黄土高原水蚀风蚀交错区治理的重要性与紧迫性
来源： 水土保持生态环境建设网 上传日期:2018-07-23 打印本文章 【字体】 大 中 小唐克丽
（中科院、水利部水土保持研究所，陕西 杨陵712100）
[关键词]水蚀风蚀交错区；综合治理；陡坡退耕；还林还草；黄土高原
[摘 要]在全国范围划分水蚀、风蚀和冻融侵蚀三大侵蚀类型区基础上，提出进一步划分水蚀风蚀交错区的必要性及重要意义。黄土高原的强烈侵蚀中心出现在水蚀风蚀交错区，该区为黄河粗泥沙的主要来源区，生态环境脆弱，自然灾害频繁。该区又为世界级大型煤田蕴藏地，将建成我国21世纪的能源重化工基地。强化水蚀风蚀交错区综合治理，对治黄及西部地区开发具有重大意义。
[中图分类号]S157.1 [文献标识码]A [文章编号]1000-0941（2000）11-0011-02
土壤侵蚀是西部地区开发的重要限制因素。按侵蚀营力划分，我国可划分为水蚀、风蚀和冻融侵蚀三大类型区。冻融侵蚀多发生在无人居住的高寒地区，其造成的危害与影响较小，故尚未列入治理议程。我国统计的侵蚀面积通常指水蚀和风蚀面积。据1990年全国遥感普查资料，全国水蚀面积179万km2，风蚀面积188万km2，两项合计占国土总面积的38.2%。长期以来，国内外对土壤侵蚀 和防治问题的研究多限于水蚀和风蚀两大领域。
以上水蚀和风蚀交错地区的侵蚀包含有风力和水力的两相侵蚀，我们称之为水蚀风蚀 交错区。我国大面积的风蚀地区，主要由戈壁和沙漠组成，其侵蚀的危害性不明显，其中对人类活动影响较大的地区有30万~40万km2。这类地区地处我国北部、西北部的沙漠南缘，与水蚀地区连接，形成了水蚀风蚀过渡带，在土地利用上属农牧交错区。目前对该区域的土壤侵蚀特征及其治理问题的研究与认识尚属薄弱环节。
水蚀风蚀交错区有其独特的环境背景和土壤侵蚀过程。该地区生态环境极为脆弱，虽可从事农牧业生产活动但不合理的经营就可导致生态平衡破环，使土壤侵蚀急剧发展，甚至达到不可逆转的沙漠化境地。值得注意的是，该区域内蕴藏有丰富的煤田、气田等矿产资源，在西部开发中具有重要的地位；另一方面，严重的水蚀、风蚀和脆弱的生态环境又成为这一地区经济发展的重要限制因素。
“七五”期间，我们在完成“黄土高原综合治理开发”的国家科技攻关项目中，认识到黄土高原北部长城沿线一带水蚀风蚀交错分布的特殊地区的土壤侵蚀强度高于水蚀和风蚀地区，其中晋陕蒙接壤区为黄土高原强烈侵蚀中心，也是黄河下游河床粗泥沙的主要来源区，在治理黄河上居重要地位。而地质蕴藏量达2800亿t的大型优质煤田——神府东胜煤田正位于该区。由此明确了在水蚀、风蚀分区基础上，进一步划分水蚀风蚀交错区的必要性及加强该区治理的重要性。
“八五”以来，我们结合神府东胜煤田一、二期工程（1987~1995），开展了环境效应考察研究，并在水蚀风蚀交错区建立了生态环境综合整治的试验示范区，在大柳塔矿区建立了植被重建的试验示范基地。对于该地区的土壤侵蚀及其治理，我们初步建立了治理模式和整治技术的样板，对当今西部大开发战略的实施有一定的参考价值。
1 黄土高原水蚀风蚀交错区的侵蚀特征与环境背景
1.1 水蚀风蚀交错区的侵蚀特征与环境背景
对黄土高原土壤侵蚀区域特征的研究表明，强烈的土壤侵蚀不是发生在降雨量最多的水蚀地区，而是发生在降雨量为400mm左右的水蚀风蚀交错地区，此区位于北纬35°25′~40°38′、东经103°00′~113°53′之间，其范围大致自水蚀地区北部的神池、灵武、兴县、绥德、吴旗、庆阳、固原、定西、东乡一线以北到长城沿线以南一带，面积约17.8万km2，占黄土高原地区考察面积62.4万km2的28.56%。该区以北为风蚀区，其面积占总面积的25.08%；以南为水蚀区，其面积占总面积的46.36%。年均土壤侵蚀模数大于1万t/km2的面积，在水蚀地区占总面积的4.41%，在水蚀风蚀地区占7.71%，其中晋陕蒙接壤区的年土壤侵蚀模数为1.5万~2.5万t/km2，构成了黄土高原强烈的土壤侵蚀中心。
1.2 气候变化与水蚀风蚀时空演变特征
