我国水土保持工作特征及其展望

张平仓 ，刘洪鹄

(长江科学院水土保持研究所，武汉 430010)

1 概述

我国是一个多山国家，在960万km2的国土面积中，70%为山丘所占据，由于复杂的自然因素和长期不科学使用自然资源，在许多地区造成严重的水土流失［1］。水土流失导致的土地资源退化、洪水、干旱以及沙尘暴，成为中国的头号环境问题［2］。上世纪50年代初，我国水土流失面积约为150万km2左右，约占国土的1/6，分布在1 000多个县，主要在西北黄土高原、江南丘陵山区和北方土石山区，流失面积分别为43，46，54万km2。目前，全国水土流失面积367万km2，约占国土总面积的37%，平均每年土壤流失量约50亿t，估计损失氮、磷、钾约4 000万t，相当于1978年全国化肥总产量［2］。水土流失已严重阻碍了我国国民经济的发展。

水土资源是立国之本，是人类赖以生存和发展的最基本的物质基础［3］。华尔特尔·克莱·罗德民(Walter Clay Lowdermilk)认为只有做好水土保持工作，才能使一个地区的人民安居乐业和繁荣昌盛;反之，那里就可能发生灾害，久之文明也会衰落［4］。朱德早在1957年12月19日全国第二次水土保持会议上的报告中指出:水土保持是农业的一项基本建设，对于开展山区的社会主义建设，根治河流水患，保证农、林、牧业发展都有极大的意义［5］。我国近代的水土保持始于20世纪20年代，郭廷辅将其分为4个阶段:启蒙、探索阶段(20世纪20年代至20世纪40年代);示范推广、全面发展阶段(20世纪50年代至20世纪70年代);以小流域为单元进行综合治理的生态效益与经济效益紧密结合阶段(1979－1989年);以预防为主、依法防治水土流失和深化水土保持改革发展小流域经济的阶段(20世纪90年代至今)。在其发展过程中，我国水土保持工作逐渐形成了自己的特色之处。本文对其阐明，指出不足，提出相应的对策。

2 水土保持工作特征

2.1 土壤类型复杂多样，区域特征突出

我国土壤侵蚀背景复杂，土壤侵蚀营力多样，因此不仅土壤侵蚀类型复杂，而且形式多样，同时呈现空间交错，时间交替分布，独具特色［6］。根据我国的地貌特点和自然界某一外营力在较大区域起主导作用的原则，辛树帜、蒋德麒将全国土壤侵蚀分为水力侵蚀为主的类型区、风力侵蚀为主的类型区和冻融侵蚀为主的类型区。水力侵蚀为主的类型区包括西北黄土高原、东北低山丘陵和漫岗丘陵、北方山地丘陵、南方山地丘陵、四川盆地及周围山地丘陵和云贵高原6个二级类型区。风力侵蚀为主的类型区包括三北戈壁沙漠及土地沙漠化风蚀区和沿河环湖滨海平原风沙区2个二级类型区。冻融侵蚀为主的类型区包括北方冻融侵蚀区和青藏高原冰川、冻融侵蚀区2个二级类型区。

以水力侵蚀为主的类型区为例，阐明各二级类型区的区域分异特征。西北黄土高原区的主要土壤侵蚀类型包括水蚀、风蚀，还有少数地区会发生重力侵蚀。其中水蚀区面积占总土地面积的46.36%，风蚀水蚀区面积占总土地面积的28.56%，风蚀面积占总土地面积的25.08%。东北低山丘陵和漫岗丘陵区的主要侵蚀形式是水蚀，还有少量的重力侵蚀(崩塌、泻溜)、冻融侵蚀和风力侵蚀发生。北方山地丘陵区的主要侵蚀类型就是各种形式的水蚀，也有少量的风蚀、重力侵蚀(崩塌、滑坡)、复合侵蚀(泥石流)。在南方山地丘陵区降雨后极易形成径流冲刷，面蚀与沟蚀常同步发生，暴雨季节沟蚀、崩岗侵蚀活跃。四川盆地及周围山地丘陵区的主要侵蚀类型是坡耕地侵蚀，滑坡、泥石流灾害频繁发生。云贵高原区的土壤侵蚀方式以面蚀为主，并见有沟蚀、石隙刷蚀和潜蚀。

