祁連山水土流失動(dòng)態(tài)變化及防治措施研究

任忠山

（祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心西營(yíng)河自然保護(hù)站，甘肅 張掖 734400）

水土流失是指在風(fēng)力、水力、凍融、重力等諸多自然因素和人為活動(dòng)的綜合作用下，土地生產(chǎn)能力與水土資源遭受損失與破壞的過(guò)程及后果，由水的損失與土地表層侵蝕兩大部分組成。在甘肅祁連山地區(qū)，受到自然因素、人為不合理開(kāi)發(fā)利用等因素的影響，出現(xiàn)了嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，引發(fā)了大量土壤養(yǎng)分流失、土地?fù)p壞、河道淤積、土地生產(chǎn)力下降等問(wèn)題，危害了生態(tài)環(huán)境與人類生存發(fā)展。本文參考其他地區(qū)水土流失動(dòng)態(tài)變化相關(guān)的文獻(xiàn)資料，重點(diǎn)分析了1982 年—2020年祁連山地區(qū)水土流失動(dòng)態(tài)變化特征，并在此基礎(chǔ)上提出幾點(diǎn)有效防治措施，對(duì)有效緩解該地區(qū)水土流失現(xiàn)象，建設(shè)良好的生態(tài)環(huán)境等提出意見(jiàn)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

祁連山位于青藏高原東北部，橫跨青海、甘肅兩省份，長(zhǎng)約850 km，寬200～300 km。祁連山東部源于烏鞘嶺，南接柴達(dá)木盆地，西靠阿爾金山，北臨河西走廊，平均海拔4 000～4 500 m，山勢(shì)表現(xiàn)出西高東低的特點(diǎn)。祁連山屬于高原大陸性氣候區(qū)，由于該地區(qū)境內(nèi)地形復(fù)雜多樣，海拔差異明顯，導(dǎo)致其水熱條件也存在著顯著差異，中西部地區(qū)溫度較低且降水稀少，東部地區(qū)相對(duì)溫度較高且降水量比較多。

1.2 材料來(lái)源與方法

數(shù)據(jù)類型主要包括：土壤資料、氣象資料、地形數(shù)據(jù)與遙感影像等。本文選用1982 年—2020 年土壤侵蝕監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)比分析各年份祁連山地區(qū)土壤侵蝕時(shí)空變化。每年數(shù)據(jù)技術(shù)與技術(shù)路線有所不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)精度也存在一定差異，但對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)比影響較小。

2 祁連山水土流失動(dòng)態(tài)變化特征分析

人類不合理生產(chǎn)活動(dòng)與氣候異常變化導(dǎo)致土壤加速侵蝕，特別是在干旱、半干旱地區(qū)，土壤侵蝕率增加將會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分大量流失，土地生產(chǎn)力顯著下降，還會(huì)引發(fā)水污染、河道淤塞等一系列環(huán)境問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致惡性循環(huán)，水土流失明顯加劇。因此，本文主要分析祁連山土壤侵蝕時(shí)空變化特征，直觀反映祁連山地區(qū)水土流失動(dòng)態(tài)變化。

2.1 土壤侵蝕的時(shí)間變化特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1982 年—2020 年，祁連山保護(hù)區(qū)水土流失年平均侵蝕量達(dá)7.90 t/hm2·年。由圖1a 可見(jiàn)，2012 年土壤侵蝕量最大，達(dá)到8.27 t/hm2·年；2020 年最小，為1.21 t/hm2·年。整體而言，近年來(lái)祁連山保護(hù)區(qū)年平均土壤侵蝕量呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，增加速率為1.3 t/hm2·年/10年。由圖1b可見(jiàn)，祁連山保護(hù)區(qū)年平均土壤侵蝕量的累積距平值在2010 年附近出現(xiàn)拐點(diǎn)。由于2012 年、2017 年與2019 年極端降水頻發(fā)，導(dǎo)致此3年土壤侵蝕量較高。

圖1 祁連山保護(hù)區(qū)土壤侵蝕統(tǒng)計(jì)Fig.1 Soil erosion statistics in Qilianshan protected area