本区年际、年内气候变化剧烈而严酷，降水丰枯悬殊，暴雨、洪水、干旱、沙暴灾害频繁。年均降水量250~400mm，年际分配可相差2~7倍，区内神木县年最小降水量108.6mm，年最大降水量819.1mm。水蚀风蚀区内土壤侵蚀全年都在进行，夏秋以水蚀为主，冬春以风蚀为主。年内降水多集中在6~9月，占全年降水量的70%~80%，且多暴雨；汛期输沙量占全年总输沙量的90%，8月份为峰期。春季多大风沙暴，年均沙暴日数在4天以上，最多达15天，4月为峰期。1993年在宁甘蒙一带发生的黑风暴，本区即为重灾区。全年水蚀、风蚀的强弱交替和相互促进以及在空间上呈现水蚀、风蚀叠加的侵蚀现象，致使本区侵蚀模数明显高于单纯的水蚀或风蚀地区。黄河流域年最大侵蚀模数（1977年孤山川年侵蚀模数6.64万t/km2）和最高含沙量（1958年窟野河曾达1700kg/m3）均出现在该区。
1.3 特殊的地质地貌与侵蚀产沙的关系
水蚀风蚀区多处于第四抬升中心，区内新构造运动活跃，滑坡、崩塌、重力侵蚀发生频繁。风沙地貌和片沙覆盖的黄土丘陵为本区主体地貌，沙黄土、风积沙及强烈风化的厚层沙岩和泥页岩构成了本区的主要产沙地层，大于0.05mm的粗颗粒占50%~80%。本区是黄河多沙粗沙的产区，其治理直接关系到黄河的治理。本区另一特点为水系密集，黄河的主要一级支流如皇甫川、清水河、孤山川、无定河、洛河、泾河、祖厉河等均发源于境内。各支流的河源区通常是侵蚀活跃区，沟谷溯源侵蚀处于发展期、崩塌等重力侵蚀发生频繁，为汛期沟道泥沙输移提供了大量的固体物质。
1.4 生态环境恶化是加速土壤侵蚀的主导因素
历史上，长城曾为农牧业分界线，长城以南地带不仅水草丰茂，而且生长有森林，约50年前，神木县还保留有白桦、榆、山杨等梢林。人口剧增加上掠夺性的滥伐、滥牧等经营方式，致使草场退化、土地沙化严重，沙化土地不断扩展，人退沙进，长城沿线一带成为强烈的水蚀风蚀农牧交错区。恶劣的环境与不合理的人类经营活动，两者互为因果，导致区内长期处于恶性循环状态。
2 水蚀风蚀区治理对策
水蚀风蚀区严酷的环境背景、强烈的土壤侵蚀和脆弱的生态环境，使得治理任务非常艰巨。我们以重视劣势转化和发挥优势为指导思想，建立了试验示范基地，初步探讨了该区治理对策。
2.1 遵循土壤侵蚀规律，确定治理目标和模式
我们以神木县六道沟小流域（面积6.89km2）为典型进行治理的试验示范研究。根据该流域水蚀风蚀演变的时空特征，确定水蚀风蚀峰期为重点防治季节，尤其以4月份的风蚀峰期作为主攻目标，以兼有强烈风蚀和水蚀的开垦迎风坡作为重点防治地形部位。总体治理模式以防治水蚀风蚀为中心，以提高生态经济效益和促进可持续发展为目标，通过对基本农田的高效利用促进陡坡退耕，强化植被建设；以煤田开发促水保发展，以工矿区建设促进市场经济的形成为导向，建立新型的农林牧工副综合生态经济系统。
2.2 发挥优势，改革传统农业
煤田开发前本区属贫穷落后的边缘地区，主要靠广种薄收和粗放经营的畜牧业来勉强维持温饱。矿区建设带动了当地农牧业生产和水土保持走向市场经济大道。六道沟的水浇地原为单一粮食作物连作，经对土地结构进行优化调整，创建主要粮食作物与花生、豆类、瓜、果间作或套种的农林（果）立体模式，使粮食保证了自给，经济效益成倍增长。本区丰富的光、热资源和较大的日较差，成为开发优质瓜果的优势，且适应矿区建设农副产品市场的需求。在这样的发展模式下，当地农民已开始自觉放弃陡坡开垦、广种薄收的落后生产方式，正向优质高产、高效的集约化经营转变。
本区地形相对平缓，坡地一般小于15°，由于土壤中含粗沙颗粒多，土壤凝聚力差，故所修建的梯田地埂质量也差。经科学论证我们提出控制梯田建设，拰坡地水土保持草田带状间作、轮作，节省了农田劳力，使部分劳力能用于小煤窑生产和从事商品性畜牧业生产；根据本区开挖小煤窑以工促农的优势以及区内坡地相对平缓的特点，提出发展坡地耕作机械化和运输机械化的现代农业。
2.3 植被重建的关键问题
