黃土高原地區(qū)水土流失問題

李洪清（天津市華淼給排水研究設計院有限公司，天津300190）

黃土高原地區(qū)水土流失問題

李洪清
（天津市華淼給排水研究設計院有限公司，天津300190）

對我國黃土高原地區(qū)的水土流失問題進行討論。以此地區(qū)的自然環(huán)境與社會經(jīng)濟特征為基礎，分析水土流失的成因，總結其現(xiàn)狀及產(chǎn)生的危害，并對黃土高原地區(qū)水土流失問題的演變進行預測。

水土流失；黃土高原；自然因素；人為因素；危害；趨勢

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.142

1 引言

黃河是中華民族的母親河，位于黃河中上游地區(qū)的黃土高原是中華民族的發(fā)祥地。西北黃土區(qū)地處我國干旱半干旱區(qū)域，以農(nóng)牧業(yè)發(fā)展為主，同時也是我國重要的能源與化工基地。該地區(qū)水土流失問題十分嚴峻，制約著黃土高原地區(qū)、黃河流域乃至整個國家的環(huán)境生態(tài)安全和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

2 自然環(huán)境與社會經(jīng)濟特征

2.1 自然環(huán)境條件

2.1.1 黃土

黃土是指以原生堆積未經(jīng)次生擾動的、無層理的、用于黃色粉沙質(zhì)、富含碳酸鹽并有大孔隙和垂直劈理的土狀沉積物，以及經(jīng)過次生搬運、具有層理和沙礫石層的黃色粉土狀沉積物被稱之為黃土狀土層。黃土在世界上分布廣泛，從全球看，黃土分布區(qū)主要位于中緯度干燥和半干燥的大陸性氣候環(huán)境范圍內(nèi)，即現(xiàn)代的溫帶森林、森林草原、草原及部分半荒漠地區(qū)[1]。在歐亞大陸上，從大西洋東岸到太平洋西岸成斷續(xù)帶狀地分布。而我國境內(nèi)的黃土，除長江流域的零星分布外，大都分在昆侖山、秦嶺和大別山以北。根據(jù)黃土沉積的特點可分為西北內(nèi)陸盆地區(qū)、中部黃河中游黃土高原區(qū)、東部山前丘陵及平原區(qū)3大分布區(qū)。

2.1.2 地形地貌

黃土高原橫跨我國3大高程階梯的2個階梯，從西向東逐級下降。從日月山到劉家峽，為第一高程階梯的東緣，屬青藏高原的一部分，一般海拔為2300～3000m，其間有積石山、大阪山、冷龍嶺等高山。黃河干流湟水、大通河形成的谷地與山體相同分布，使該區(qū)主要以高山峽谷、川峽相間為主要地貌特征。地貌類型主要為剝蝕侵蝕地貌，黃土堆積地貌不甚明顯。

2.1.3 氣候

黃土高原屬大陸性季風氣候區(qū)，夏季深受來自海洋的暖濕氣流的影響，而冬季則常為來自西北內(nèi)陸的干冷氣流作用，從而形成了整個地區(qū)夏秋溫暖多雨，冬春寒冷干旱的氣候特征。

2.1.4 植被

黃土高原植被的空間分布具有地帶性特征。黃土高原由于人口劇增、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和戰(zhàn)爭的破壞，原生植被已完全不存在，隨之而來的替代植被是后來恢復的次生植被以及解放以來種植的人工植被。由于植被遭到嚴重破壞，誘發(fā)了嚴重的水土流失和土壤旱化等生態(tài)問題。黃土高原地處森林帶向干草原、荒漠草原過渡的過渡帶，環(huán)境因素變化劇烈，波動性大，加上千溝萬壑的小地形，使水熱條件進行再分配，形成了多種多樣的小生境，增加了對植被生存條件認識的難度，黃土高原的植被地帶性劃分成了具有爭議的問題。

2.1.5 土壤

黃土高原地區(qū)是一個非常特殊的自然地理區(qū)域，橫跨溫帶干旱、半干旱氣候帶和暖溫帶半干旱、半濕潤氣候帶。地形也較為復雜，氣候變化不穩(wěn)定，植被類型較多，土壤母質(zhì)多變；加之農(nóng)業(yè)歷史悠久，受自然因素和人為活動的雙重影響，形成豐富多彩的土壤類型。特別是人為活動對土壤的形成與演變的影響，無論是積極的還是消極的作用，均顯得十分深刻。一方面人工培育了適合農(nóng)業(yè)發(fā)展的肥沃土壤——淤土和灌淤土；另一方面，由于土地利用不合理，土壤侵蝕和水土流失問題加劇，草原嚴重退化，形成大面積的初育土——黃綿土、風沙土、粗骨土等。黃土高原土壤的形成過程主要是腐殖質(zhì)的累積過程與鈣積化過程。隨著氣候由東南向西北漸趨干旱，土壤有機質(zhì)的產(chǎn)生積累也減弱，從3%～4%減少到0.6%，腐殖質(zhì)層的厚度由50～60cm減至10～20cm。胡敏酸與富非酸之比從1.2～1.5降至1以下。鈣的淋溶漸次變小，鈣積層層位升高，淀積愈集中，碳酸鈣含量由0.1%增至30%以上。此外，還有森林成土過程——黏化過程和人為土婁化過程與灌淤化過程以及鹽漬化、草甸化和沼澤化過程等[2，3]。

