黄土高原地区水土保持的关键因素及其作用评价

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

曾婷

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摘要

本文详细的梳理了黄土高原地区的历史成因,以及黄土高原的地形地貌特征和黄土的特性,阐明了黄土高原水土流失的深层原因、相应的治理措施和退耕还林还草实施二十余年来的治理现状,在梳理水土保持关键因素的基础上,结合水土流失防治理论研究和治理实践,对水土保持不同因素的作用进行了评价,指出了黄土高原水土保持的重要作用和科学手段。


关键词

黄土高原 水土保持 生态保护 治理

正文

一、黄土高原是世界最大的黄土堆积区

1.黄土高原的范围

世界上的黄土大部分集中在中亚至我国的西北、华北和东北一带,世界上最大的黄土高原就是位于我国黄河上、中游地区的黄土高原。跨越了我国西北、华北以及东北的7个省域的绝大多数土地,主要由山西高原、陕甘晋高原、陇中高原、鄂尔多斯高原和河套平原组成,黄土高原的总面积大约64万平方千米,是世界最大的黄土堆积区。黄土高原东西长1000余公里,南北宽750公里[1],如图1

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1 黄土高原范围图

2.地形地貌特征

黄土地貌有许多典型的特征,整体上来说沟壑纵横,山地与断谷、盆地相间分布。地势起伏大,远看起来不平整,支离破碎。相关统计数据显示,平均沟谷的密度达到35公里每平方公里,有的区域甚至能够达到10公里每平方公里,仅长度大于500米的沟道约有27万条。从小尺度的角度来说有黄土塬、梁、峁和川等主要类型,这实际上是当地群众对于黄土高原上桌状黄土高地、梁状和圆丘状黄土丘陵的俗称,是由于外力作用侵蚀时间和强度的差异而造成的。

黄土实际上是土状堆积物,孔隙度较大、质地疏松、透水性强,具有湿陷性,而且抗冲刷能力差,在全球分布相当广泛。黄土非常肥沃,对农业生产极为重要。典型的黄土呈现黄灰色,颗粒细致,质地均一;干燥状态下有一定硬度,雨水后,易剥落受侵蚀,结构内部塌陷,极不稳定,易引发垮塌、滑坡[2]。因此,集中降雨使黄土高原水土流失变得十分严峻

3.黄土高原的形成原因

黄土高原因有深厚的黄土层而名,黄土高原黄土层的平均厚度在5080米之间,最后的地方可以达到150米以上,对于这些黄土的来源,20世纪初,中国乃至世界地学界对黄土高原的成因进行过热烈的讨论,并提出了风成说、水成说、残积说和多种成因说等多种学说。后来认为黄土有复杂的形成过程,但科学家普遍倾向于风成说,也就是由风力作用带来并沉积在黄土高原地区。有三条证据支撑该假说,第一个证据像冬季地面积雪那样说明了黄土是从空中降落到这里的第二个证据自西北向东南说明黄土是被风从西北方吹过来的;第三个证据矿物成分与其他成分不一样说明黄土是来自其他地方的[3]

不论成形于何种假说,现在的黄土高原离不开各种因素的综合作用。早、中更新世的黄土层致密,更大可能是水力搬运的结果,晚晚更新世晚期的黄土层,结构疏松、成分单一,则更可能是北部和西北部的沙漠区被风搬运的结果。除了水、风等外营力将周围物质搬运堆积外,最重要的必不可少的一个条件是黄土物质堆积后必需要有一个风化过程,即黄土化过程[4]

4.水土流失现状

水土流失在一定程度上是一种客观存在的自然现象,是不可避免的。黄土因为具有孔隙度较大、质地疏松、透水性强,具有湿陷性,而且抗冲刷能力差等独特性质,非常容易受到降雨以及人类活动的影响。一方面由于季度性强降雨、风蚀等不稳定等诸多自然导致;另一方面,近代以来,人们不合理的生产以及活动成为了水土流失的主要因素。例如,我国人口增加,经济社会发展,农业活动逐渐活跃,加之后期开矿、修路、工程建设等不合理利用,都在一定程度上造成或者加剧了水土流失。有研究成果表明,我国现有水土流失面积为267.42万平方公里,其中有相当比例由自然因素造成。122.92万平方公里是不宜治理或不需要治理的,剩余约144.5万平方公里,最终也只有52万多平方公里有望彻底销号,其余的只能通过治理实现强度降级,如图2

