地理人教版八年级下册黄土高原水土流失教学设计.docx

黄土高原的水土流失与水土保持摘要：水土流失是严重的的自然灾害之一，黄土高原地区是我国水土最为严重的的地区之一，同时也是黄河泥沙的主要来源地。根据黄土高原水土流失现状和危害，分析水土流失的主要影响因素，针对黄土高原脆弱的生态环境和社会经济的发展状况，在此基础上因地制宜的提出水土保持的措施，实现改善生态环境的伟大目标。关键词：黄土高原 水土流失 影响因素 措施黄土高原是中华民族文明的发祥地，据考证，历史上这里是森林茂盛、环境优美、经济繁荣的地区。但是由于自然和社会历史的原因，黄土高原的生态环境，在近二三千年内发生了深刻的变化，不利于人类生产生活的自然灾害层出不穷。旱灾、东经10024114，北纬344020之间水涝、风沙、地震以及水土流失给人类的损失与危害是巨大的，而这些自然灾害中，黄土高原的水土流失是世界上最严重最为集中地地区，严重制约当地的社会经济发展。搞好水土流失是黄土高原恢复生态和重建的基础，关系到当地乃至西部大开发这项规模宏大工程的成败，关系到全国社会经济和环境的可持续发展，使该地区的水土保持工作受到党和中央的高度重视。因此，分析水土流失的成因，探索适合黄土高原流域水土保持切实合理的对策是十分必要的。1 研究区的自然地理概况黄土高原位于东经10024114，北纬344020之间，包括山西省和宁夏回族自治区全部、陕西省中部和北部、甘肃省的陇中和陇东地区、青海省的东北部、内蒙古自治区的河套平原和鄂尔多斯高原、河南省的西部丘陵地带，地跨7省（自治区），282个县市，东西长约1300km,南北宽约700km,全区总面积为64万km2，其中水土流失面积45.4万平方千米，主要分布在黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区，是流入黄河泥沙的主要来源。平均海拔为10001500米，地貌类型区为山地、黄土丘陵和高原沟壑。黄土高原的气温和降水量的地理分布都呈自东南部向西北部递减的趋势。就气温来看，黄土高原具有冬寒夏热、寒暑变化剧烈的大陆性气候特点。黄土高原深居内陆，气候大陆性强，气温日较差大，日较差在1025之间。就降水来说，黄土高原的年降水量基本上介于400600mm之间，而且降水集中在七、八、九三个月，可占全年降水的60%，往往以暴雨的形式出现，其他季节降水少而蒸发强烈，干旱问题比较普遍。在黄土高原上，30%40%左右的地方都是荒山秃岭，给人留下满目疮痍的景象。人工草地很少，更有甚者，有的地方由于过垦山坡，表土流失严重，显露出基岩，而植被覆盖率的进一步降低更加剧了黄土高原的水土流失。2 水土流失现状2.1 水土流失面积广，强度大 目前，黄土高原地区总面积64104km2，水土流失面积达到45.4104km2，其中年侵蚀模数大于5000t/km2的强度水蚀面积为14.65104km2，占全国同类面积的38.8%；年侵蚀模数大于15000t/km2的剧烈水蚀面积为3.67104km2，占全国同类面积的89%4。严重的水土流失，形成了黄土高原千沟万壑、光山秃岭的景象。黄土高原输入黄河下游的泥沙多年平均为16亿t，其中有4亿吨淤积在黄河下游的河道上，平均每年淤高10cm，造成下游河床高出两岸地面310cm，最高处达15cm，成为举世闻名的地上悬河，使1亿多人口受到洪水的严重威胁。黄土高原地区范围广，面积大，而且水蚀、风蚀强度十分严重。每年进入黄河的泥沙相当于尼罗河、密西西比河、亚马孙河和长江4条大河输沙量的总和。2.2 速度快 黄土高原目前每年流失土层1cm，流失速度比形成速度快100多倍至400倍。黄土高原在240万年前形成时，每100年沉积1cm，黄土最厚处达400m。水土保持专家说，土壤基本上是一种不可再生资源。