黃土高原地區(qū)土壤侵蝕的成因、現(xiàn)狀及整治對策

劉元

摘 要 黃土高原地形復雜、氣候干旱、水資源缺乏，再加上不合理的耕作制度，水土流失顯著且表現(xiàn)復雜，成為黃河流域生態(tài)文明建設的重要障礙。黃土高原土壤侵蝕類型可分為流水侵蝕、風力侵蝕及重力侵蝕，黃土高原水土的流失與人類活動息息相關。分析黃土高原的土壤侵蝕情況，探討其作為典型區(qū)域水土保持的重要性，提出黃河流域高質量發(fā)展與生態(tài)文明建設的對策。

關鍵詞 黃土高原;土壤侵蝕;生態(tài)建設;整治

中圖分類號：S157.2 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.21.091

土壤侵蝕是土地退化的主要原因，同時還是引起土壤生態(tài)退化的重要原因。研究表明，土壤侵蝕已經(jīng)對全球人類生存和社會發(fā)展帶來了嚴重的危害[1-2]。土壤侵蝕作為重大環(huán)境問題之一，不僅威脅糧食生產安全，還對人類健康造成了威脅。土壤侵蝕問題事關國計民生，已經(jīng)成為國際土壤學、環(huán)境科學等研究領域關注的焦點。

1 黃土高原的地質環(huán)境

黃土高原是中國的四大高原之一，主要位于黃河中游，平均海拔約2 000 m。廣義上的黃土高原主要是指黃土區(qū)，包括原生黃土和次生黃土，面積分別為38.1萬平方千米和25.4萬平方千米，遍及省份有山西省、陜西省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)及內蒙古自治區(qū)，同時也包括河套平原[3-4]。狹義上的黃土高原面積約30萬平方千米，范圍向西到達烏鞘嶺，東至太行山，南至秦嶺，北到長城[5]。黃土高原地區(qū)是典型的丘陵溝壑地貌，地形破碎度高，年均降水量少，夏秋季節(jié)多暴雨，降水較為集中，且黃土高原土質疏松，是該地區(qū)土壤侵蝕的先決條件。黃土高原的土壤侵蝕是多種原因綜合作用的結果，該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)均十分脆弱。

自1949年以來，針對土壤侵蝕，我國持續(xù)開展了觀測、監(jiān)測、調查及評估等科學研究工作。目前，通過科學手段建立的水土保持設施每年可實現(xiàn)土壤保持15億噸，增加蓄水能力250多億立方米，使得糧食增產180億千克，累計治理的面積超過100萬平方千米[6]。1998年以來，隨著退耕還林（還草）政策的實施，黃土高原植被面積顯著增加。目前，我國在土壤侵蝕治理方面的研究工作已經(jīng)取得顯著成效，雖然局部地區(qū)土壤侵蝕仍然嚴重，但土壤侵蝕防治一直是生態(tài)文明建設的重要內容之一，黃土高原地區(qū)作為土壤侵蝕的典型區(qū)，是我國水土保持和生態(tài)恢復建設的重點地區(qū)[7]。

2 土壤侵蝕的機理過程

目前，對土壤侵蝕的研究主要集中于土壤侵蝕模型、土壤侵蝕成因及其綜合治理措施等。關于土壤侵蝕模型，我國已有不少研究，主要是針對黃土高原典型區(qū)的土壤侵蝕模型[8]。研究表明，根據(jù)黃土高原丘陵溝壑區(qū)的復雜地貌特征及垂直結構的分布特點，在流域尺度上的土壤侵蝕模型可以分為坡面模型、溝坡系統(tǒng)模型和溝

道模型。

從尺度上看，國內外相關研究也逐漸從坡面小尺度過度到區(qū)域尺度上的宏觀布局（坡面—小流域—流域綜合治理—區(qū)域可持續(xù)宏觀布局）。水土保持措施的實施，應考慮生態(tài)建設和生態(tài)效益的可持續(xù)性。植被恢復要緊密結合當?shù)氐耐寥浪謼l件，以達到合理優(yōu)化植被結構的效果。相關研究表明，盲目恢復植被會產生“土壤干層”和“小老樹”等現(xiàn)象，因此植被的合理配置和生態(tài)系統(tǒng)的自然修復至關重要。同時，也要注意生態(tài)經(jīng)濟的發(fā)展，在調整植被的基礎上增加糧食產量，帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，加強資源的高效合理利用，從而實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟持續(xù)向好。