2.2 教学科研机构齐全，基础理论研究相对薄弱

2.2.1 教学科研机构

水土保持学为水土保持事业提供了理论上的根据。水土保持学是建立在众多学科基础之上的学科，包括许多基础学科的理论与实践，这也是不同种类的大专院校和科研机构都设立水土保持专业的原因所在。林业类大学一般都设立了水土保持专业，部分农业类、水利类大专院校也设有水土保持专业。近年来，一些综合院校也相继设立水土保持专业或研究方向，例如北京师范大学。我国也在大力发展水土保持科研机构，中国科学院专门设立西北水土保持科学研究所，中国科学院成都山地所等也设有水土保持专业，各省、自治区和直辖市先后建立了水土保持科研所，水利部下属4个公益科学研究院也分别设有水土保持专业所。目前，从事水土保持专业教学或科研的机构已超过50个所，这些大专院校或科研机构培养了大批高级水土保持科技人才，研发了大量水土保持科技成果，为水土保持事业发展作出巨大贡献。当前水土保持越来越受到国家和社会各界的广泛重视。在2010年11月召开的水土保持学科发展高级研讨会上，8位院士和30位专家联名建议，设置水土保持与荒漠化防治一级学科。他们认为，这是适应我国生态安全保障的需要，是促进国民经济发展和社会进步的需要，对提升水土保持与荒漠化防治领域高层次人才培养质量具有深远意义。

国际上水土保持专业的发展，美国设立了4个培训中心，并在50多所大学设置水土保持课程，培养出大批具有大学本科和研究生水平的人才。奥地利维也纳农业大学设立林业及“荒溪治理专业”。日本在农工大学、北海道大学都设砂防、水土保持工程专业［7］。在科研机构方面，澳大利亚1953年设立风蚀试验站，1958年设立研究中心。印度设有1个研究所。意大利设土壤防护研究所。墨西哥设9个水土保持科研中心。美国水土保持不仅科研机构较多，而且投资也大，农业部研究局1986－1992年实施计划中，水土保持研究开展4个项目，国家重点投资6 110万美元。与其它国家相比，我国教学科研机构不仅数量大，而且比较齐全。

2.2.2 基础理论研究

在过去的几十年里，我国土壤侵蚀基础理论研究取得了丰硕成果。较系统地研究了黄土高原地区细沟侵蚀的发生发展过程、影响因素及防治途径［8］;阐明了长江中上游地区土壤侵蚀主要表现为在降雨和土壤蓄满壤中流参与下的重力侵蚀过程［9］。建立了包含浅沟侵蚀的陡坡土壤侵蚀模型，解决了国际上通用土壤侵蚀模型对陡坡侵蚀预报的不准确性问题［10］;初步阐明了不同空间尺度侵蚀产沙规律，揭示了土地利用/覆盖变化对侵蚀过程和水文过程的调控，建立了不同尺度条件下植被-侵蚀-土壤互动效应预报模型［11］;探索出开展水土保持须以小流域为单元进行综合治理，构建了农林牧相结合综合治理的理论与技术，朱显谟先生提出了黄土高原综合整治的“28字方略”［12］，而张平仓等提出长江中上游地区水土保持应与黄土高原地区“全部降水就地入渗拦蓄”不同，其基本方针应该是“保土减水”［9］，提出“径流调控理论是水土保持的精髓”，而“合理地调配坡面径流”是控制水土流失的关键［13］。

