黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)治理的重要性與緊迫性

來(lái)源：水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章【字體】大中小

唐克麗

（中科院、水利部水土保持研究所，陜西楊陵712100）

[關(guān)鍵詞]水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)；綜合治理；陡坡退耕；還林還草；黃土高原

[摘要]在全國(guó)范圍劃分水蝕、風(fēng)蝕和凍融侵蝕三大侵蝕類(lèi)型區(qū)基礎(chǔ)上，提出進(jìn)一步劃分水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)的必要性及重要意義。黃土高原的強(qiáng)烈侵蝕中心出現(xiàn)在水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)，該區(qū)為黃河粗泥沙的主要來(lái)源區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，自然災(zāi)害頻繁。該區(qū)又為世界級(jí)大型煤田蘊(yùn)藏地，將建成我國(guó)21世紀(jì)的能源重化工基地。強(qiáng)化水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)綜合治理，對(duì)治黃及西部地區(qū)開(kāi)發(fā)具有重大意義。

[中圖分類(lèi)號(hào)]S157.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1000-0941（2000）11-0011-02

土壤侵蝕是西部地區(qū)開(kāi)發(fā)的重要限制因素。按侵蝕營(yíng)力劃分，我國(guó)可劃分為水蝕、風(fēng)蝕和凍融侵蝕三大類(lèi)型區(qū)。凍融侵蝕多發(fā)生在無(wú)人居住的高寒地區(qū)，其造成的危害與影響較小，故尚未列入治理議程。我國(guó)統(tǒng)計(jì)的侵蝕面積通常指水蝕和風(fēng)蝕面積。據(jù)1990年全國(guó)遙感普查資料，全國(guó)水蝕面積179萬(wàn)km2，風(fēng)蝕面積188萬(wàn)km2，兩項(xiàng)合計(jì)占國(guó)土總面積的38.2%。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)土壤侵蝕和防治問(wèn)題的研究多限于水蝕和風(fēng)蝕兩大領(lǐng)域。

以上水蝕和風(fēng)蝕交錯(cuò)地區(qū)的侵蝕包含有風(fēng)力和水力的兩相侵蝕，我們稱(chēng)之為水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)。我國(guó)大面積的風(fēng)蝕地區(qū)，主要由戈壁和沙漠組成，其侵蝕的危害性不明顯，其中對(duì)人類(lèi)活動(dòng)影響較大的地區(qū)有30萬(wàn)~40萬(wàn)km2。這類(lèi)地區(qū)地處我國(guó)北部、西北部的沙漠南緣，與水蝕地區(qū)連接，形成了水蝕風(fēng)蝕過(guò)渡帶，在土地利用上屬農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)。目前對(duì)該區(qū)域的土壤侵蝕特征及其治理問(wèn)題的研究與認(rèn)識(shí)尚屬薄弱環(huán)節(jié)。

水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)有其獨(dú)特的環(huán)境背景和土壤侵蝕過(guò)程。該地區(qū)生態(tài)環(huán)境極為脆弱，雖可從事農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)但不合理的經(jīng)營(yíng)就可導(dǎo)致生態(tài)平衡破環(huán)，使土壤侵蝕急劇發(fā)展，甚至達(dá)到不可逆轉(zhuǎn)的沙漠化境地。值得注意的是，該區(qū)域內(nèi)蘊(yùn)藏有豐富的煤田、氣田等礦產(chǎn)資源，在西部開(kāi)發(fā)中具有重要的地位；另一方面，嚴(yán)重的水蝕、風(fēng)蝕和脆弱的生態(tài)環(huán)境又成為這一地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要限制因素。

“七五”期間，我們?cè)谕瓿伞包S土高原綜合治理開(kāi)發(fā)”的國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目中，認(rèn)識(shí)到黃土高原北部長(zhǎng)城沿線(xiàn)一帶水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)分布的特殊地區(qū)的土壤侵蝕強(qiáng)度高于水蝕和風(fēng)蝕地區(qū)，其中晉陜蒙接壤區(qū)為黃土高原強(qiáng)烈侵蝕中心，也是黃河下游河床粗泥沙的主要來(lái)源區(qū)，在治理黃河上居重要地位。而地質(zhì)蘊(yùn)藏量達(dá)2800億t的大型優(yōu)質(zhì)煤田——神府東勝煤田正位于該區(qū)。由此明確了在水蝕、風(fēng)蝕分區(qū)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步劃分水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)的必要性及加強(qiáng)該區(qū)治理的重要性。