2.2 土壤侵蝕的空間變化特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)，祁連山自然保護(hù)區(qū)土壤侵蝕速率位于-4.89～23.64 t/hm2·年，土壤侵蝕速率的平均值為0.13 t/hm2·年。祁連山保護(hù)區(qū)有62.62%的地區(qū)土壤侵蝕量呈下降趨勢(shì)，達(dá)到顯著水平的區(qū)域約56.92%；有5.70%的地區(qū)土壤侵蝕量呈現(xiàn)出輕微的上升趨勢(shì)，其中達(dá)到顯著上升水平的區(qū)域達(dá)12.54%。盡管祁連山自然保護(hù)區(qū)土壤侵蝕量呈下降趨勢(shì)的區(qū)域要明顯多于上升趨勢(shì)，但是其變化速率的平均值依然表現(xiàn)為正值，主要是由于祁連山保護(hù)區(qū)土壤侵蝕量呈下降趨勢(shì)的下降速率要明顯低于增加趨勢(shì)的增加速率。結(jié)合海拔條帶進(jìn)行分析能夠得出，位于海拔2 700 m 以下地區(qū)與海拔介于2 700～3 200 m地區(qū)的土壤侵蝕量趨勢(shì)值均表現(xiàn)為負(fù)值，其平均趨勢(shì)值分別為-0.013 t/hm2·年與-0.023 t/hm2·年。此海拔范圍之內(nèi)廣泛分布著草地、林地，由此可見(jiàn)，植被覆蓋及采取有效的水土保持措施可以明顯緩解土壤侵蝕現(xiàn)象；海拔高度在3 200 m 以上區(qū)域的土壤侵蝕量趨勢(shì)值表現(xiàn)為正值，而且土壤侵蝕增加幅度隨著海拔高度的增加而呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，由此可見(jiàn)，高海拔地勢(shì)起伏明顯地區(qū)的土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)要明顯高于其他區(qū)域，因此，必須結(jié)合這一特征采取科學(xué)、有效的土壤保持措施，以有效緩解水土流失現(xiàn)象。

2.3 各等級(jí)土壤侵蝕的時(shí)空變化特征

為深入分析祁連山保護(hù)區(qū)土壤侵蝕狀況，可以與土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，細(xì)化土壤侵蝕等級(jí)，具體見(jiàn)表1。

表1 土壤侵蝕等級(jí)Tab.1 Grade of soil erosion

與上述土壤侵蝕分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，祁連山自然保護(hù)區(qū)1985年—2020年土壤侵蝕面積，見(jiàn)表2。

表2 祁連山自然保護(hù)區(qū)各年份各等級(jí)土壤侵蝕面積統(tǒng)計(jì)Tab.2 Soil erosion area statistics of Qilianshan Nature Reserve in different years and grades %

祁連山自然保護(hù)區(qū)土壤侵蝕情況整體比較輕，主要表現(xiàn)為微度侵蝕。大多數(shù)年份祁連山自然保護(hù)區(qū)微度侵蝕面積所占的比例均在80.0%以上，幾乎每年祁連山保護(hù)區(qū)都會(huì)有少數(shù)區(qū)域出現(xiàn)劇烈侵蝕。劇烈侵蝕與極強(qiáng)度侵蝕所占的比例較少，多出現(xiàn)在祁連山自然保護(hù)區(qū)東南部坡度較陡且海拔較高區(qū)域。結(jié)合表2 可見(jiàn)，在1995 年前，祁連山自然保護(hù)區(qū)土壤微度侵蝕面積占比高于80%；2000 年—2015 年，土壤微度侵蝕面積有所減少，均在80%以下；2015 年土壤微度侵蝕面積占比最少，為73.16%；到2020 年該地區(qū)土壤微度侵蝕面積占比明顯增加，達(dá)到95.40%，與2020 年降水量稀少、極端降水事件較少等存在著一定程度的關(guān)聯(lián)。而各年份劇烈侵蝕占比均較少，除2015 年外，其他各年份土壤劇烈侵蝕面積占比均未超過(guò)1%。

2.4 祁連山水土流失的原因分析

2.4.1 自然原因

引發(fā)祁連山水土流失的自然原因主要包括以下幾點(diǎn)：①氣候因素。祁連山隸屬于溫帶大陸性氣候區(qū)，深居亞歐大陸內(nèi)部且距離海洋較遠(yuǎn)，降水稀少。另外，受到青藏高原、西北寒冷氣流、內(nèi)蒙古地區(qū)干冷空氣等多種因素的影響，祁連山地區(qū)沙塵暴頻發(fā)，并受西北季風(fēng)的影響；②地貌因素。祁連山地區(qū)海拔高度較高，再加上凍土地貌的影響，土壤極為堅(jiān)硬，地下水很難向下滲透并存儲(chǔ)，因此，祁連山特殊的地貌類型無(wú)法涵養(yǎng)豐富的水資源；③水文因素。祁連山主要有疏勒河、黑河、石羊河共三大水系，需水量總計(jì)81×108m3，可以利用的水資源僅有62×108m3。受到當(dāng)?shù)貧夂?、地貌因素的影響，其自然降水量比較多，再加上高溫、地表蒸發(fā)量大等因素的影響，祁連山地表水存儲(chǔ)量較少。隨著水土流失現(xiàn)象的日益凸顯，土地砂土化愈演愈烈，地表土明顯缺少，地下水位顯著下降，部分地區(qū)水質(zhì)惡化，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致居民生活飲水困難。

