土壤退化与防治课程论文
论文题目: 黄土高原水土流失现状和治理研究进展 学 院: 资源与环境学院 专 业: 植物营养学 姓 名: 谢永春 学 号: 107331202399
谢永春:马铃薯根系分泌物及其研究方法进展
黄土高原水土流失现状和治理研究进展
植物营养学 谢永春
摘要:本文分析了黄土高原水土流失的基本现状、主要危害,探讨了水土流失的特点和影响因素,提出黄土高原地区水土流失的防治和治理措施。 关键词: 黄土高原; 水土流失;防治措施
据最新统计,全世界现有水上流失面积250万km2,占全球陆地面积的16. 8%,全球每年约流失土壤257亿t,每年因侵蚀而丧失的耕地为500 ~ 700万hm2。我国是世界上水土流失最严重的国家之一全国水土流失面积367万km2,黄土高原以其严重的水土流失闻名于世。黄河流域水土流失面积43万km2, 年输入黄河的泥沙量达16亿t,侵蚀严重的部位年土壤侵蚀模数高达210~ 310万t/ km2。黄土高原土壤侵蚀形态复杂, 水力、重力、风力侵蚀均存在,沟壑产沙量占流域产沙量的50% ~ 60% 或更多。根据实测资料计算,我国江河输移的泥沙总量居世界之冠,全国平均每年直接入海泥沙总量约 91.4亿t,输沙总量约21.5亿t。其中黄河入海沙量10.8亿t,占全国输沙总量的50 %;
因此,关于黄土高原水土流失的研究,对提高耕地农业生产水平,维持耕地利用的持久性,保持有限耕地资源意义重大。
1 黄土高原水土流失的特点
1.1 流失面积广, 侵蚀强度高, 危害严重
黄河从青海龙羊峡到河南桃花峪区间, 流域面积64万km2, 50年代初期调查有水土流失面积43万km2, 多年平均年输入黄河的泥沙量达16亿t。据 80年代初期调查, 水土流失区内年土壤侵蚀模数在5 000t/ km2以上的共 1516万km2,5000~ 10 000 t / km2的719万km2,10000 t / km2以上的717万km2, 侵蚀严重的部位年土壤侵蚀模数高达20 000 ~ 30 000t/ km2。
严重的水土流失, 不仅造成当地农业生产低而不稳, 农民生活贫困, 而且大量泥沙淤积下游河床, 加大了黄河洪水危害, 使黄河成为国家的心腹之患。
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1.2 土壤侵蚀形态复杂多样, 侵蚀作用的关键部位明确
黄土高原的土壤侵蚀可分为水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀, 其中以水力侵蚀为主。水力侵蚀有面蚀和沟蚀, 侵蚀作用的关键部位一是坡耕地, 二是荒地, 三是沟壑。
土壤侵蚀危害最剧烈的是沟蚀。沟壑侵蚀以沟头前进、沟底下切、沟岸扩张方式向长、深、宽3个方向发展, 一般沟头年均前进 1~ 3 m, 有的沟头一次暴雨中就前进30 m以上。沟壑由于水流集中, 沟底刷深下切, 引起沟岸扩张 ( 伴随崩塌、滑塌、泻溜等重力侵蚀) 。千百年来, 黄土高原由于沟壑发展, 吞蚀地面, 造成现在这样千沟万壑、支离破碎、生态环境十分恶劣的景观。
1.3 产生水土流失的原因复杂但主导因素明确
大量研究成果表明, 黄土高原严重的水土流失是自然因素与人为因素共同作用的结果。目前, 黄土高原坡陡沟深、土质疏松、植被缺乏、暴雨集中, 这4项自然因素的存在有利于水土流失的产生和发展, 但是在远古时期, 黄土高原大部地面有茂密的林草覆盖, 水土流失轻微, 处于自然侵蚀状态。黄土高原从自然侵蚀发展为加速侵蚀, 主要是近3000 年来人类经济活动破坏了林草植被造成的。在诸多的人类经济活动中, 破坏最剧烈而影响最深远的是毁林毁草陡坡垦种和毁林毁草作燃料, 目前一些水土保持工作薄弱地区这种现象还依然存在。
2 水土流失的成因
2.1自然因素是水土流失发生的潜在条件
主要有气候、土壤、地形、地质、植被等。首先土壤的结构与颗粒组成, 是土壤重要的物理性质, 影响土壤抗冲性和抗蚀性, 决定水土流失的程度。我国黄土高原土壤中砂粒及粉砂粒含量多, 粘粒少, 颗粒间粒结力弱, 稳定性差, 易遭水蚀和风蚀。其次,降雨是水土流失发生的动力, 除直接击打土壤, 形成击溅侵蚀, 还形成地表径流, 冲刷土体, 并参与形成土壤内的一些特征, 以一种综合的效应来影响侵蚀。水土流失往往只发生在几场暴雨之中, 一次大的降雨有时占全年侵蚀量的 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、暴雨高,6 - 9月降雨占到全年降雨量的60 %- 70% , 径流冲
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刷和搬运能力强, 水土流失强烈。