2.2 社會經(jīng)濟特征

黃土高原總土地面積64.19萬km2，人均土地7200m2，占全國國土面積的6.69%，大部分為山區(qū)和丘陵。黃土高原地區(qū)是世界上水土流失最為嚴重的地區(qū)之一，據(jù)統(tǒng)計，整個區(qū)域水土流失面積達34萬km2，其中土壤侵蝕強度大于1000t/km2的土地面積約為29萬km2，大于5000t/km2的約為16.6萬km2。黃土高原地區(qū)嚴重的水土流失問題，導致土地貧瘠，土壤肥力下降，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響；同時溝壑面積擴大以及耕地資源的減少，對農(nóng)田的基本建設和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展帶來不利影響。除了嚴重的水土流失問題，該區(qū)長城以北地區(qū)荒漠化問題也相當嚴峻，危害著農(nóng)林牧業(yè)的發(fā)展和道路、工礦建設。

3 水土流失成因

3.1 自然因素

地貌形態(tài)是流域降雨侵蝕產(chǎn)沙過程的重要下墊面的影響因素之一。地貌形態(tài)受降雨、人類自然活動和地質(zhì)構造運動等因素的影響，通過水沙運移、能量消耗等方式實現(xiàn)其形態(tài)的不斷演變，最終形成地形破碎、溝壑縱橫的侵蝕地貌景觀；而不斷演變的侵蝕地貌形態(tài)又對流域侵蝕產(chǎn)沙產(chǎn)生一定的制約作用，使其在強度、方式、速率等方面發(fā)生不同程度的響應[4]。黃土高原的多數(shù)地區(qū)海拔高度為1000～2000m，相對高差為100～300m，地勢由西北向東南緩緩傾斜，這種格局決定了黃河及其主要支流的流向，使汾渭谷地成為地方侵蝕基準。黃土地貌的最大特點是地面崎嶇起伏，千溝萬壑，支離破碎，地貌的演變過程強烈。

黃土高原地區(qū)屬于季風氣候區(qū)，該區(qū)氣候受環(huán)流形勢控制和地形因子影響，冬季受蒙古高壓控制，氣候干燥寒冷；夏季受東南季風影響，氣候溫暖濕潤。在黃土高原地區(qū)，降雨是土壤侵蝕過程中起主導作用的一個氣候因素。

3.2 人為因素

長期以來，黃土高原地區(qū)的人為破壞方式主要有3種：陡坡耕墾、濫砍濫伐、亂挖亂堆亂放。這些人為活動導致植被破壞嚴重，土體結構和原有的地貌形態(tài)也受到嚴重破壞。在歷史時期和本世紀的前期和中期，前2種破壞方式是主要的，第3種方式處于無足輕重地位。近期由于農(nóng)村人口迅速增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本條件未得到顯著改善，加之現(xiàn)代科學技術成果沒有有效地應用和推廣，人民生活貧困，人們的環(huán)境意識提高不多，法制不健全和群眾的法制觀念淡薄，因此，陡坡耕墾和“四濫”仍在不斷進行（有些地區(qū)近幾年已停止開荒）。

4 水土流失現(xiàn)狀與演變趨勢

黃土高原地區(qū)地形支離破碎、土壤抗蝕能力較差、植被稀少，水土流失問題十分嚴重，使黃河成為世界上著名的多泥沙河流?！稘h書·溝洫志》對黃河水沙有“河水重濁，號為一石水而六斗泥”的記載。黃河年均輸沙量為16.4億t，平均含沙量37.4kg/m3，最大含沙量為666 kg/m3。在世界上年均輸沙量超過1.0億t的大河中，黃河的年均輸沙量和平均含沙量均位世界居首位。由于黃河的含沙量異常的高，使Ludwig在建立世界范圍河流輸沙模型時被舍去[5]。

