土壤侵蚀研究及水土保持在我国西部开发建设中的地位与作用

土壤侵蚀研究及水土保持在我国西部开发建设中的地位与作用摘要：本文分析了我国土壤侵蚀概况,剖析了土壤侵蚀造成的危害,如导致环境恶化、洪涝灾害加剧、土壤退化、滑坡、泥石流等灾害.在总结了人为加速侵蚀研究的基础上，介绍了人口增长、政策导向、经济发展和土地利用变化4个方面社会经济因素对土壤侵蚀的影响，并在此基础上提出了土壤侵蚀的防治方法及相应的对策和建议.以及阐述了水土保持在我国西部开发建设中的地位和作用。关键词：土壤侵蚀危害防治方法水土保持西部开发建设1土壤侵蚀概况1.1水力侵蚀水力侵蚀类型区轻度以上面积164.88万km2,占全国总面积的17.35%,涉及全国各个省、市、自治区。轻度以上水力侵蚀主要分在我国地形的二、三级阶梯,以处于二级阶梯的中部各省最为集中,特别是大兴安岭—太行山—吕梁山—秦岭—四川盆地和云贵高原一线及其西部地区,水力侵蚀强度较大。黄土高原地区是我国水力侵蚀最严重的区域。水力侵蚀类型区从无明显侵蚀到剧烈侵蚀的6个强度等级均有出现。轻度以上各强度等级中,轻度水蚀的面积为3.05万km2,占全国总面积的8.74%;中度水蚀的面积为55.49万km2,占全国总面积的5.84%;强度水蚀的面积为17.83万km2,占全国总面积的1.88%;极强度水蚀的面积为5.99万km2,占全国总面积的0.63%;剧烈水蚀的面积为2.51万km2,占全国总面积的0.26%。水力侵蚀类型中,土壤侵蚀强度等级越高,占有的面积越小,主要集中在轻度和中度两个等级。[1]1.2风力侵蚀风力侵蚀面积190.67万km2,占全国总面积的20.07%,涉及16个省、自治区。风力侵蚀分布区主要在大兴安岭鄂尔多斯高原—河西走廊—塔里木盆地及其以北地区,特别是内蒙古自治区西部的阿拉善高原、青海省西北部的柴达木盆地和新疆维吾尔自治区的塔里木盆地、准格尔盆地和吐鲁番盆地等,是风力侵蚀最集中和最严重的区域。其中,新疆、内蒙古、甘肃、青海、西藏5省、自治区风力侵蚀面积183.62万km2,占全国风力侵蚀总面积的95.30%。而新疆、内蒙古的风力侵蚀面积151.53万km2,占全国风力侵蚀总面积的79.48%。全国风蚀类型区从无明显侵蚀到剧烈侵蚀的6个强度等级均有出现。轻度以上各强度等级中,轻度风力侵蚀的面积为78.83万km2,占全国总面积的8.30%;中度风力侵蚀的面积为25.12万km2,占全国总面积的2.64%;强度风力侵蚀的面积为24.80万km2,占全国总面积的2.61%;极强度风力侵蚀的面积为27.0万km2,占全国总面积的2.84%;剧烈风力侵蚀的面积为34.91万km2,占全国总面积的3.67%。[2]1.3冻融侵蚀冻融侵蚀区轻度以上面积126.98万km2,占全国总面积的13.36%,涉及西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃、四川、黑龙江7个省、自治区。其中,西藏冻融侵蚀面积最大,占全国冻融侵蚀总面积的71.68%,占西藏总面积的75.94%。青藏高原及其附近高山区是我国冻融侵蚀最集中和最强烈的区域,强度冻融侵蚀几乎都出现在这一区域,特别是青藏高原中西部冻融侵蚀最严重。我国其他高山顶部也存在相对集中的冻融侵蚀,包括西北部的帕米尔高原、天山、阿尔泰山、祁连山、大兴安岭北端、四川盆地西部等。全国冻融侵蚀类型区从无明显侵蚀到强度侵蚀的4个强度等级均有出现。轻度以上各强度等级中,轻度冻融侵蚀的面积为60.44万km2,占全国总面积的6.36%;中度冻融侵蚀的面积为31.05万km2,占全国总面积的3.27%;强度冻融侵蚀的面积为35.49万km2,占全国总面积的3.73%。