另外,植被覆盖的多与少, 决定着水土流失的强与弱。由于森林在下雨的时候, 茂密的森林可以截留一部分雨水, 并可削弱雨滴对地面的溅击侵蚀能力, 在雨强达10 - 20mm/ min树冠可截留降雨量6% - 20% , 一般郁闭度愈高, 截留量越大。森林、草地中有一层的枯枝落叶, 具有很强的涵蓄水分能力,而黄土高原大部分地区植被稀少, 覆盖度极差, 原始天然森林植被已基本不复存在, 目前较大的两个林区(子午岭、六盘山)面积也仅有2. 34万km2, 缺乏植被覆盖的土地, 加大了水土流失。
最后,地貌制约着土地利用方式和水土流失程度。西北黄土高原地貌类型主要由塬、梁、峁、沟、谷等组成,沟壑纵横,坡陡沟深, 沟壑密度为 3-6km/ km2,大于 0. 5km 的沟壑区有27万条, 缓平地只占土地面积的 1/ 5,丘陵地区坡度在 15o以上土地占50% - 70%。作用于各种几何面上不同大小和方向的力的作用过程,以及各种几何面对作用力作用过程的反馈,则构成了地貌因素影响侵蚀的物理本质。在各种雨强的情况下,一般侵蚀量与坡度成正相关。
2. 2 人为因素加速了水土流失
主要包括土地利用方式不合理、毁林毁草、滥垦滥伐、开垦扩种、顺坡耕种、开矿修路及不合理弃土弃渣。我国几千年的封建剥削制度和落后的生产方式, 以及生产力水平低, 在许多地区形成了广种薄收, 掠夺式的经营方式和不合理的土地利用, 都造成水土流失。
3 水土流失的主要危害 3.1水土流失导致土壤肥力低下
据有关资料,形成l cm的土层需200 ~ 400年,在正常条件下,年平均土壤侵蚀量每公顷应控制在2t以下,肥料流失量应控制在45kg以内,才能保持这种平衡。在侵蚀模数高达100t/(hm2·a)的黄土丘陵区,强烈的水土流失已破坏了这种土壤养分平衡,导致了土壤瘩薄,作物减产,使土壤植物养分陷入恶性状态。农地水土流失导致了土壤细颗粒和团粒结构颗粒 流失,残留原地的为少团粒结构的粗颗粒。据测定,流失泥沙中<0.01 mm颗粒含量高达62.2%,而土壤中<0.010
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mm颗粒含量仅为0.95 %。细土粒流失在河道中也有反映。侵蚀的进一步发展,农耕地细颗粒逐渐减少,结果出现沙石遍地,无法耕种。
3.2 加剧干旱发展
水土流失的存在, 使绝大多数坡耕地变成跑水、跑土、跑肥的“三跑田”, 致使土地肥力日益下降, 水土流失使得土壤物理理化性状持续恶化,导致土壤透水性、持水性降低, 加剧农作物的旱情, 使粮食产量低而不稳, 甚至绝收。黄土高原多年平均每年流失的氮、磷、钾总量约4000万t, 而且大部分在水土流失严重区, 这更加剧了粮食等基本生活资料的紧缺。
3.3 泥沙淤积河道, 削弱行洪能力, 加剧洪涝灾害。
水土流失形成高含泥砂水流, 这些泥沙到了下游, 由于水流变缓,泥沙便淤积河道,削弱河道的行洪能力,当上游来洪量加大时,行洪不畅而引起洪涝灾害。1949年以来, 黄河下游河床平均每年抬高8~10 cm,有的河段目前已高出两岸地面4~10 m,成为地上“恳河”, 一旦决口, 将严重威胁着沿河两岸人民生命财产的安全。随着水土流失的日益加剧, 河床淤高和洪涝灾害也日益严重, 所造成的损失, 令人触目惊心。
4 防治水土流失的对策 4.1水土保持耕作措施
水土保持耕作法作为保护耕作法的一种形式,已在延安地区推广应用。水土保持耕作法不仅适宜于旱川地.而且适用于旱坡地根据旱坡地坡度大小川,提出一套适合于坡度大小的耕作法,即:>30o坡地实行草灌间作,25o - 30o坡地实行草粮间轮作,<25o坡地水平沟种植;川平地及梯、台地实行垄沟种植,并配以地膜覆盖,这种水土保持耕作法对拦截降雨,防止水土流失是十分有效的。
4.2 坡改梯及打坝淤地工程措施
在坡面上沿等高线修筑水平梯田,田面坡度在5O以下,能拦蓄雨水.避免冲刷,保持水土,利于耕作。试验表明,水平梯田通常可减少冲刷95%左右。据延安市大贬沟观测资料,水平梯田较坡地平均减少径流次数85. % ,径流量93%,
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侵蚀量95. 9%。打坝淤地工程措施可以明显减少向支流输送泥沙,有利于耕作和减少土壤侵蚀。
4.3人工林草生物措施
根据对1957~1992年7年人工草地植被保持水土作用的分析,当覆盖度为20%~ 40 %时,具有明显减少侵蚀作用,但在相同盖度条件下,由于受降雨因素(降雨量、降雨雨型、强度等)作用的影响,其作用变化范围较大;当覆盖度达到60% ~70%时,可减少土壤侵蚀量90%以上,且效果稳定再进一步提高植被覆盖度,所增加的减蚀作用有限。
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