“八五”以來(lái)，我們結(jié)合神府東勝煤田一、二期工程（1987~1995），開(kāi)展了環(huán)境效應(yīng)考察研究，并在水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)建立了生態(tài)環(huán)境綜合整治的試驗(yàn)示范區(qū)，在大柳塔礦區(qū)建立了植被重建的試驗(yàn)示范基地。對(duì)于該地區(qū)的土壤侵蝕及其治理，我們初步建立了治理模式和整治技術(shù)的樣板，對(duì)當(dāng)今西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施有一定的參考價(jià)值。

1 黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)的侵蝕特征與環(huán)境背景

1.1 水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)的侵蝕特征與環(huán)境背景

對(duì)黃土高原土壤侵蝕區(qū)域特征的研究表明，強(qiáng)烈的土壤侵蝕不是發(fā)生在降雨量最多的水蝕地區(qū)，而是發(fā)生在降雨量為400mm左右的水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)地區(qū)，此區(qū)位于北緯35°25′~40°38′、東經(jīng)103°00′~113°53′之間，其范圍大致自水蝕地區(qū)北部的神池、靈武、興縣、綏德、吳旗、慶陽(yáng)、固原、定西、東鄉(xiāng)一線(xiàn)以北到長(zhǎng)城沿線(xiàn)以南一帶，面積約17.8萬(wàn)km²，占黃土高原地區(qū)考察面積62.4萬(wàn)km²的28.56%。該區(qū)以北為風(fēng)蝕區(qū)，其面積占總面積的25.08%；以南為水蝕區(qū)，其面積占總面積的46.36%。年均土壤侵蝕模數(shù)大于1萬(wàn)t/km²的面積，在水蝕地區(qū)占總面積的4.41%，在水蝕風(fēng)蝕地區(qū)占7.71%，其中晉陜蒙接壤區(qū)的年土壤侵蝕模數(shù)為1.5萬(wàn)~2.5萬(wàn)t/km²，構(gòu)成了黃土高原強(qiáng)烈的土壤侵蝕中心。

1.2 氣候變化與水蝕風(fēng)蝕時(shí)空演變特征

本區(qū)年際、年內(nèi)氣候變化劇烈而嚴(yán)酷，降水豐枯懸殊，暴雨、洪水、干旱、沙暴災(zāi)害頻繁。年均降水量250~400mm，年際分配可相差2~7倍，區(qū)內(nèi)神木縣年最小降水量108.6mm，年最大降水量819.1mm。水蝕風(fēng)蝕區(qū)內(nèi)土壤侵蝕全年都在進(jìn)行，夏秋以水蝕為主，冬春以風(fēng)蝕為主。年內(nèi)降水多集中在6~9月，占全年降水量的70%~80%，且多暴雨；汛期輸沙量占全年總輸沙量的90%，8月份為峰期。春季多大風(fēng)沙暴，年均沙暴日數(shù)在4天以上，最多達(dá)15天，4月為峰期。1993年在寧甘蒙一帶發(fā)生的黑風(fēng)暴，本區(qū)即為重災(zāi)區(qū)。全年水蝕、風(fēng)蝕的強(qiáng)弱交替和相互促進(jìn)以及在空間上呈現(xiàn)水蝕、風(fēng)蝕疊加的侵蝕現(xiàn)象，致使本區(qū)侵蝕模數(shù)明顯高于單純的水蝕或風(fēng)蝕地區(qū)。黃河流域年最大侵蝕模數(shù)（1977年孤山川年侵蝕模數(shù)6.64萬(wàn)t/km²）和最高含沙量（1958年窟野河曾達(dá)1700kg/m³）均出現(xiàn)在該區(qū)。