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2 水土流失分类图

5.生态保护和生态建设

有数据显示,黄土高原贡献了黄河中的9成的泥沙,因此,黄河的含泥沙量能充分反映其生态环境的质量。从春秋至隋唐,黄河基本安澜,泛滥次数为1.813.6/百年;宋朝以后,黄河泛滥次数上升至52.856.4/百年;从明朝至新中国成立初期,黄河泛滥次数快速增加至118.2137.3/百年。黄河决溢频次明显增加,其原因与黄河泥沙日益增多密切相关,与黄土高原人口增加、植被覆盖率减少、土壤侵蚀增加和黄河泥沙增加息息相关。党的十八大报告提出要推进水土流失综合治理。二十大报告又进一步明确“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”。为了实现可持续发展,必须采取措施进行生态建设。

二、黄土高原水土保持的关键因素

黄土高原水土保持是预防和治理水土流失保护、改良与合理利用黄土高原的水土资源,提高土地产出能力,从而完全释放水土资源的生态、经济社会效益,逐渐形成健全的生态环境。

黄土高原由于其特殊的形成原因和地形地貌特点,水土保持的因素有很多,包括管理制度、思想意识、恢复植被、治理手段等多方方面面。其中最基础的因素是健全的管理制度,最根本的因素是全面建设生态环保的思想意识,最直接的因素是黄土高原地区坡地、山地等位置的植被恢复,最有效的保障是科学的、有的放矢的治理手段。

三、水土保持各因素的作用评价

基于党中央对全国、尤其是黄土高原地区水土保持工作高度重视,我国各地迅速积累经验,形成了一系列非常有效的治理黄土高原水土流失的经验与模式。

在科学治理方面,通过将坡度较大的坡地改造成梯田,如图3,能有效的蓄水、保土,而且因为梯田更有利于通风、透光、灌溉、种植,有利于农作物生长,有效达到增产作用;不同坡型、不同植被覆盖下,边坡土壤入渗影响因素不同,据有关研究结果显示,垂穗披碱草阶梯形边坡产流时间相对最晚,直形裸坡阶段累积径流量最大,如图4;天然植被的水土保持能力非常突出,其中,林木效果大于灌木,灌木效果强于草地,而人工植被的水土保持能力则受限于多方面影响。主要的机理是雨滴的击溅和径流的冲刷是引起水土流失的主要原因,而植被可以削弱这种作用,同时,植被形成的垂直层分层截留降雨、拦蓄径流,从而有力的降低了降雨侵蚀、以及径流冲刷作用[5]

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3水平梯田断面图      图4不同坡型和种植物影响因素测试图

四、结论和建议

根据上述分析研究,我们可以看到,水土保持是一个涉及因素众多的研究课题,我国在水土保持的研究和实践过程中,积累了大量宝贵的经验,通过梳理分析,可得出以下几点结论和建议:

1.黄土高原是黄土地区形成后,经历了历史不同时期人与自然共同作用而形成了当今的地形地貌。良好的生态系统的建立,能减少洪涝、干旱及山地灾害等,能产生巨大的经济、社会和生态效益,有利于国民经济健康、可持续发展,有利于乡村振兴战略实施。

2.黄土高原的水土流失形势经过二十多年的预防和治理,植被覆盖率从最初的30%,提高到了约70%,黄土高原97.7%的区域植被覆盖率呈上升趋势,有效的遏制了水土流失。

3.天然植被对于水土保持的作用远大于人工植被,主要因为天然植被能形成更多元完整的缓冲机制,人工植被比较单一,协同作用有限,需要多年的积累才能发挥较大作用,水土保持需预防和治理双管齐下,尤其要保护好既有的生态系统。

 

参考文献:

[1]张迪. 陕北黄土沟壑区河谷平原型乡村聚落空间形态研究——以延河干流区域乡村聚落为例[D]. 西安建筑科技大学,2021.

[2]符冲. 黄土沟壑区典型人工林地及草地植被需水量研究[D].西安理工大学,2021.

[3]黄土高原形成示意图[J].地理教育,2023,No.346(04):19.

 

 


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