1986—2000年，黃土高原土壤侵蝕面積增加了0.53× 104km2，主要是輕度、中度侵蝕面積增加，微度、強度、極強和劇烈侵蝕減少。2000—2002年，水力侵蝕面積變化主要是微度侵蝕面積減少了0.39×104km2，輕度侵蝕面積增加了0.62× 104km2，劇烈侵蝕面積增加了0.13×104km2。其中，土的滲透性和崩解性是判斷其抗蝕能力的重要指標。黃土中0.5～0.05 mm顆粒的含量越高，其滲透率越大，黃土高原大部分地區(qū)的穩(wěn)滲率在0.5～1.5 mm/min之間，有利于減小徑流沖刷。但是，由于黃土崩解性很強，加上其他不利條件（地貌、植被等）突出，侵蝕仍然十分強烈。據(jù)唐克麗等人將4cm×4cm×4cm原狀土置于靜水中觀測時，砂黃土崩解為散粒所需時間為0.5～1.0min，綿黃土為1～2min，黏黃土為1.5～3.0 min，相差約3倍[6]。

人類社會的出現(xiàn)，首先是利用自然資源來維持生存，從砍伐森林、狩獵、游牧，一直發(fā)展到刀耕火種、燒山開荒、開墾陡坡，嚴重破壞了自然生態(tài)平衡，威脅到了人類的生存。

5 水土流失危害

1）黃土高原地區(qū)嚴重的水土流失問題導致該地區(qū)地形破碎、耕地草原退化，加劇了荒漠化的發(fā)展趨勢和其他災害的發(fā)生；

2）黃河下游河道沉積的大量泥沙，使河床不斷抬高，成為地上懸河，加劇了洪水災害的發(fā)生，威脅著人身安全和財產(chǎn)安全；

3）大量的泥沙使水體變黃，水環(huán)境受到污染，還會淤塞水庫和渠道，使水資源利用變得困難；

4）為了減輕下游河道泥沙淤積，必須保證一定的水量輸沙入海，這就加劇了水資源的供需矛盾。長期嚴重的水土流失問題惡化了生態(tài)環(huán)境，給該地區(qū)及相鄰地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和人民群眾的生產(chǎn)、生活帶來了嚴重影響，造成了黃土高原地區(qū)的貧困，制約了該地區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

6 結語

現(xiàn)代全球系統(tǒng)與人類活動有著不可分割的聯(lián)系，生態(tài)環(huán)境的變化一方面受自然因素的影響，另一方面，人類活動也會對環(huán)境變化產(chǎn)生較大影響，特別是隨著人口和社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類影響環(huán)境變化的能力越來越強。目前，土壤侵蝕發(fā)展已成為世界性的重大環(huán)境問題，在農(nóng)墾歷史悠久的中國，該問題更為突出，尤其在自古多沙的黃河，因土壤侵蝕的發(fā)展，治黃的對策愈加復雜而尖銳。黃土高原地區(qū)水土流失問題需作為一個長久達成的目標，相關的對策也需要不斷地發(fā)展和完善。

【1】蔡強國，袁再健，程琴娟，等.分布式侵蝕產(chǎn)沙模型研究進展[J].地理科學進展，2006,25(3):48-54

【2】程積民，萬惠娥.中國黃土高原植被建設與水土保持[M].北京：中國林業(yè)出版社，2002.

【3】王萬忠，焦菊英.黃土高原水土保持減水減沙效益預測[M].鄭州：黃河水利出版社，2002.

【4】姚文藝，湯立群.水力侵蝕產(chǎn)沙過程及模擬[M].鄭州：黃河水利出版社，2001.

【5】汪崗，范昭.黃河水沙變化研究（第一卷，下）[M].鄭州：黃河水利出版社，2002.

【6】王守春.黃土高原古代植被的地域分布及其變遷[A].左大康.黃河流域環(huán)境演變與水沙運行規(guī)律研究文集（第三集）[C].北京:地質(zhì)出版社，1992.

【7】陳可畏.論先秦至西漢時期黃土高原的生產(chǎn)狀況與黃河河患[A].左大康.黃河流域環(huán)境演變與水沙運行規(guī)律研究文集（第三集）[C].北京:地質(zhì)出版社，1992.

Problems of Soil and Water Loss in the Loess Plateau Region

LI Hong-qing
(Tianjin Hua Miao Research&Design Institute of Water and Waste Water Co.Ltd.,Tianjin 300190,China)

This paper discusses the soil and water loss in loess plateau area. Based on the natural environment and social economic in loessplateau, paper analyses the reason of soil and water loss, summarizes the current situation and damage ,then forecasts the development of soil andwater loss in loess platesu.

soil and water loss;loess plateau;natural factors;human factors;harm;trend

S157.1

A

1007-9467（2016）12-0097-03

2016-10-28

李洪清（1976～），男，天津人，高級工程師，從事水利工程及環(huán)境工程設計研究。