据科学研究推算，在自然状态下要形成1m厚的土壤，需要1.2万年至4万年，即形成1cm厚的土层需要120年至400年。3 水土流失的危害 水土流失对于国民经济和社会可持续发展是一个严重的障碍，而黄土高原的水土流失已经发展到了十分严重的程度，水土资源的破坏，直接导致生态环境恶化，影响工农业的发展，成为人类生存环境的大敌。3.1 破坏土地资源，威胁人类生存基础。土地是人类最基本的物质基础，是农业生产的基础资源，是生态环境系统中得基本元素。黄土高原日益严重的水土流失使土地资源遭受到了极为严重的持续性破坏，进一步导致地表支离破碎，地表物质沙化。由于流失冲击使基岩裸露，造成土地大面积损失，从而直接威胁黄土高原人民群众的生存基础。3.2 土壤肥力降低、土地退化严重据有关水土保持部门观测，在黄土高原常年平均流失的16亿t泥沙中，含有氮、磷、钾总量约4000万t，这就使黄土地生产能力大大降低，甚至失去生产能力，从而导致和加剧贫困；同时人口大幅增加，毁林开荒，进一步加剧了土地的退化。水土流失使坡耕地成为跑水、跑土、跑肥的三跑田，致使土地日益瘠薄，而且使土壤理化性状恶化，土地的透水性、持水力都下降，加剧了干旱的发展。3.3 农田破坏更加严重由于水土流失的加剧，致使黄土高原沟壑发展速度十分惊人，其沟壑密度一般在25km/km2以上，有些地方可达68km/km2以上，切割深度可达100200m以上，地面裂度多在20%50%左右，最高可达65%以上，这就意味着沟壑面积越来越大，农田面积被支解得越来越小。农田破坏越来越严重。3.4 气候条件更加恶劣 随着黄土高原水土流失的加剧，林草地所占比例严重下降。乱垦滥伐现象，使原本恶劣的气候条件更加严重，而气候条件的恶劣更加剧了水土流失，形成一种恶性循环。3.5 水土流失生态系统遭到严重破坏可持续发展早已达成共识，严重的水土流失导致黄土高原贫困加剧，形成恶性循环。尽管50年代以来，黄土高原开展了大规模的水土保持工作，使黄土高原生态环境局部得到改善，但整体恶化趋势尚未根本遏制，治理难度相当大。据研究，过去黄土高原地区林草措施保存面积仅为统计面积的30%左右，而且多为幼年林或者近于衰败的低效林，人工造林地区都不同程度的出现了土壤水分亏缺、林木生长受抑的现象。3.6 泥沙淤积河道，消弱行洪能力，旱涝灾害不断。黄土高原大量的水土流失，每年有4亿吨的泥沙被冲刷淤积在河道上，致使河道以很高的速度淤高，从而造成下游河床高出河岸地面，易造成河道两岸洪涝灾害的发生；同时由于严重的水土流失，大部分降水以地表径流白白流走，地下水补给严重不足，干旱出现机会增多。随着水土流失的日益加剧，河床於高和洪涝灾害也日益严重，所造成的经济损失，令人触怒惊心。4 影响水土流水的因素4.1 自然因素水土流失是自然现象，其原因既有自然因素，又有人为因素。自然因素是水土流失发生和发展的内在条件，决定水土流失的自然因素有气候、土壤、地貌、地形、地质、植被等因素。4.1.1 地貌地貌是决定土地利用类型的关键因素，同时又影响着水土流失的程度。黄土高原主要的地貌特征由塬、梁、峁、沟、谷组成，是我国沟壑纵横、地表支离破碎的特殊地形区。沟壑纵横、坡陡沟深，沟壑密度达到36，其中大于0.5km的沟壑区达到27万条之多，陡地约占土地面积的四分之五。长期的流水侵蚀切割地表，塑造了黄土高原残垣梁峁和沟谷等多种地貌形态。在各种强降雨的情况下，一半侵蚀量与坡度成正相关，地面坡度是决定径流冲刷能力的基本因素，径流的大小决定径流的数量、深度和速度，而流速大小有取决于地面坡度，在一定范围内，地面坡度愈大，是水土流失也愈严重。当降雨强度较小时，水土流水量增长率也不大，降雨强度极高时，侵蚀量增长显著增大。同时，坡长和坡向对水土流失也均有影响。