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水土流失

由水、重力和风等外营力引起的水土资源和土地生产力的破坏和损失。水土流失一词在中国早已广泛使用。自从土壤侵蚀一词传入中国后,从广义理解常被用作水土流失的同义语。但因各地具体条件相差悬殊,研究的目的和范围也不尽相同,作为同义语使用时应注意其异同。水土流失的形式包括水的损失(蒸发损失、径流损失、深层渗透损失)及土体损失(或称土壤侵蚀)。

由水、重力和风等外营力引起的水土资源和土地生产力的破坏和损失。水土流失一词在中国早已广泛使用。自从土壤侵蚀一词传入中国后,从广义理解常被用作水土流失的同义语。但因各地具体条件相差悬殊,研究的目的和范围也不尽相同,作为同义语使用时应注意其异同。

水土流失的形式

包括水的损失(蒸发损失、径流损失、深层渗透损失)及土体损失(或称土壤侵蚀)。土体损失又可分为水力侵蚀重力侵蚀、混合侵蚀、风力侵蚀、化学侵蚀等形式。

水力侵蚀 由水力作用引起的土壤侵蚀。因侵蚀作用表现形式的不同,又可分为面蚀、沟蚀及河沟侵蚀三种。①面蚀:包括溅蚀、片蚀及细沟侵蚀。面蚀的速度一般较缓慢,难以被人发觉。它使土层变薄、土地退化。面蚀又可分为耕地面蚀与非耕地面蚀(即鳞片状面蚀)。②沟蚀:又称线状侵蚀,包括细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀和冲沟侵蚀。③河沟侵蚀(也叫荒溪侵蚀):在山区小河沟,由于山洪暴发而产生的侵蚀作用。河沟侵蚀作用并不一定每年发生,但河沟侵蚀的强度大,危害大。河沟侵蚀的形式主要表现为流水对河沟底部的下切侵蚀、侧向侵蚀以及山洪、泥石流的破坏作用。

重力侵蚀 土壤、成土母质或风化岩体在土体水(或入渗水)和重力作用影响下发生的侵蚀现象,如滑坡、崩塌、泻溜等。

混合侵蚀 指两种或两种以上的外营力引起的土壤侵蚀作用。在水力与重力作用下引起的混合侵蚀形式有泥石流、崩岗等。

风力侵蚀 以风力作用为侵蚀动力,破坏地表土壤、母质或其它组成物质,并使之转运和堆积的过程。

影响水土流失的因素

可分为自然和人为因素两个方面。

自然因素 包括降水、地形、土壤、地质、植被、风等方面。①降水:包括降雨和降雪。降水对水土流失的作用主要取决于年降水量,降水量的年内分布、降雨强度及一次降雨量。一般来说,年降雨量多的地区,发生水土流失的可能性就大。降水量年内分布不均匀的,发生水土流失的可能性也大。中国西北黄土地区虽然年降水量不大,但由于年内分布不均匀,多暴雨,因此,水土流失也十分严重。1977年7月5日延安地区发生二百年一遇的特大暴雨,安塞县实测24小时最大降雨为215毫米。延安市王家坪洪峰流量为7200米3/秒。②地形:地形坡度越陡,地表径流愈多,流速愈大,水土流失也越严重。在其他条件相同的情况下,坡度增大4倍,水流速度增大1倍。水的流速增大1倍,其侵蚀力增大4倍。侵蚀量大致与坡度的0.8~3.4次方成正相关,当坡度增加到一定限度之后(大约为30°~40°)侵蚀量反而减小。坡长与水土流失也有密切的关系,坡面越长,水土流失越严重。据美国、苏联一些观测资料,土壤流失量大致与坡长的0.6~1.6次方成正比。坡形对水土流失量也有影响。直线形及凸形坡面,它的下部因受水流冲刷,土壤流失量最大。凹形坡面上部受冲刷、下部产生淤积。台阶形坡面,既可以增强土壤渗透性、减少地表径流,又能减低径流速度。此外阳坡光照强,蒸发量大,土壤水分少,植物生长不良,土壤流失严重。阴坡一般蒸发量小,土壤含水量大,植被覆盖好,不易发生水土流失。③土壤:土壤的透水性取决于土壤孔隙率,而孔隙大小又取决于土壤质地、土壤结构和土壤松紧度。土壤抗蚀力取决于土壤种类和土壤结构。结构良好的土壤,例如水稳性团粒结构,团粒不易分散,因此土壤不易为径流所分散,也不易被带走。④母质和基岩:成土母质的性状影响水土流失。基岩的岩性及其风化程度等对水土流失均有影响。中国南方风化层深厚的花岗岩地区,由于土壤中石英沙粒过多,凝聚力很小,加上组成岩石的物质膨胀系数不同,在冷热变化条件下,岩石容易崩解,造成水土流失。此外,岩层倾斜、土层又薄的条件下,容易发生滑坡。⑤植被:植被覆盖率越高,水土流失越轻微。植被的蓄水保土作用主要表现为截持降雨的作用,延缓径流产生的作用,水源涵养作用(吸收地面径流的作用),根系的固土作用。⑥风的作用:风蚀与水蚀不同,虽也受地貌条件的影响,但不以分水线为界。风蚀的强弱,取决于风速和土壤表面的粗糙度、土壤质地、水分和其他物质的影响。