[3]综上所述,全国土壤侵蚀从面积和强度上都是由东向西递增,土壤侵蚀分布存在集中连片的特点。[4]2土壤侵蚀危害2.1破坏土地资源目前，土壤侵蚀现象遍布全国，土壤侵蚀面积占国土面积的51.2%。土壤侵蚀正在严重地破坏我国的土壤和土地资源，每年全国因土壤侵蚀有50亿t沃土付之东流，相当于毁坏土地100万hm2；黄河与长江入海泥沙20多亿t，相当于每年毁坏土地40万hm2;北方土地的“沙化”，南方土地的“土化”，损失耕地6.67万hm2[5]。2.2制约粮食生产我国中部高原带生态环境脆弱，制约粮食生产增长的因素众多，但最为普遍的问题是土壤侵蚀。1996年全带土壤侵蚀面积112.78万km2，占全国土壤侵蚀总面积的3/5。由于土壤侵蚀面积迅猛扩大，加上其他因素影响，致使该区粮食产量滞长。全国粮食丰收的1996年全区粮食总产量只比1990年增加36.46%，低于全国粮食增长率57.39%。同时还导致长江下游严重洪水灾害，造成巨大的财产、人身损失[6]。2.3造成灾害频发1949年以来，我国因自然灾害造成的直接经济损失约为25000多亿元。年均灾害损失占年均GDP约3%～6%，占财政收入的33%左右，土壤侵蚀面积引起的洪灾为最主要的自然灾害。20世纪90年代，全国江河的干流和大小支流连续发生了罕见的特大洪涝灾害，经济损失达629～2642亿元[7]。2.4降低土壤肥力当土壤流失量超过1000t/hm2时，就会造成土壤肥力退化。黄土高原地区是我国乃至世界上土壤侵蚀最为严重的地区；经过50年的艰苦努力，局部地区土壤侵蚀有所扼制。但由于人为破坏，其他地区土壤侵蚀更为严重，特别是由于暴雨集中，大量的表土层被冲走，致使土壤的理化结构变坏，肥力严重下降[8]。土壤侵蚀过程中会造成大部分土壤有机碳伴随着土壤一起被迁移和再分布，致使土壤有机碳含量急剧下降[9]。土壤侵蚀严重的旱作土壤的有机质含量与腐殖化程度较灌溉土壤低，有机质含量为0.794%，比灌溉土地低31.6%。黄土高原每年因土壤侵蚀带走的N、P、K约4400万t，接近于全国1年化肥生产的总量[10]，从而造成土壤瘠薄，基础肥力低，有效养分缺乏，农作物产量低。2.5污染水资源环境侵蚀土壤携带了大量养分、重金属和化肥、农药等进入江河湖库，为水体富营养化提供物质基础。据研究，土壤侵蚀所引起的水资源污染已经成为我国氮、磷、钾污染的主要来源。土壤侵蚀严重的地方往往土壤贫瘠，因此农民对化肥、农药的使用量更大，使得随土壤侵蚀进入水体的各种化学污染物质更多，从而形成愈加严重的水资源环境污染恶性循环。2.6淤积库容和湖泊新中国建立以来修建了大、中、小型水库8600座，增加地表贮量约4000亿m3，相当于增加地表水径流量的14%，约为湖泊淡水量的2倍。但由于淤积已丧失有效库容达40%。土壤侵蚀使水利工程不能发挥应有的作用，威胁水库的安全，长江上游地区现有大中型水库平均年拦沙淤积1.5亿t，塘堰7767万t[7]。长江下游因土壤侵蚀造成五大湖泊淤积，使湖泊容量减少，蓄洪能力下降，相应增大了洪峰流量。2.7危害城市的安全由于人们过度追求经济的快速发展，对城市资源不合理的开发利用导致了土壤侵蚀等一系列的环境问题。严重的土壤侵蚀已经成为整个社会必须面对的问题，若是持续恶性循环将危及子孙后代的生存和发展。3综合防治对策由本次调查可知,我国土壤侵蚀总面积482.53万km2。同时,随着人口的不断增加,水土资源紧缺的形势将更加严峻。因此,必须充分认识防治土壤侵蚀的紧迫性、艰巨性和长期性。为此,提出如下对策:3.1分区防治,分类管理,提高综合防治水平土壤侵蚀空间分布的地带性特点具体表现为:一是土壤侵蚀轻微,林草覆盖度较大的区域。例如嫩江上游及额尔古纳河的大兴安岭山区,呼伦贝尔草原、汉水上游的桐柏山等;二是资源开发区和基础建设密集,再生产和建设过程中易造成新的土壤侵蚀,对周边地区生态有重大影响的区域。