4.1.2 土壤土壤是侵蚀的对象,又是影响径流的因素,因此,土壤的各种性质都会对侵蚀产生影响。结构良好的土壤中,有适宜的水、气热条件,利于作物的生长;反之结构不良的土壤中,其水、气、热条件差,不利于作物的生长。土壤容易遭受侵蚀的原因有两种,一是土壤分散,二是土壤的透水性不良,雨水的入渗速度慢,使地面极易形成径流。黄土高原大部地区为黄土所覆盖,厚度一般为100200m。土壤中砂粒及粉砂粒含量多、粘粒少、颗粒间粘结力弱、稳定性差,易遭水蚀和风蚀。黄土高原线状侵蚀,特别明显和强烈,黄土高原土壤抗冲性强弱是导致水土流失的一个很重要的因素, 所以研究其抗冲性和抗蚀性,对水土流失的制约因素具有很重要的意义。通常人们利用土壤的抗蚀性和抗冲性做为衡量土壤抵抗径流侵蚀的能力。土壤愈粘重,胶结物愈多,其抗蚀性愈强,腐蚀质能把土粒胶结成稳定团聚体,因而含腐殖多的土壤抗蚀性强。凡植被较好和梢林茂密的地方,枯枝落叶层厚,结构松软其土壤抗冲刷能力极强,抗冲刷系数均在98L. s/ g 以上,土壤质地较粘重,小于0. 01mm 的物理性粘粒含量为30 %45 %,土体不易在水中分解,土壤抗冲性较强,土壤抗冲刷系数介于0. 262L. s/ g1. 412L. s/ g 之间,多见黑垆土与土娄土土壤;凡植被稀疏气候干旱,生态脆弱、环境恶劣,土壤质地松散,土壤抗冲性较差,小于0. 01mm的物理性粒含量仅为5 %10 % ,土壤沙化严重,土壤抗冲刷系数仅为0. 010L. s/ g0. 047L. s/ g。4.1.3植被植被对地面起着保护伞作用,与土壤类型与质地相比,植被覆盖程度对土壤入渗速率有更为重要的影响,植被覆盖的多少决定着土壤水土流失的程度。高大茂密的树木及草地可以截留大部分雨水,同时还可以削弱雨滴对地面的击溅侵蚀能力,随着植物郁闭度的增加,使地面出现径流的时间推迟,并使入渗水量增多。土壤的入渗速率高,水就会迅速渗过土壤表面蓄纳入土体,从而不产生径流和泥沙,这不仅能减轻水土流失,还能缓解黄土高原的资源匮缺问题。黄土高原地区土壤多为黄绵土、黑垆土,土壤结构一般,入渗率最慢,黄土结构疏松土壤稳定，入渗率一般在0. 5mm/ min 以上,由于土壤类型、质地、结构、肥力水平、利用方式的不同,因而土壤入渗率在水平变化上具有明显的地域差异性。土地在不同的利用情况下,土壤入渗速率有很大差异,当土壤较肥沃,有机质含量较高时,土壤颗粒的水稳性程度高,不易破碎,结皮不易生成,土壤入渗速率快;林地在积累有大量植物落叶的情况下,灌丛草本植由于植物的茂密生长,软体的物的栖是繁,土壤疏粒,结构良好,稳定速率最大,由于植被对雨滴的拦截、枯落败叶对地表的保护、以及植物根系对土壤的组绕固结作用,提高了土壤抗蚀性和抗冲刷能力,因此,植树造林是治理水土流失的有效途径之一。黄土高原由于人为的收集薪柴,严重的破坏了地面植被,光山秃岭到处可见,由于燃料极缺新造林地的枯枝落叶也被搂扒干净,地面覆盖度极低,田间作物枝叶比较繁茂亦只有一个较短时间,土壤结构难以改良,不利于雨水入渗,因此,在黄土高原应推广作物间作套种和草粮等高带状间套等措施,以增加植物郁闭度。4.1.4 降雨降雨在黄土高原暴雨的发生频率最高,是造成水土流失的主要降水形式。由于黄土高原暴雨与地理位置和地形因素密切相关,使黄土高原的暴雨具有历时短、强度高的特点,如陕西周至县的黑峪口和山西省太原市梅洞沟的历时5min 的降雨量均超过50mm ,为国内极值。降雨是水土流失发生的动力,包括了直接打击土壤,形成击溅侵蚀,还可形成地表径流,冲刷土体,以一种综合效应来影响侵蚀。严重的土壤侵蚀往往只发生在几场暴雨中,一次大的降雨有时可占全年侵蚀量的80 %90 %左右,输沙量占全年的63. 4 %94. 