1.3 特殊的地質(zhì)地貌與侵蝕產(chǎn)沙的關(guān)系

水蝕風(fēng)蝕區(qū)多處于第四抬升中心，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，滑坡、崩塌、重力侵蝕發(fā)生頻繁。風(fēng)沙地貌和片沙覆蓋的黃土丘陵為本區(qū)主體地貌，沙黃土、風(fēng)積沙及強(qiáng)烈風(fēng)化的厚層沙巖和泥頁(yè)巖構(gòu)成了本區(qū)的主要產(chǎn)沙地層，大于0.05mm的粗顆粒占50%~80%。本區(qū)是黃河多沙粗沙的產(chǎn)區(qū)，其治理直接關(guān)系到黃河的治理。本區(qū)另一特點(diǎn)為水系密集，黃河的主要一級(jí)支流如皇甫川、清水河、孤山川、無(wú)定河、洛河、涇河、祖厲河等均發(fā)源于境內(nèi)。各支流的河源區(qū)通常是侵蝕活躍區(qū)，溝谷溯源侵蝕處于發(fā)展期、崩塌等重力侵蝕發(fā)生頻繁，為汛期溝道泥沙輸移提供了大量的固體物質(zhì)。

1.4 生態(tài)環(huán)境惡化是加速土壤侵蝕的主導(dǎo)因素

歷史上，長(zhǎng)城曾為農(nóng)牧業(yè)分界線(xiàn)，長(zhǎng)城以南地帶不僅水草豐茂，而且生長(zhǎng)有森林，約50年前，神木縣還保留有白樺、榆、山楊等梢林。人口劇增加上掠奪性的濫伐、濫牧等經(jīng)營(yíng)方式，致使草場(chǎng)退化、土地沙化嚴(yán)重，沙化土地不斷擴(kuò)展，人退沙進(jìn)，長(zhǎng)城沿線(xiàn)一帶成為強(qiáng)烈的水蝕風(fēng)蝕農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)。惡劣的環(huán)境與不合理的人類(lèi)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，兩者互為因果，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)長(zhǎng)期處于惡性循環(huán)狀態(tài)。

2 水蝕風(fēng)蝕區(qū)治理對(duì)策

水蝕風(fēng)蝕區(qū)嚴(yán)酷的環(huán)境背景、強(qiáng)烈的土壤侵蝕和脆弱的生態(tài)環(huán)境，使得治理任務(wù)非常艱巨。我們以重視劣勢(shì)轉(zhuǎn)化和發(fā)揮優(yōu)勢(shì)為指導(dǎo)思想，建立了試驗(yàn)示范基地，初步探討了該區(qū)治理對(duì)策。

2.1 遵循土壤侵蝕規(guī)律，確定治理目標(biāo)和模式

我們以神木縣六道溝小流域（面積6.89km2）為典型進(jìn)行治理的試驗(yàn)示范研究。根據(jù)該流域水蝕風(fēng)蝕演變的時(shí)空特征，確定水蝕風(fēng)蝕峰期為重點(diǎn)防治季節(jié)，尤其以4月份的風(fēng)蝕峰期作為主攻目標(biāo)，以兼有強(qiáng)烈風(fēng)蝕和水蝕的開(kāi)墾迎風(fēng)坡作為重點(diǎn)防治地形部位?？傮w治理模式以防治水蝕風(fēng)蝕為中心，以提高生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，通過(guò)對(duì)基本農(nóng)田的高效利用促進(jìn)陡坡退耕，強(qiáng)化植被建設(shè)；以煤田開(kāi)發(fā)促水保發(fā)展，以工礦區(qū)建設(shè)促進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形成為導(dǎo)向，建立新型的農(nóng)林牧工副綜合生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

2.2 發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，改革傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)

煤田開(kāi)發(fā)前本區(qū)屬貧窮落后的邊緣地區(qū)，主要靠廣種薄收和粗放經(jīng)營(yíng)的畜牧業(yè)來(lái)勉強(qiáng)維持溫飽。礦區(qū)建設(shè)帶動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和水土保持走向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大道。六道溝的水澆地原為單一糧食作物連作，經(jīng)對(duì)土地結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，創(chuàng)建主要糧食作物與花生、豆類(lèi)、瓜、果間作或套種的農(nóng)林（果）立體模式，使糧食保證了自給，經(jīng)濟(jì)效益成倍增長(zhǎng)。本區(qū)豐富的光、熱資源和較大的日較差，成為開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)瓜果的優(yōu)勢(shì)，且適應(yīng)礦區(qū)建設(shè)農(nóng)副產(chǎn)品市場(chǎng)的需求。在這樣的發(fā)展模式下，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民已開(kāi)始自覺(jué)放棄陡坡開(kāi)墾、廣種薄收的落后生產(chǎn)方式，正向優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、高效的集約化經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變。