在预报模型方面，刘宝元等根据USLE的建模思路［14］，以及我国水土保持措施的实际情况，提出中国土壤流失预报方程。谢树楠等［15］把流域按自然水系划分为若干个子流域，再将各个子流域按地貌的微观结构分成若干个基本计算单元。在充分考虑植被和土壤类型对土壤侵蚀影响的基础上，建立了具有一定理论基础的流域侵蚀模型。汤立群［16］将流域划分为梁峁上部、梁峁下部及沟谷坡3个典型的地貌单元，分别进行水沙演算。蔡强国等［17］分别建立了坡面、沟坡和沟道的次暴雨土壤侵蚀产沙预报模型。

欧美的土壤侵蚀预报模型(USLE，WEPP等)、水土流失动态监测等明显超前于我国，日本的水土保持工作也早于我国。例如，日本早在1984年就引进了美国通用流失方程USLE［18］，许多学者对不同地区的降雨侵蚀力、土壤可蚀性以及作物因子系数进行了大量的研究。自1985年相继在北海道等全国8个地域，按USLE的要求设置了标准径流观测小区。而我国在20世纪90年代才引进美国通用土壤流失方程，刘宝元等［14］根据中国的实际情况，在2002年研发出中国土壤流失预报方程，目前该模型已应用在中国第1次水利普查中。

2.3 水土保持技术齐全，但尚无最优治理方案

水土保持治理技术可分为水土保持工程措施、农业技术措施和林草植被措施［1］。

2.3.1 水土保持工程措施

水土保持工程措施包括坡面治理工程措施、沟谷治理工程措施和小型蓄排引水工程措施。坡面治理工程措施分为坡面梯化工程(水平梯田、隔坡梯田、坡式梯田)、坡面田间工程(山边沟、竹节形水平沟)。沟谷治理工程措施分为沟头防护工程(蓄水型和排水型)、谷坊、淤地坝以及崩岗治理工程(截水沟、崩壁小台阶、谷坊、拦沙坝、林草工程)。小型蓄排引水工程包括山塘、水窖、引洪漫地。

2.3.2 水土保持农业技术措施

水土保持农业技术措施包括水土保持耕作措施、水土保持改土培肥措施、水土保持集流节水农业措施及水土保持坡地农林(果)、农牧复合系统。水土保持耕作措施的主要类型:保护型耕作法(等高耕作、沟垄耕作法)、保护型种植法(间作套种、等高带状间作和轮作、少耕、免耕和覆盖)、复式水土保持耕作法。水土保持改土培肥措施可概括为新修梯田改土培肥措施、旱作节水农业和集流农业技术、雨水汇集异地节灌溉型集流农业、农田集雨就地补墒型以及集流农业与生物性节水、耕作、培肥措施的综合配置。水土保持农林、农牧复合系统主要有植物篱－农作系统、地埂植物篱－农作系统及经济林与农作的间作系统。

2.3.3 水土保持林草措施

水土保持林草措施包括人工造林种草、封山育林育草、飞播造林种草。

在过去的60年中，将这些水土保持治理技术应用于一系列大型的水土保持工程或公益事业:

(1)城市水土保持试点工程。1997年水利部确定的10个水土保持试点城市，防治了城市水土流失，提高了城市环境质量。

(2)大江大河的水土保持重点治理工程。自1983年开始建立了7大流域水土保持重点工程体系，先后在25片水土流失严重地区的50万km2范围内开展了以小流域为单元的规模化治理。

(3)全国8大片治理工程。经国务院批准，从1983年开始，在黄河流域、海河流域、辽河流域和长江流域选择了8片水土流失严重地区，包括无定河、皇甫川、三川河、永定河、柳河、葛洲坝库区、定西县、兴国县，总面积79 719 km2，进行集中连片的集约化、规模化治理，为全国建立高标准、高质量、高效益的示范工程。

(4)长江上游水土保持重点防治工程。经国务院批准，在1989年，选定水土流失严重的金沙江下游和毕节地区、陇南及陕南地区、嘉陵江中下游地区、三峡库区等4片为首批重点防治区，总面积3 014万 km2［19，20］。

(5)“三北”防护林带防风治沙工程。该工程东起黑龙江宾县，西至新疆乌孜别里山口，东西长约7 000 km，南北宽400～1 700 km，包括东北、华北、西北(简称“三北”)12个省(市)，466个县，总面积395万km2。