9 % ,黄土高原地区降雨集中、强度大、暴雨多,69 月雨量占全年雨量的60 %75 % ,大的降雨极易产生地面径流,径流极强的冲刷和搬运能力,使土壤遭受强烈侵蚀,每次大的降雨过程,加剧了河流的淤积。2 影响水土流失的人为因素随着社会和科学的发展，人民生活的改善，城市规模逐步在扩大建设，不合理利用土地,毁林毁草、滥垦滥牧、开荒扩种、陡坡耕作、开矿修路及不合理的弃土弃渣等都是造成水土流失严重的人为原因。4.2.1 毁林开荒，破坏植被上文我们谈及，植被在减少水体流失方面有不可估量的作用。因此，对植被的破坏，就不可避免地会带来严重的水土流失。黄土高原地区随着人口增加和农业生产的发展,人为加速侵蚀日益严重,人口的增长总要伴随着森林植被的破坏。人口的增长和对土地使用面积的增大,导致急骤开荒造田,使黄土高原成片的森林被砍伐,据统计,每隔10 年,森林资源就受到一次破坏,其结果是诱发严重的水土流失。众所周知,植被在防治水土流失上的作用,植被的破坏,使地表失去植被的保护毫无蓄水功能,备逢大雨,产生千万条径流,破坏土壤,使黄土高原土壤疏松多孔、粘结力弱,长此以往,把整个黄土高原切割得支离破碎,致使沟壑纵横,土壤越来越贫瘠,农牧业严重减产。黄土高原植被锐减,伴随而生是气候干旱、降雨减少,使得黄河总水量减少,造成近20 年连续断流,1997 年断流时间达226 天,1998 年为142 天,严峻的事实引起全国极大的关注。4.2.2超载过牧黄土高原地处森林草原、典型草原和荒漠草原地带,草场面积较大,是中国重点畜牧业基地,全区草场总面积842. 23万hm2 ,其中可利用草场占草场总面积的93. 72 % ,在草场总面积中,天然草场占91. 19 % ,人工草场与改良草场占8. 8 %。长期以来,由于放牧失控,以及放牧强度的增大严重影响了草地的覆盖程度,限制了草场资源的再生速度,人工草地是黄土高原产草量最高的草地,可达7. 81t/hm2 ,但是由于改良草场与人工草场所占的比例过小,加上人为的超载过牧严重制约着黄土高原蓄牧业发展,超载过牧不仅影响了畜牧业的发展,使草地利用不平衡,而且还引发了严重的水土流失。4.2.3 陡坡开荒由于黄土高原的特殊地貌造成耕地面积十分有限，并且随着人口的膨胀,耕地面积不断减少，人民群众为了增加粮食生产，根本不顾脆弱的生态环境，在陡坡上开垦荒地，致使坡耕地愈来愈多,越开越陡,导致水土流失愈加剧烈。水土流失面积占山丘面积的比例,随着人均山丘面积的减少而增加。因坡地开荒造成生态环境恶化,旱灾在黄土高原地区发生比较频繁,据过去500年间的资料,黄河流域隔年或隔两年出现1 次旱灾,近1000 年间,黄河流域曾多次出现连年持续的大范围干旱,造成严重灾难。由于生产方式落后,生产力水平低下,许多地区都是广种薄收,随着人口的增长和土地的减少,为了维持生活,便不顾自然条件大肆毁林造田、开荒种粮,结果造成生态环境严重恶化,水土流失加剧。位于无定河流域的坡地,坡度在25以上的就达到了70 %90 %。据测定,地面坡度为5的耕地,年水土流失为714t/ km2 ,15为9260t/ km2 ,20为15 137t/ km2 ,25为21 334t/ km2 ,可见坡耕地坡度的增加,水土流失量将成倍地增加。4.2.4 工程建设随着经济的发展,开矿、修路、建厂、采石及其它工程建设迅速发展,大量弃土、弃渣进入河道,增加新的产沙来源,致使水土流失面积达1 万km2 。黄土高原地区矿产资源种类多,开采过程中缺乏合理的规划和水土保持工程措施,导致开采过程中乱采、滥挖的随意滥倒、弃渣现象严重。由于该区地处水蚀交错地带,社会经济基础薄弱,自然灾害恶劣,生态环境脆弱,侵蚀强烈,干旱、沙暴、暴雨、水土流失、土地沙化现象十分严重,年均沙化灾害率为0. 6 %0. 