论干旱半干旱区土壤侵蚀类型分析与划分问题

（新疆水土保持生态环境监测总站，830000，乌鲁木齐）

我国干旱半干旱区主要分布于西北和华北地区，占全国土地面积的52.5%，人口占全国总人口的5.8%。由于我们对干旱半干旱区的土壤侵蚀特点认识不足，加之缺乏相应的工作经验，大片的绿洲被划分为水蚀区，同时又把冲沟和河道划分为风蚀区，致使土壤侵蚀划分结果与实际存在很大差异，影响水土保持规划、水土保持方案编制和审查、水土保持监测和评估等后续工作的顺利开展。随着近年对水土保持工作的逐步深入，对土壤侵蚀的机理认识也在逐步提高，对干旱半干旱区土壤侵蚀划分有了新的认识，为进一步划分土壤侵蚀类型奠定了良好基础。

一、干湿区划分

1.干燥指数

我国地域辽阔，气候复杂多样，地跨众多温度带和干湿地区。目前主要是依据气候干燥度(干燥度=蒸发量/降水量)将我国划分为湿润区、半湿润区和干旱区半干旱区。根据我国干燥指数分区图，新疆干燥指数＞5，属于典型的温带干旱和半干旱地区，个别地区＞100，属于极端干旱区。

2.降水量

由于我国干湿区划分与降雨量密切相关，因此我国干湿区划分是与降水量分布图高度吻合的。我国将800 mm、500 mm、250 mm降水量线作为划分干湿区的依据。湿润地区降水量＞800 mm，半湿润地区降水量500～800 mm，半干旱地区降水量250～400 mm，干旱地区降水量＜250 mm。

半干旱地区主要包括内蒙古东部及南部、宁夏全境、山西北部、陕西北部、甘肃南部、青海东部及南部、西藏大部、新疆天山一带。干旱地区主要包括内蒙古西部、甘肃大部、青海北部、新疆大部等地区。

二、干旱和半干旱区特点

1.地貌特点

新疆地处欧亚大陆腹地，地貌类型众多。北部有阿尔泰山，中部横亘天山山脉，南有昆仑山。天山山脉把新疆分为南疆和北疆。在北疆阿尔泰山与天山山脉之间夹有准噶尔盆地，在盆地内分布有古尔班通古特沙漠；在南疆天山山脉与昆仑山之间夹有塔里木盆地，在盆地内分布有著名的塔克拉玛干沙漠。由此构成了新疆“三山夹两盆”的基本地貌轮廓。河流发源于盆地周边高寒山区，山区支流逐渐汇集成干流，在流出山谷后，经过山前冲积平原和绿洲，河水在绿洲灌区得到充分灌溉和利用，最终散失于盆地沙漠中。绿洲一般分布在山前冲积平原河流与盆地沙漠交界处，是工农业生产、人类活动聚集的地区。

2.气象特点

新疆地处欧亚大陆腹地，远离海洋，属典型的温带大陆性干旱半干旱气候。总体气候特点为降水稀少，蒸发强烈；夏季炎热，冬季寒冷；气候干燥，温差变化较大，最大日温差20℃以上，最大年温差40℃以上。

全疆多年平均降水量为150 mm，只有全国平均年降水量的23%。山区多年平均年降水量在200～500 mm间，山前冲洪积平原区在50～200 mm间，沙漠盆地小于50 mm。盆地内蒸发量高达2 300～3 500 mm。

另外新疆风多风大，大风(即大于等于8级的风)是新疆气象主要灾害。北疆西北部，东疆和南疆东部是大风高值区。起风沙日数塔里木盆地一般在30天以上，北疆和东疆部分地区则在20天以下。近年，南疆地区浮尘天气较过去更加频繁。

3.水文特点

（1）地表水运动特点

新疆“三山夹两盆”的地貌构造了独特的“向心”状水系。新疆河流一般都发源于“三山”高寒山区，即阿尔泰山、天山和昆仑山山脉，形成于山区，经过山前冲积平原，最终流向“两盆”，即准噶尔盆地和塔里木盆地。山区是地表径流的形成区，河流在出山口后，通过山前冲洪积扇时，一路经过蒸发、渗漏和农业灌溉，最终在平原区荒漠或沙漠中散失。

（2）地下水运动特点

新疆两大盆地地下水赋存和运移主要特点为地下水一般由盆地边缘山前冲洪积扇区，经过冲积平原区，最终流向沙漠区。山前冲洪积扇区为地下水补给区，地下水埋深大于50 m。冲积平原区地形平缓，地下水运动缓慢，是地下水径流区；其上部潜水位埋藏略深，一般可达20～30 m，属于平原绿洲区，也是地下水开采区；下部地下水埋藏浅，一般2～3 m或更浅，是地下水溢出带，也是地下水排泄区，地下水在此通过强烈蒸发和散失，并通过侧向流向沙漠。