人为因素 主要表现在以下几方面:①滥砍滥伐、毁林毁草;②滥垦滥牧,陡坡开荒种地;③不合理的耕作技术,例如顺坡耕种、顺坡开垄;④开矿、筑路、修水利、建水电站以及其它基本建设,因破坏地表植被、随意倾倒废土矿渣,不采取相应的水土保持措施,均能引起严重的水土流失;⑤挖掘根用药材如人参、当归、地黄、大黄、甘草等,如果不回填土坑,也会造成水土流失;⑥农村掏矿、开石、挖磁土等副业生产,如果挖后不填坑,缺少必要的水土保持措施,也会造成水土流失;⑦在坡地全面整地造林和烧山整地造林或幼林、经济林林地管理不善,也会造成水土流失;⑧铲草皮积肥或作燃料。

水土流失的分布与危害

中国水土流失面积分布很广,以下述四个地区较为重要:①西北黄土地区:这个地区位于太行山以西,日月山以东,陕北长城以南,秦岭以北,人们称为黄土高原。它的面积约有58万平方公里,其中水土流失面积43万平方公里。黄土具有质地匀细,组织疏松,大孔隙构造和迅速分散等特性,加之地形破碎、植被稀少,降水集中,且多暴雨,因此水土流失十分严重。这不仅给黄土高原的农、林、牧业生产造成很大损失,也给黄河的开发利用带来很大的困难。每年流经三门峡的泥沙有16亿吨,其中4亿吨淤积在下游河床,使河床每年淤高约10厘米。黄河下游的大堤每十年要加高一次。黄土高原按照水土流失类型和侵蚀地貌特征等因素,又可分为黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区、黄土阶地区、土石山区、风沙区等。②南方红壤丘陵山区:主要分布在南方十二省、自治区,水系为长江流域和珠江流域,即热带、亚热带地区。植被较好,有亚热带常绿阔叶林、热带季雨林和雨林。土壤主要为红黄壤。现有红黄壤坡地约1.8亿亩。这个地区,由于人多、耕地少、山大坡陡,雨量充沛,多暴雨,植被一旦破坏,在高雨量的冲击下,就会产生严重的水土流失,土壤肥力下降,大幅度减产。如湖南省每年大约要流失表土1.7亿吨,相当于冲走了80万亩耕地的耕作层。红黄壤丘陵山区又可按母质侵蚀程度分为花岗岩侵蚀区及紫色页岩侵蚀区。③东北黑土漫岗丘陵地区:分布在黑龙江和松花江流域。黑土土质肥沃,宜于作物生长。但是由于不合理的人为活动,水土流失也十分严重。黑土层年平均冲刷深,一般在0.3~1.0厘米,风蚀地区年吹蚀表土0.2~0.3厘米。黑土地区的漫岗,坡度多在10°以下,大部分为1°~5°,坡长300~500米。④华北土石山区:包括北方的土石山区,如太行山、五台山、燕山、沂濛山等,水系为海河及淮河流域。海河流域山区面积约占流域面积的53.2%,丘陵山区大都是光山秃岭,植被稀少,尤其以永定河流域植被为最少。加之山高坡陡,降雨集中,降雨强度大,水土流失较严重。海河水系每年平均总输沙量约1.6亿吨,年平均侵蚀模数1130吨/公里2官厅水库至今已淤积库容25%。据有关观测资料,永定河官厅水文站多年平均含沙量44千克/米3