2.1 自然因素

黃土高原地區(qū)的土壤侵蝕涉及的外力主要有水力、風力及重力。水力侵蝕主要是地表土受到暴雨及地表徑流沖刷，帶走地表松散的土壤;風力侵蝕是風沙對裸露地表或者植被覆蓋稀疏的地表的刮蝕作用，地表土壤被風力帶走，位置發(fā)生移動;重力侵蝕主要是松散土體塌落造成的。黃土高原的水土流失主要是由流水侵蝕造成的，水力侵蝕是最主要的侵蝕類型。降雨和徑流是流水侵蝕的主要原因，強降雨是土壤侵蝕量的決定因素。一般情況下，降雨總量、降雨強度及雨滴的大小與質量都與土壤侵蝕量呈明顯的正相關關系。

土壤本身的屬性是決定其侵蝕程度的決定性因素。土壤的透水性及抗侵蝕性都會對侵蝕程度產生很大的影響。例如，土質疏松的土壤具有一定的吸水性，容易形成相對堅實的組織結構，但這一類土壤自身條件脆弱，容易受到重力侵蝕或風力侵蝕的影響。透水性較低的土壤易產生大徑流，造成徑流的沖刷侵蝕。

地形因素也是土壤侵蝕發(fā)生的先決條件，地形因素包括坡度和坡長。坡度越大，受重力影響，流速也就越大，對地表沖刷力就越強，最終導致土壤的侵蝕量增加;而較長的坡對雨水的匯集作用更強，大量的流水會造成侵蝕加劇。此外，坡的形態(tài)特征，例如直線型坡、凸形坡、凹形坡及階梯形態(tài)的坡也會因水動力學作用產生不同程度的侵蝕影響。

合理的植被覆蓋可以有效地防治土壤侵蝕，對降雨產生截流作用，改變地表徑流及水文過程。但是，盲目種植植物亦不可取，植物的蒸騰作用會消耗水分，植物根系過長會抽取地下水，不利于黃河流域長期的生態(tài)恢復與建設。

2.2 人為因素

人為因素是指加速地表土移動和破壞的不合理的生產實踐活動。例如，毀林開荒、陡坡開荒及過度放牧，其本質是破壞地表植被，耕作時翻動土壤使得土壤變得疏松，降低土壤的強度與抗蝕性。破壞植被會使地表直接受到侵蝕，不利于恢復局地的生態(tài)環(huán)境，導致生態(tài)系統(tǒng)變得脆弱;在具有一定坡度的地方開墾種植，被翻松的土壤抗蝕性會降低，在暴雨期流水侵蝕的作用下會連帶作物一起發(fā)生位移。此外，過度放牧及不合理的耕作方式也會改變土壤的團粒結構，繼而改變土壤本身的屬性，降低土壤的抗蝕能力。工程上的礦渣等雜質也會加劇水流對土體的侵蝕，并對生態(tài)環(huán)境帶來嚴重危害。

2.3 土壤侵蝕帶來的危害

土壤侵蝕的危害不容忽視，尤其在黃土高原地區(qū)，土壤侵蝕帶來的大量淤積泥沙，不僅會通過加速暴雨徑流加劇洪澇災害，還會影響河道的泄洪和航運能力，阻礙交通，黃河泥沙淤積造成的“地上懸河”無疑增加了防洪的難度。土壤侵蝕會造成土壤肥力下降，降低植被生產力及糧食產量。因此，土壤侵蝕及水土流失嚴重，會加劇地區(qū)的經(jīng)濟貧困程度，形成惡性循環(huán)。水土流失還會加劇地區(qū)的非點源污染情況，水流里的固體、液體物質會攜帶一些雜質，如重金屬元素、農藥等。這些會隨著徑流逐漸轉移到農田、河流等，從而給糧食生產和人類生活造成危害，且面源污染面積較大，有害的污染物會隨著食物鏈不斷富集。土壤侵蝕帶來的問題十分嚴重，包括土地資源的破壞、農業(yè)生態(tài)環(huán)境的惡化與生態(tài)環(huán)境失調，嚴重制約生態(tài)與經(jīng)濟的發(fā)展，事關國計民生，因此加快土壤侵蝕區(qū)的長效治理迫在眉睫。