本區(qū)地形相對(duì)平緩，坡地一般小于15°，由于土壤中含粗沙顆粒多，土壤凝聚力差，故所修建的梯田地埂質(zhì)量也差。經(jīng)科學(xué)論證我們提出控制梯田建設(shè)，拰坡地水土保持草田帶狀間作、輪作，節(jié)省了農(nóng)田勞力，使部分勞力能用于小煤窯生產(chǎn)和從事商品性畜牧業(yè)生產(chǎn)；根據(jù)本區(qū)開(kāi)挖小煤窯以工促農(nóng)的優(yōu)勢(shì)以及區(qū)內(nèi)坡地相對(duì)平緩的特點(diǎn)，提出發(fā)展坡地耕作機(jī)械化和運(yùn)輸機(jī)械化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。

2.3 植被重建的關(guān)鍵問(wèn)題

中央領(lǐng)導(dǎo)指出加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，是實(shí)施西部大開(kāi)的根本。黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)為西部開(kāi)發(fā)的前沿，植被建設(shè)是水蝕風(fēng)蝕區(qū)治理的關(guān)鍵，但首先應(yīng)重視侵蝕逆境下植被重建的難度。50年代在本區(qū)梁峁頂部種植的山楊等喬木防風(fēng)林帶早已衰亡，林齡15年以上的山楊林也趨于衰敗，因風(fēng)力的吹蝕，出露地面的根部深度，相當(dāng)于年均侵蝕深10~30mm。10~25年生喬木林地的3m深土層內(nèi)，土壤含水量已接近或等于凋萎濕度，林木生長(zhǎng)已趨衰敗，即樹(shù)木成為俗稱(chēng)的“小老頭樹(shù)”。5~10年生的人造灌木林地和苜蓿草地，土壤含水量?jī)H略高于凋萎濕度，植株生長(zhǎng)趨于老化、退化，并隨密度的不同而呈現(xiàn)出較大的差異。天然荒草的植株密度小于人工草地，3m深土層內(nèi)，土壤水分含量為10%~17%，高于人工林地和草地。由此可見(jiàn)，人工林地、草地的不合理配置，可造成土壤水分的嚴(yán)重虧缺，并導(dǎo)致植被的衰敗。農(nóng)作物旱坡地土壤水分的消耗主要在1.5m深的土層內(nèi)，1.5~3m深土壤水分的含量在12%~18%，尚有增產(chǎn)潛勢(shì)。

據(jù)我們的調(diào)查研究和初步試驗(yàn)研究，無(wú)論是水蝕地區(qū)、風(fēng)蝕地區(qū)還是水蝕風(fēng)蝕地區(qū)的植被重建，必須考慮逆境下的諸多不利因素，例如干旱、土地和土壤的退化、生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性等。植被重建應(yīng)在查明本底值的基礎(chǔ)上，選擇適宜的樹(shù)草種并確定喬灌草的合理配置、栽種的適宜密度、栽種方法及撫育管理等，其中控制水量平衡是關(guān)鍵。有的地方在栽種初期為求得快速見(jiàn)效，往往栽植過(guò)密，或配置不恰當(dāng)?shù)乃偕鷺?shù)、草種，這樣就消耗水量大，使樹(shù)草很快趨于衰敗，甚至造成土壤水分極端虧缺而出現(xiàn)干層。根據(jù)我們的試驗(yàn)，在水蝕風(fēng)蝕區(qū)，植被建設(shè)應(yīng)以草灌為主，喬木宜配置常綠針葉樹(shù)，片沙地植被密度宜控制在0.4左右。