(6)水土保持方案。主要明确建设单位法定的水土流失防治责任与义务，分析并拟定水土流失防治对策与措施体系布局，介绍建设单位实施水土保持方案的保障措施，匡算水土保持投资，并从水土保持角度给出项目是否可行的意见。

(7)水土保持监测。及时掌握水土流失消长动态，可以有针对性地采取有效措施防止水土流失的恶化。按《水土保持法实施条例》规定，建立水土保持监测网络，预报水土流失发展趋势和水土保持成效，并提供主管部门定期公告。但对水土保持治理措施的效益评价研究相对较少，没有挑选出适合各区域最优的水土保持治理措施。

2.4 政策法律保障，组织机构健全

2.4.1 法律与法规

自1991年6月以来，我国先后通过《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国水土保持法实施条例》、《开发建设项目水土保持方案管理办法》、《开发建设项目水土保持方案编报审批管理规定》、《开发建设项目水土保持方案技术规范》、《电力建设项目水土保持工作暂行规定》、《关于联合开展水土保持执法检查活动的通知》、《开发建设项目水土保持设施验收管理办法》、《开发建设项目水土保持方案编报审批管理规定》、《开发建设项目水土保持设施验收管理办法》(表1)。在2010年修订了《中华人民共和国水土保持法》，在于2011年3月1日开始实施。

将新旧《水土保持法》进行对比，新《水土保持法》有7个创新:

(1)吸收了国内水土保持工作的新理念，体现了新时期党和国家关于水土保持的新方针——人与自然和谐相处、科学发展、可持续发展的新理念。

表1 中、美、日水土保持法律法规汇总Table 1 Laws and regulations of water and soil conservation in China，the USA and Japan

(2)规定了流域管理机构依法承担水土保持监督管理职责及在其管辖范围内可以行使国务院水行政主管部门的监督检查职权。

(3)突出了水土保持规划的重要地位，增加了水土保持监测内容。

(4)补充新的水土保持措施。例如，“在饮用水水源保护区，采取预防保护、自然修复和综合治理措施”。

(5)规定了实行地方各级政府水土保持目标责任制和考核奖惩制度和规定了水土保持生态效益补偿制度，以此多渠道筹集资金。

(6)明确了新的范围。例如，水土保持规划确定的容易发生水土流失的其他区域开办的生产建设项目也要编制方案。在治理方面，将重力侵蚀地区、饮用水源保持区均纳入治理范围。

(7)新《水土保持法》的法律责任中，明确了处罚幅度。对违法行为的处罚是很严厉的。

与美国、日本相比，我国的水土保持法律法规制定相对较晚，但水土保持法律系统已经相当健全(表 1)［21，22］，这些法律法规明确规定了水土保持管理机构及其职能、各级政府及有关部门的责任、水土流失的防治、水土保持治理经费来源、水土保持监督管理等，极大地促进了我国水土保持工作的开展。

2.4.2 行政组织机构

许多国家从中央到地方都设有一套比较健全、稳定的水土保持机构，有计划、持久地开展水土保持工作［19］。日本砂防工作由日本国土交通省主管，并实行中央和地方分级管理。美国在农业部专门成立了主管全国水土保持的水土保持局，并在《水土保持法》中授权农业部长全权负责水土保持。澳大利亚设由各州水土保持领导部门负责人参加的联邦水土保持常务委员会。

2011年3月1日开始实施的《中华人民共和国水土保持法》规定:①国务院水行政主管部门主管全国的水土保持工作;②国务院水行政主管部门在国家确定的重要江河、湖泊设立的流域管理机构(以下简称流域管理机构)，在所管辖范围内依法承担水土保持监督管理职责;③县级以上地方人民政府水行政主管部门主管本行政区域的水土保持工作;④县级以上人民政府林业、农业、国土资源等有关部门按照各自职责，做好有关的水土流失预防和治理工作。不难看出，我国水土保持从中央到地方建立了相当健全的行政组织机构，比其它国家更加完善，各级机构职责分明，足以执行、监督、管理等水土保持工作。

