作用，这两种作用的相互消长和强弱的交替形成沟壑侵蚀的全过程，使沟壑的形态不断变化。沟壑侵蚀加深、加宽沟床并促使沟坡、沟头发生侵蚀作用，侵蚀产生的泥沙由沟道逐步运移到下游河道。2.2重力侵蚀重力侵蚀是土体由于自身重力作用而发生位移和土体破坏所产生的侵蚀作用，黄土高原重力侵蚀常表现为滑坡、崩塌和泻溜等现象。滑坡对土地的侵蚀破坏性最大，它多发生在沟谷切割深度较大的较陡边坡上，位于原边或峁、梁坡与下面陡坡接界地带。滑坡造成大量土体移动、破碎，改变着沟谷边上部的地形并淤填、堵塞沟道。崩塌的侵蚀作用只是破坏边坡地形及土地，但不导致大的土体位移，仅通过重力作用就地堆积。崩塌产生的基本条件时边坡上部有风化作用或者重力作用所形成的垂直裂隙以及疏松的黄土，有时在地表水流的影响下使其崩塌加速。泻溜侵蚀是黄土沟坡上的片状剥离，它发生在一定岩性的边坡上。泻溜侵蚀主要也是通过剥离土体的自重力作用散落坡下并就地堆积，泻溜的产生一是与岩性有密切关系，二是与季节性干湿冷暖气候变化有关。2.3风力侵蚀风力侵蚀是具有一定的风力吹扬、破坏土壤或岩石，搬运并再行堆积的作用。风力侵蚀主要发生在黄土高原的最北部。风的吹蚀将分步在这些地区的岩性松散、胶结程度很弱的黄土、袭杀，以至岩层侵蚀并搬运、堆积在低地形处，如沟谷、河道内。堆积的风沙以后相继被暂时性洪水或河水冲刷、搬运至黄河内。风力侵蚀破坏原有的土壤和土层上部结构，搬运、再堆积侵蚀的砂及粉土，这一作用是黄土高原北部沙化现象日趋严重的一个重要原因。3土壤侵蚀对黄土高原地区自然情况的影响侵蚀通过多种方式对陆地生态系统的生产力产生影响。首先侵蚀增加了径流量、降低了土壤对水的渗透及存储能力【5】。其次，有机质和一些植物必须营养元素在侵蚀过程中流失，土层厚度相应的变薄。3.1侵蚀对水分的影响水是所用陆地生态系统生产力的主要限制因素，所有植被的生长发育都要求足够的水分，侵蚀发生时会产生更多的地表径流，减少了进入土壤中的水分，能够支持植被的有效有效用水也会相应的减少。3.2侵蚀对养分的影响当土壤受到侵蚀时，基本的营养元素如氮、磷、钾、钙等元素流失。据研究表明未侵蚀的养分含量是侵蚀土壤的3倍，在这样养分水分低的土壤上植被的生产力会严重降低。3.3侵蚀对有机质的影响风蚀和水蚀都能有选择性的移走土壤中细微的有机颗粒而留下大的颗粒和石块。因为大多数土壤有机质为土壤表层枯枝落叶的腐质分解产生的，因此表层土壤的侵蚀会导致土壤有机质的迅速减少。土壤有机质有助于土壤团聚体的形成和增加土壤渗透性，通过改善土壤结构和渗透性质最痛提高土壤的生产力。除此之外，土壤有机质还能增加土壤离子交换量、提高根系生长水平、增加土壤生物量。一旦土壤有机质层被剥蚀，土壤结构退化、养分流失将导致整个生态系统的生产力下降3.4侵蚀对土层厚度的影响植物生长需要一定的土层厚度来容纳根系伸展，不同的土壤植被对土层厚度要求也不尽相同。但土层厚度在侵蚀作用下持续下降，植被根系空间急剧减少，植被生长严重受阻，最终一些植被种类将会消失。4黄土高原土壤侵蚀的防止措施要实现有效防止土壤侵蚀的目标，必须从治理途径及措施上解决3方面的问题【6】：（1）要有一套行之有效的因地制宜的治理措施；（2）建立一套行之有效的生态、资源、经济相互促进的发展模式；（3）切实解决农民粮食、燃料、富裕等切身利益问题。4.1建设坝系高效稳定基本农田，实现粮食产品的自给自足在沟谷地上建造淤地坝，发展高产稳产坝系农业，是目前黄土高原防止水土流失，化害为利最有效的措施，应作为黄土高原生态建设的关键措施【7】。解决了农民的基本口粮问题，才能稳定陡坡退耕还林还草的惩戒，才能有可能退下来，稳得住，不反弹。值得注意的是，黄土高原是我国暖温果业带的适宜区域，适时调整坡地利用结构，发展坡地果业、坡地药业、坡地牧草业，通过多年生林生草植被建设，则不仅能基本控制水土流失，而且能较快摆脱贫困面貌，使生态建设带动脱贫的目标得以实现。4.2依靠自然恢复功能，以水定树，搞好植被恢复和建设植被具有减少土壤侵蚀、改善生态环境的重要作用，黄土高原的植被景观及其层片组合在地域分布上受水分条件制约[8]。根据当地条件应该确定的植被建设方向是东南部建立乔、灌、草组合型，中部发展灌、草组合型，中北部和西北部发展草木植被型。这种植被景观的地域分异，是植被经过长期适应演替的结果，与自然地带的分异规律相一致。此外，植被具有强大的自然恢复功能，采用封育+管护的措施，植被一般都能自然恢复。4.3坚持以小流域为治理单元应贯彻径流调控、综合治理与产业开发相结合的治理路线，以实现生态、经济的全面好转。总结过去的治理实践，有效治理的成功经验可归结为5个到位：治理单元为小流域；治理措施是综合技术；治理模式是与产业开发相结合；综合治理效益重点是生态与经济；治理目标是可持续发展。最基本的经验是以小流域为单元、综合治理并与产业开发相结合。4.4设立和健全综合管理决策机构目前急需从国家层面上设立水土保持生态环境建设机构，作为实施可持续发展国家战略的委员会。有专家就建议中央设立水土保持生态环境建设指导委员会，只能是制定全局性水土保持、生态建设规划，实施监督并协调各部委各省区相关部门的关系。参考文献[1]张宗祜.黄土高原土壤侵蚀基本规律[J].第四纪研究,1993,2(1)[2]唐克丽,张平仓,王斌科.土壤侵蚀与第四纪生态环境演变[J].第四纪研究,1991,4:300-309[3]王飞,李锐,杨勤科.黄土高原土壤侵蚀的人为影响程度研究综述[J].泥沙研究,2003,10(5)[4]孟庆香,刘国彬,杨勤科.黄土高原土壤侵蚀时空动态分析[J].水土保持研究,2008,15(3)[5]魏翔,李占斌.土壤侵蚀对生态系统的影响[J].水土保持研究,2006,2,13(1)[6]申元村,洪清华.黄土高原土壤侵蚀有效防治战略[J].中国水土保持科学，2003,1,1(2)[7]中国科学院黄土高原综合科学考察队.黄土高原地区土壤侵蚀区域特征及其治理途径.北京：中国科学技术出版社,1990:82-219[8]姚文艺,李勉.黄土高原土壤侵蚀及综合治理研究评述[J].中国水土保持,2005,4