中央领导指出加强生态环境建设，是实施西部大开的根本。黄土高原水蚀风蚀交错区为西部开发的前沿，植被建设是水蚀风蚀区治理的关键，但首先应重视侵蚀逆境下植被重建的难度。50年代在本区梁峁顶部种植的山杨等乔木防风林带早已衰亡，林龄15年以上的山杨林也趋于衰败，因风力的吹蚀，出露地面的根部深度，相当于年均侵蚀深10~30mm。10~25年生乔木林地的3m深土层内，土壤含水量已接近或等于凋萎湿度，林木生长已趋衰败，即树木成为俗称的“小老头树”。5~10年生的人造灌木林地和苜蓿草地，土壤含 水量仅略高于凋萎湿度，植株生长趋于老化、退化，并随密度的不同而呈现出较大的差异。天然荒草的植株密度小于人工草地，3m深土层内，土壤水分含量为10%~17%，高于人工林地和草地。由此可见，人工林地、草地的不合理配置，可造成土壤水分的严重亏缺，并导致植被的衰败。农作物旱坡地土壤水分的消耗主要在1.5m深的土层内，1.5~3m深土壤水分的含量在12%~18%，尚有增产潜势。
据我们的调查研究和初步试验研究，无论是水蚀地区、风蚀地区还是水蚀风蚀地区的植被重建，必须考虑逆境下的诸多不利因素，例如干旱、土地和土壤的退化、生态系统的脆弱性等。植被重建应在查明本底值的基础上，选择适宜的树草种并确定乔灌草的合理配置、栽种的适宜密度、栽种方法及抚育管理等，其中控制水量平衡是关键。有的地方在栽种初期为求得快速见效，往往栽植过密，或配置不恰当的速生树、草种，这样就消耗水量大，使树草很快趋于衰败，甚至造成土壤水分极端亏缺而出现干层。根据我们的试验，在水蚀风蚀区，植被建设应以草灌为主，乔木宜配置常绿针叶树，片沙地植被密度宜控制在0.4左右。
当前陡坡退耕还林还草的植被建设正在各地兴起，建设中必须重视快速建造与持续发展相结合，及时解决关键性的技术问题，如在梁峁顶部建造以乔木为主的防护林带应慎重，尤其在年降水量低于400mm的干旱、半干旱地区，植树造林更应科学规划。植被建设中应重视对基础性、规律性问题的研究，如水量平衡、植被演替规律及培育新的树、草种等。
2.4 煤田开发与环境整治的协调发展
本区煤田开发初期，由于对侵蚀环境破坏的严重性认识不足，加之无序开发，曾出现了新的土壤侵蚀和环境问题。当进入有序开发，煤矿建设和环境整治统一规划和协调实施，并加强预防监督和执法管理后，煤田开发和环境整治即可转向良性循环。神府—东胜精煤公司在8年时间内，在矿区植树近100万株，治沙面积达45km2。
矿区的大柳塔镇，原为交通闭塞的贫困区，自1987年煤田开发至1993年，区内包神铁路、包神和神府公路通行，带动了生产建设和水土保持跃上新台阶。镇内因工矿建设，在耕地面积减少18%、农村劳力转移由占全镇人口91%下降到53%的情况下，人均粮食未减，工农业产值均有明显增长，其中工业产值增长51倍，乡镇企业产值增长43.6倍，固定资产增加26倍。全镇经济的发展，使农业投入增加，新修抽灌站11处，机井18眼，发展水浇地1333.3hm2，新增农机具230多台，农业产值增加了3倍。农村年人均收入由240元增加到885元，有的村年人均收入达3000元。当前对于陡坡耕地（包括大于15°的坡地）农民已开始自动弃耕，为适应市场经济的需要，瓜、果、蔬菜等有了较大的发展。
总之，黄土高原水蚀风蚀地区已成为西部开发的重点实施地区，要看到该地区侵蚀环境治理的重要性和治理任务的艰巨性。我们对该区环境治理虽进行了初步的研究和探讨，但还远远不能适应形势发展的需要。建议业务领导部门组织专题讨论，把神府——东胜煤田所在地且又是多沙粗沙来源区的窟野河流域列为重点治理流域，重大难题列入国家“十五”科技攻关重大项目，同时加强水蚀风蚀规律及治理对策基础性研究工作。建议自然科学和社会科学界联合探讨该地区新的治理模式，突破一家一户或小流域自给自足封闭式的治理，实现联合性的集约化、规模化、产业化的生产治理模式，农工商一体的治理开发模式。充分利用煤炭资源，相应发展发电、炼焦、化肥等工业建设和连锁产业，转移部分农村劳力，促进该区水土保持和环境治理再上新台阶。
（责任编辑 赵文礼）
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