當(dāng)前陡坡退耕還林還草的植被建設(shè)正在各地興起，建設(shè)中必須重視快速建造與持續(xù)發(fā)展相結(jié)合，及時(shí)解決關(guān)鍵性的技術(shù)問(wèn)題，如在梁峁頂部建造以喬木為主的防護(hù)林帶應(yīng)慎重，尤其在年降水量低于400mm的干旱、半干旱地區(qū)，植樹(shù)造林更應(yīng)科學(xué)規(guī)劃。植被建設(shè)中應(yīng)重視對(duì)基礎(chǔ)性、規(guī)律性問(wèn)題的研究，如水量平衡、植被演替規(guī)律及培育新的樹(shù)、草種等。

2.4 煤田開(kāi)發(fā)與環(huán)境整治的協(xié)調(diào)發(fā)展

本區(qū)煤田開(kāi)發(fā)初期，由于對(duì)侵蝕環(huán)境破壞的嚴(yán)重性認(rèn)識(shí)不足，加之無(wú)序開(kāi)發(fā)，曾出現(xiàn)了新的土壤侵蝕和環(huán)境問(wèn)題。當(dāng)進(jìn)入有序開(kāi)發(fā)，煤礦建設(shè)和環(huán)境整治統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)實(shí)施，并加強(qiáng)預(yù)防監(jiān)督和執(zhí)法管理后，煤田開(kāi)發(fā)和環(huán)境整治即可轉(zhuǎn)向良性循環(huán)。神府—東勝精煤公司在8年時(shí)間內(nèi)，在礦區(qū)植樹(shù)近100萬(wàn)株，治沙面積達(dá)45km²。

礦區(qū)的大柳塔鎮(zhèn)，原為交通閉塞的貧困區(qū)，自1987年煤田開(kāi)發(fā)至1993年，區(qū)內(nèi)包神鐵路、包神和神府公路通行，帶動(dòng)了生產(chǎn)建設(shè)和水土保持躍上新臺(tái)階。鎮(zhèn)內(nèi)因工礦建設(shè)，在耕地面積減少18%、農(nóng)村勞力轉(zhuǎn)移由占全鎮(zhèn)人口91%下降到53%的情況下，人均糧食未減，工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值均有明顯增長(zhǎng)，其中工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)51倍，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)43.6倍，固定資產(chǎn)增加26倍。全鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使農(nóng)業(yè)投入增加，新修抽灌站11處，機(jī)井18眼，發(fā)展水澆地1333.3hm²，新增農(nóng)機(jī)具230多臺(tái)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增加了3倍。農(nóng)村年人均收入由240元增加到885元，有的村年人均收入達(dá)3000元。當(dāng)前對(duì)于陡坡耕地（包括大于15°的坡地）農(nóng)民已開(kāi)始自動(dòng)棄耕，為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要，瓜、果、蔬菜等有了較大的發(fā)展。

總之，黃土高原水蝕風(fēng)蝕地區(qū)已成為西部開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)實(shí)施地區(qū)，要看到該地區(qū)侵蝕環(huán)境治理的重要性和治理任務(wù)的艱巨性。我們對(duì)該區(qū)環(huán)境治理雖進(jìn)行了初步的研究和探討，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。建議業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)組織專(zhuān)題討論，把神府——東勝煤田所在地且又是多沙粗沙來(lái)源區(qū)的窟野河流域列為重點(diǎn)治理流域，重大難題列入國(guó)家“十五”科技攻關(guān)重大項(xiàng)目，同時(shí)加強(qiáng)水蝕風(fēng)蝕規(guī)律及治理對(duì)策基礎(chǔ)性研究工作。建議自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合探討該地區(qū)新的治理模式，突破一家一戶(hù)或小流域自給自足封閉式的治理，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合性的集約化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)治理模式，農(nóng)工商一體的治理開(kāi)發(fā)模式。充分利用煤炭資源，相應(yīng)發(fā)展發(fā)電、煉焦、化肥等工業(yè)建設(shè)和連鎖產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)移部分農(nóng)村勞力，促進(jìn)該區(qū)水土保持和環(huán)境治理再上新臺(tái)階。

（責(zé)任編輯 趙文禮）

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黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)治理的重要性與緊迫性

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