2.4.3 学术组织机构

中国水土保持学会包括防护林专业委员会、水土保持预防监督专业委员会、小流域综合治理专业委员会、黄河专业委员会、崩岗防治专业委员会、沙棘专业委员会、水土保持规划设计专业委员会、泥石流滑坡防治专业委员会、水土保持监测专业委员会、工程绿化专业委员会、生态修复专业委员会、风蚀防治专业委员会、科技协作工作委员会、城市水土保持生态建设专业委员会。其主要职责是组织召开专业性的国际学术交流会议，共同开展水土保持及相关研究领域的学术交流;普及和推广水土保持科学技术，为广大水土保持工作者服务;致力于加强海峡两岸水土保持领域的交流与合作，与中国台湾相关的民间组织及专家学者保持密切的协作关系，共同组织系列的海峡两岸水土资源与生态保育、两岸山地灾害与防治等方面的大型学术交流活动，促进海峡两岸水土保持方面的互动交流及学科的发展与创新。

2.5 先规划后治理，水土保持成效显著

为了有效防治水土流失，充分利用水土资源，就要通过规划，依照水土流失规律，安排各项治理措施。水土保持规划的编制，应当遵循国家社会发展和经济建设的基本方针和政策，贯彻“预防为主、全面规划、综合防治、因地制宜、加强管理、注重效益”的水土保持方针，并执行水土保持有关法规。水土保持规划应与国家和地区的经济社会发展规划、土地利用规划、生态建设规划、环境保护规划等相适应，与有关部门发展规划相协调，做到工程措施、生物措施和农业技术措施相结合，治理、生态修复、预防保护与开发利用相结合，经济效益、社会效益和生态效益相结合。先规划后治理的做法，使水土保持成效显著。以“长治”工程为例，截至2009年，“长治”工程累计治理小流域5 445余条，完成水土流失治理面积突破10万km2。项目区基本实现农民人均1/15 hm2基本农田的目标，累计增产粮食59亿kg，有效解决了1 000多万群众温饱问题。

3 小结与展望

我国经过几十年的治理，水土保持理论、法律、技术等已自成体系，水土流失也有所缓解，但未能从根本上解决这个问题，还在继续阻碍国民经济的发展，所以有必要继续科学开展水土保持事业。展望未来，建议我国的水土保持工作做到以下几点:

(1)人与自然要和谐相处，保障水土保持的可持续发展。通过水土保持措施，有效地改善生态环境，协调人与自然的关系，形成生态生产力［21］。今后妥善处理经济发展与生态保护、人工治理与生态修复之间的关系，奉行人与自然和谐相处，最大限度地保护原生态环境，最小程度地塑造人工景观，使开发建设对自然环境的负面影响降到最低限度，实现水土资源的可持续利用。

(2)推进水土保持科技研究，提供切实可行的治理方案。实施开放式的工作方法，走向村镇、社区、群众及有关部门，深入了解存在的主要矛盾及群众迫切需要解决的问题等。针对这些问题，有计划地组织一批科研项目，不仅要测评单一措施的防治效果，也要评价各措施综合治理的效果，以此完善我国水土保持科学研究与技术创新体系。按照尊重科学、实事求是的原则，制定水土保持科学研究和技术发展规划，提出切实可行的实施计划或方案。

(3)依法行政，增加生产建设单位环境保护意识。今后不仅要依法行政、做好水土保持方案的审批，更重要的是通过监督检查、落实各项水土保持措施，逐步提高项目单位和施工企业的法律意识、环境意识和责任意识，真正把国家的各项水土保持要求变成建设单位的自觉行动［22］。

(4)扩大宣传，提高国民的环境意识和防灾意识。利用各种媒体向国民普及水土保持生态环境建设知识和泥沙灾害预防知识，提供监测信息，引导国民主动参与水土保持生态环境建设，实现建立和谐社会的目标［20］。

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