7 % ,年均输沙总量3 144 万t ,输沙模数为10 394t/ km2 . a。特别是近几年来煤炭开发中剧烈的人为作用,诱发和加剧环境灾害的发生,严重的干扰了能源基地的建设和发展。4.2.5 城市发展我国社会经济的迅速发展,加快了城市化建设的步伐,由于人为因素以至当今城市水土流失现象也越来越普遍,城市水土流失是在改革开放以后,在城市化过程中由于大规模土地开发或基于建设发生负效应所致,这是一个新的地貌灾害问题。城市水土流失是在城市发展建设过程中,由于人为活动如开发、采石、修路和架桥中因不注意水土保持而引发的水土流失,滑坡、泥石流及洪涝灾害等。由此可见城市水土流失已不完全受自然规律的支配,而是以人为因素的影响为主,具有发生原因复杂、隐蔽的特点。4 黄土高原水土保持的措施和对策4.1 水土流失治理措施 水土保持是一项严肃的科学性较强的工作，它本生具有内在规律性，因此必须遵循其规律，恢复黄土高原的生态环境，下大力度搞好水土保持工作。从目前国内外防治水土流失的各项措施看，主要有工程措施、生物措施和耕作措施。它们在治理水土流失中所起的作用各不相同，但都同等重要。4.1.1 工程措施 工程措施主要包括修水平梯田，打坝淤地，引洪灌地。根据黄土高原现状，在一些坡度较小的缓坡上建设水平梯田，能平整土地，减少水土流失，有利于保水、保土、保肥，利于耕种；打坝淤地可使大量的肥土淤泥，在坝内变成沟底平地，既拦水淤泥又形成平坦肥沃的可耕地，一举两得；引洪灌地就是引用暴雨产生的洪水漫灌川地、台地、坝地等，可有效的控制黄土高原的水土流失问题。4.1.2 林草措施根据对19871992年七年的人工草地的水土保持作用的分析，当覆盖率在20%40%时，具有明显减少侵蚀作用；当覆盖率达到60%70%时，可减少土壤侵蚀量90%以上。由此可见，植树种草可以有效的减轻水土流失。由于黄土高原气候干旱，应以乡土林种为主体，合理利用外来树种。在林种布局完整的基础上，要慎重选择经济林树种。在降雨量400mm以下的地区，以营造灌木林为主，使经济效益和生态效益、保护和利用并举，大力营造农田防护林、水源涵养林、分水岭防护林，可有效促进黄土高原的水土保持工作。 4.1.3 耕作措施 从黄土高原水土流失人为因素来看，不合理的土地利用是引起水土流失的重要原因。目前根据旱坡地坡度大小，提出一套适合于坡度大小的耕作制度，即大于30。坡地实行草灌间作，25。30。坡地实行了草粮两轮间作，小于25。坡地水坡地水平沟种植，在缓坡地丘陵地尽量增加人工草场，发展畜牧业，在川地、坝地、发展耕作业，这样有利于保持水土、发展水土、发展生产。实践证明，黄土高原必须遵循客观规程，走宜农则农、宜林则林、宜牧则牧的道路，因地制宜，合理利用耕地，黄土高原水土流失才可能得到根本改善。4.2 防治水土流失的对策 在黄土高原的水土流水问题受到党中央的高度重视后，特别是1990年以后，国家采取了一系列措施，水土流失的收到了显著成效。但是由于自然条件的限制和西北部地区旱涝灾害严重的具体情况，防止水土流失以及人为因素造成的新的水土流失，又是一项长期的、艰巨的任务，必须因地制宜采取不同对策，防止生态环境进一步恶化。4.2.1 进一步强化水土保持是基本国策的理念 水土保持是国土整治、江河治理的根本，是我国国民经济和社会发展的基础，是我们必须长期坚持的一项基本国策。各级党政领导要组织各方力量，有计划有步骤地实施规划是组织实施中的依据，各地应在国务院水土保持建设总规划的指导下，因地制宜制定本地区的规划，认真执行该国策。4.2.2 加强生态建设的科技支撑作用 利用科技加强黄土高原的生态建设主要是建立以大流域为骨干，以小流域为单元的水土保持工程建设体系，解决生态环境建设质量低下的问题，并且建立水土保持监测预报信息网络以提高科技的利用转化率。 4.2.3 加强投资