2.4.2 人為原因

①人為損壞植被與地貌而引發(fā)水土流失。近年來(lái)，當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)祁連山過(guò)度索取，掠奪式開(kāi)墾土地，與因地制宜的和諧可持續(xù)發(fā)展理念相違背。草地與植被具有涵養(yǎng)水土等功能。降水天氣發(fā)生后，植被可以將水分保持在地表上。將林牧用地開(kāi)辟為農(nóng)田雖然可以增加農(nóng)業(yè)用地面積，但是卻破壞了草地和植被，降低了土地蓄水功能，引發(fā)嚴(yán)重的水土流失，直接破壞自然生態(tài)系統(tǒng)；②水污染嚴(yán)重。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，祁連山地區(qū)城鎮(zhèn)廢污水量顯著增加，再加上當(dāng)?shù)鼐用袼Y源保護(hù)意識(shí)薄弱，生活垃圾隨意堆放在地表、倒入河道中，使水資源遭受嚴(yán)重污染；③自然災(zāi)害發(fā)生頻率較高。祁連山地區(qū)林業(yè)資源豐富，且富有多種藥用植物。然而由于人類不合理的開(kāi)采導(dǎo)致草地林木銳減，森林植被遭受嚴(yán)重破壞，植被覆蓋率大幅下降，大量的地表裸露在外，導(dǎo)致其涵養(yǎng)水土的功能無(wú)法得到充分發(fā)揮，地表荒漠化、砂土化現(xiàn)象愈演愈烈，最終引發(fā)嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象。另外，洪水會(huì)引發(fā)泥石流、滑坡、塌方等自然災(zāi)害。在洪水作用下，大量泥沙匯集于下游水庫(kù)，使其容量顯著下降，蓄水、抗災(zāi)功能下降。

3 祁連山水土流失防治措施

3.1 強(qiáng)化宣傳

祁連山自然保護(hù)區(qū)相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)充分利用“中國(guó)水周”“世界水日”等特殊日期，綜合運(yùn)用廣播、電視、互聯(lián)網(wǎng)、微博、微信等媒體，通過(guò)張貼標(biāo)語(yǔ)、海報(bào)等多層次、全方位宣傳水土流失的危害、水土保持基本國(guó)策等，還要積極開(kāi)展水土保持進(jìn)鄉(xiāng)村、進(jìn)學(xué)校、進(jìn)機(jī)關(guān)等活動(dòng)，多種力量共同營(yíng)造人人知曉并參與的良好氛圍，使大眾對(duì)防治水土流失的認(rèn)識(shí)及其迫切性實(shí)現(xiàn)顯著提升。

3.2 采取多種舉措提升生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力

主要包括以下幾點(diǎn)：①始終堅(jiān)持“綠水青山就是金山銀山”的理念，針對(duì)各個(gè)區(qū)域采取有針對(duì)性的治理措施。有關(guān)政府部門加大濕地、林草等的保護(hù)力度，積極開(kāi)展荒地、低效林等治理工作，有效推動(dòng)人與自然的和諧相處；②祁連山相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極動(dòng)員全社會(huì)力量參與綠化活動(dòng)，組織全民參加義務(wù)植樹(shù)活動(dòng)，適當(dāng)增加林草面積，通過(guò)多種形式多個(gè)途經(jīng)實(shí)現(xiàn)增綠增匯，加速森林、草地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)；③結(jié)合祁連山境內(nèi)退耕還林成果，強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境建設(shè)，持續(xù)做好封禁管護(hù)與治理工作。要分散治理、連片規(guī)模治理相結(jié)合，使全區(qū)林草覆蓋率得到大幅提升。同時(shí)還要切實(shí)做好河流保護(hù)工作，開(kāi)展河流污染治理工作，減少河道泥沙淤積，降低洪水的發(fā)生率和災(zāi)害性，達(dá)到有效遏制水土流失和降低自然災(zāi)害的目的，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.3 切實(shí)做好水土保持預(yù)防的監(jiān)督與管理工作

①加大對(duì)不法行為的監(jiān)管與懲處力度，嚴(yán)厲懲處濫砍濫伐、毀林開(kāi)荒、過(guò)度放牧等引發(fā)水土流失的不法行為；下大力氣杜絕“未批先建”“未驗(yàn)先投”等行為，有關(guān)部門在實(shí)際的檢查工作當(dāng)中一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與隱患，必須第一時(shí)間下達(dá)整改通知書，并提出有效意見(jiàn)，同時(shí)還要確保整改嚴(yán)格落實(shí)到位；②強(qiáng)化項(xiàng)目前期管理工作，規(guī)范水土保持方案審批流程，嚴(yán)守生態(tài)紅線，嚴(yán)禁許可與水土保持法律法規(guī)不符的項(xiàng)目；③強(qiáng)化各部門的對(duì)接合作工作，妥善做好項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中水土保持方案審批工作，同時(shí)還要嚴(yán)格做好項(xiàng)目監(jiān)管，以有效防止不當(dāng)行為造成的水土流失現(xiàn)象。