3 整治對策

3.1 重視土壤侵蝕類型與機理研究

土壤侵蝕與水土流失理論研究成果較多，形成了完整的土壤侵蝕研究學科體系，但是對土壤侵蝕類型和機理的研究相對較少。土壤侵蝕受土壤自身性質、外部自然環(huán)境條件及人類活動的綜合影響，其過程十分復雜。我國國土面積遼闊，南北方、東西方自然差異大，且地域文化與人類活動的方式也具有一定的差異，不同地區(qū)的土壤侵蝕過程和特征都不盡相同，在水土保持綜合治理過程中要結合當?shù)靥厣虻刂埔?。土壤侵蝕類型與機理的研究是有效治理土壤侵蝕的關鍵。

針對典型區(qū)域，例如黃土高原地區(qū)、長江中上游、喀斯特巖溶地貌等地區(qū)，相關學者對其涉及的土壤侵蝕問題進行了大量研究，但在侵蝕過程、侵蝕機制、泥沙運移規(guī)律、土壤漏失途徑及比例等核心問題上仍需加強。

3.2 加強綜合效益和預防修復研究

在水土流失防治的研究中要充分考慮生態(tài)、經(jīng)濟和社會的綜合效益。預防修復基于所在區(qū)域經(jīng)濟因素、社會效益和生態(tài)效益，側重于綜合各類措施對土壤侵蝕進行調節(jié)和控制。有關土壤侵蝕的預防與修復工作要緊緊圍繞生態(tài)系統(tǒng)的綜合效益，采用多種技術進行綜合治理，以生態(tài)平衡為中心，逐步促進生態(tài)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.3 加大“3S”技術在土壤侵蝕防治中的應用

土壤侵蝕區(qū)的治理要因地制宜，不能采取“一刀切”的處理方式。相關部門要加強不同地區(qū)、不同流域土壤侵蝕治理方式與治理模式的推廣。先進的科學技術要應用到土壤侵蝕的治理中，例如利用3S技術等手段易于進行宏觀上的大尺度空間研究，可以為水土流失與荒漠化治理提供有力的科學支撐;可以利用無人機技術考察水土流失情況，為今后在黃河流域進行科學研究提供理論依據(jù)，實現(xiàn)長效的生態(tài)保護。

3.4 加快土壤侵蝕防治產業(yè)化發(fā)展

產業(yè)化發(fā)展是土壤侵蝕防治的必經(jīng)之路。任何治理土壤侵蝕的措施如果不能有利于產業(yè)化，土壤侵蝕防治就無從談起。治理土壤侵蝕要以市場為導向，打破“土走糧盡”的怪圈，根據(jù)該區(qū)域的土地收益分配資金。這種模式在國外已有發(fā)展，但在國內還沒有得到廣泛應用。

從經(jīng)濟全球化角度進行分析，土壤侵蝕嚴重的區(qū)域要想從貧困到達小康再到富裕，就要在土壤侵蝕治理防護階段對土壤侵蝕嚴重區(qū)域或者貧瘠土地區(qū)域進行投資，形成產業(yè)規(guī)模，發(fā)展“一區(qū)一品”，形成土壤侵蝕防治產業(yè)。

4 結語

土壤侵蝕是全球范圍內廣泛關注的農業(yè)生態(tài)環(huán)境問題。土壤侵蝕會導致土地退化、土壤肥力下降，使農業(yè)種植的基礎條件變得薄弱，在造成河流淤積、水質污染等環(huán)境問題的同時，也嚴重制約社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。整治土壤侵蝕要結合當?shù)靥厣?，因地制宜，綜合利用農業(yè)、生物及工程等措施，實現(xiàn)生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。深入研究土壤侵蝕的時空動態(tài)分異規(guī)律，對水土保持措施的優(yōu)化和實施具有至關重要的作用，對于促進黃河流域的長遠發(fā)展具有深遠的意義。

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（責任編輯：劉寧寧）