例如黄河中游晋陕蒙接壤煤炭开发区、豫陕晋接壤有色金属开发区、长江中上游的三峡库区和珠江上游南北盘江工矿区;三是土壤侵蚀严重、生态恶化,对当地和下游河道造成严重危害的区域。例如黄河上中游、长江上中游地区、西辽河上游、海河流域和太行山区和京津周边防沙治沙区等。根据上述3种侵蚀区域的土壤侵蚀成因、现状和特点各不相同,划定为土壤侵蚀重点预防保护区、重点监督区和重点治理区,以便明确重点,分类指导和管理,提高综合防治水平。具体防治措施如下:(1)重点预防保护区。坚持预防为主,保护优先的方针,建立健全管护机构,制定有力措施,强化监督管理。实施封山禁牧、舍饲养畜、草场封育、轮牧等措施。实施大面积保护,依靠自然力量,加快植被恢复。(2)重点监督区。实施重点监督,加强执法检查。加大宣传力度,增强法制观念。开发建设项目必须依法编报水土保持方案,贯彻执行水土保持“三同时”(同时设计、同时施工、同时投产使用)制度,依靠社会和企业的力量,遏制新的人为侵蚀。(3)重点治理区。坚持以大流域为骨干,以小流域为单元,山水田林路统一规划;坚持工程、生物和农业技术3大措施相结合,因地制宜、科学配置。在水力侵蚀区,要实施集中连片和规模治理,搞好退耕还林(草)试点工作。在风力侵蚀区,要依据当地水土资源的承载能力,在沙漠边缘地区以草、灌为主,构筑防沙网障,建设防风固沙林网;草原区要以水定草,以草定畜,建设草库仑,防治草地“三化”(草地退化、沙化和碱化)。3.2统一规划,加大投入,科学治理,提高效益国家要进一步加大对土壤侵蚀综合防治的投入,地方要多渠道筹集资金,使各项措施真正配套。在保证黄河、长江等大江大河上中游重点治理的同时,兼顾对东、中部土壤侵蚀严重的局部地区,也给予一定支持。3.3加快全国水土保持监测网络建设,规范和强化全国水土保持监测工作根据《水土保持法》及其实施条例的规定,建设全国水土保持监测网络,以实现对全国土壤侵蚀及其防治3.4防治方法从目前国内外防治水土流失措施看，大体可分为水土保持耕作措施工程措施和植物措施这3种措施是相互依存相互促进缺一不可的，必须采取综合措施才能根治水土流失3.4.1植物措施林草生物措施是根本措施，森林是陆地生态系统的主体，是巨大的绿色宝库，它不仅能为社会提供木材和多种林副产品，而且更为重要的是它还具有长期持续的调节气候保持水土、涵养水源、防风固沙、改良土壤和维持生态平衡等多种功能；完善优化的水土保持林体系，可以有效地蓄水、保土、保肥、调节水分分布、保证水利设施正常持久发挥效能。3.4.2工程措施根据兴修目的及其应用条件，我国水土保持工程措施可以分为以下4种类型。1）山坡防护工程山坡防护工程的作用在于采用改变小地形的方法防止坡地水土流失，将雨水及融雪水就地拦蓄，使其渗入农地、草地或林地，减少或防止形成面径流，增加农作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。同时，将未能就地拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程。在有发生重力侵蚀危险的坡地上，可以修筑排水工程或支撑建筑物防止滑坡作用。包括拦水沟埂、水平沟、水平阶、水簸箕、钱鳞坑、山坡截流沟、水窖（旱井）、以及稳定斜坡下部的挡土墙等。2）山沟治理工程山沟治理工程的作用在于防止沟头前进、沟床下切、沟岸扩张，减缓沟床纵坡、调节山洪洪峰流量，减少山洪或泥石流的固体物质含量，使山洪安全排泄，对沟口冲积锥不造成灾害。包括沟头防护工程、谷坊工程，以拦调节泥沙为主要目的的各种拦沙坝；以拦泥淤地，建设基本农田为目的的淤地坝及沟道、防道、防岸工程等。3）山洪排导工程山洪排导工程的作用在于防止山洪或泥石流危害沟口冲积锥上的房屋、工矿企业、道路及农田等具有重大经济意义的防护对象。具体工程措施包括修建排洪沟、导流堤等。4）小型蓄水用水工程小型蓄水用水工程的作用在于将坡底径流及地下潜流拦蓄起来，以减少水土流失危害，灌溉农田，提高作物产量。其工程包括小水库、蓄水塘坝、淤滩造田、引洪漫地、引水上山等。3.4.3耕作措施对于坡耕地而言，等高固氮植物篱以及坡耕地改梯田无疑是有效的保土保水保肥减少水土流失的措施4水土保持在西部开发建设中的地位与作用水资源是西部经济社会可持续发展的重要制约因素,加快水利建设是实施西部大开发的基础。水土资源组合极端不均衡是西部地区可持续发展中最突出的矛盾。西部水资源总量占全国45.9%,而83%集中在西南部。[11]西北地区干旱少雨,水资源总量仅占全国总量的8%,资源型缺水问题突出。水利是支撑西部大开发战略实施、统筹区域发展战略全局的重要基础。水利作为国民经济的基础设施和基础产业,是整个国民经济的命脉,尤其是对于水资源未能充分利用、水利建设落后的西部地区,水利建设状况直接关系到西部区域经济社会的健康发展,良好的水利发展是西部大开发战略顺利实施的重要保障。美国、日本、以色列和印度的水利发展给本文如下启示:水利建设和发展以实现灌溉、防洪、抗旱以及饮用水投资均衡发展为根本立足点,以多元化水利筹资方式为战略着眼点,以加大水利科技投入为重要着力点,以充分利用水权与水价的杠杆调节作用为关键切入点。这些启示的获得,有助于破解制约我国水利发展的体制机制障碍,为我国西部大开发战略中水利政策的制定提供指导性的建议,进而为实现我国水利良性发展和水资源可持续利用提供强大动力和政策保障。第二,西部水资源利用效率的变动情况入手,利用Malmquist(曼奎斯特指数)方法分析西部各省(区、市)目前在水资源利用效率的具体变动情况,再利用灰色系统关联来分别分析影响工业和农业用水量的主要因素,最后利用灰色预测GM(1,1)模型,预测今后十年西部大开发对水资源的需求情况。受制于直接测算水利需求在数据获取和技术分析方面均有一定难度,目前学术界对我国西部大开发的水利需求预测几无涉猎。第三,2010年西南大旱的成因及其教训。西南大旱的发生,自然气象因素固然是其直接原因,但主观人为因素不可忽视。本次旱灾造成的巨大损失充分暴露出我国高海拔区域水利发展存在的严重问题——水资源丰富但却未能充分利用,即水利欠账太多。原本水资源储量丰富的云南寻甸县发生严重旱情的事实表明,在注重经济发展的同时必须关注水生态保护和加强水利基础设施建设。各地应根据区域社会经济环境的特点,立足经济社会发展的要求,顺应人民群众的期望,完善抗旱非工程措施,强化生态环境保护,从根本上增强抗御干旱灾害的能力,为经济社会又好又快发展提供坚实可靠的水利支撑和保障。第四,未来十年新一轮西部大开发的水利发展战略。今后十年西部大开发水利发展总体战略应该是可持续发展战略,即西部水利事业应把以保护改善生态环境为根本点,以改善西部地区人民生活水平、生产条件为出发点,加强水利基础设施建设,大力发展节水技术,合理开发利用和保护水资源,以水资源的可持续利用促进西部经济社会的可持续发展。在这一总体战略的指导下提出生态保护战略、技术创新战略、人才建设战略和西电东送战略等具体战略措施,针对西北和西南地区不同的水利条件和发展取向分别给出可操作性强的实施建议。[12]5结语严峻的现实告诉我们，人与自然不存在统治与被统治征服与被征服的关系，而是相互依存和谐共处共同促进的关系人类的发展应该是人与社会人与环境当代人与后代人的协调发展优化生态环境必须与扼制土壤侵蚀紧密配合，治理土壤侵蚀应当遵循自然规律，坚持山水田林路统一规划，综合治理；坚持工程措施植物措施耕种措施相结合，治沟治坡相结合，生态效益社会效益和经济效益相结合，相得益彰；从而形成综合防护体系