4.土壤植被特点

由于南北疆气候差异，两大盆地的土壤植被呈现不同特点。

（1）准噶尔盆地

在盆地边缘低山区，主要生长蒿草、鸭茅、早熟禾、苜蓿、针茅、披碱草等杂草和云杉、五针松、各种阔叶树等，植被覆盖率85%以上。

在盆地冲洪积扇后缘地形坡度较大，为第四系洪积块石层；中部坡度较缓，为冲洪积的砂卵砾石；前缘地形平缓，多为洪积砂壤土。其中盆地中部和盆地前缘属于平原绿洲区，植物生长主要以蒿类植物为主，其次为藜科植物，植被覆盖率在35%～65%。

在盆地中部为沙漠和半固定的沙丘，主要生长梭梭、柽柳、白刺和蒿草等，植被覆盖率在40%左右。

（2）塔里木盆地

在盆地边缘低山区，植被稀少，主要有合头草、假木贼、盐爪爪、驼绒黎等植物，植被覆盖率小于1%。

在盆地冲洪积扇后缘地形坡度较大，为第四系洪积块石层，有少量琵琶柴、梭梭、骆驼刺等植物生长，植被覆盖率小于2%；中部坡度较缓，为冲洪积的砂卵砾石，主要生长有铃铛刺、绵鸡儿、忍冬、黄刺、麻黄草等，植被覆盖率在5%～10%之间；前缘地形平缓，多为洪积砂壤土，植物生长主要以芦苇、骆驼刺、芨芨草、苦豆子、胖姑娘、柽柳、胡杨、沙枣树等植被为主，植被覆盖率15%～30%。

在盆地中部为沙漠、流动性沙丘，无植被生长。

三、土壤侵蚀类型划分现状

在全国第一次(1995年)、第二次(1999年)、第三次(2001年)土壤侵蚀遥感调查中，调查方法基本相同。都是采用综合评定法，利用人机交互工作原理，以当年TM影像(分辨率为30 m)为背景图，在其上套接已有的土地利用类型图斑为参照依据，利用ARC/INFO等计算分析软件，根据卫星影像与地面物体在位置、形状、大小、色调、纹理及与周围物体的关系等方面进行判读，对影像色调变化的区域轮廓进行线条人机交互勾绘和分类，在计算机上生成各土壤侵蚀图斑，再用Excel软件统计计算出最终土壤侵蚀类型和强度。全国第二次土壤侵蚀遥感调查(新疆区)结果见表1。

表1 全国第二次土壤侵蚀遥感调查(新疆区)统计表 单位：km2

遥感调查成果公布后，新疆各地在实际应用中普遍反映调查成果与实际情况不能吻合，不能真实反映本辖区的土壤侵蚀状况，特别是水蚀区偏大。经过对历次调查数据的分析和应用情况反馈意见，再结合工作经验，我们认为新疆遥感调查存在的主要问题如下：

①土壤侵蚀概念模糊。由于解译人员对新疆地貌、气候、水文、土壤、植被等情况缺乏了解，加之对干旱半干旱区土壤侵蚀特点认识不到位，容易造成误判。

②遥感影像不清晰。限于当时各方面技术条件限制，大面积遥感影像调查无法提供高分辨率卫星影像，提供的TM影像分辨率仅为30 m，分辨率低，清晰度差，使工作人员很容易造成误判。

③技术规程不完善。新疆属于干旱半干旱区，由于气候与内地存在较大差异，必然造成土壤侵蚀的成因、类型、强度等均与内地存在很大不同。因此当时制定的《全国土壤侵蚀遥感调查技术规程》尚不够全面，容易造成误判。如将绿洲区的耕地、园地、林地、草地都视为水蚀区。

④信息提取不规范。由于当时新疆水土保持工作开展较晚，技术人员对土壤侵蚀的认识不足，同时人与人之间对此认识也不尽相同，又缺乏统一的解译标志，主要以野外工作经验使用计算机进行判读，因此容易造成误判。如将位于塔里木盆地腹地的绿洲误判为水蚀区。

⑤调查成果与实际不符。主要是水蚀面积偏大，特别是把南疆塔里木盆地沙漠绿洲误判为水蚀区，当地干部群众难以理解。其次是冻融区面积也偏大，甚至在低海拔区出现了冻融侵蚀的错误。

四、侵蚀类型特征分析

全国第一次、第二次、第三次土壤侵蚀遥感调查(新疆区)和全国第一次水利普查水土保持专项调查(新疆区)的工作原理相同，存在的主要问题也基本相同。

1.水力侵蚀

新疆独特的地貌和气候条件，决定了新疆的水力侵蚀与内地湿润区及半湿润区有很大不同。新疆属典型的温带大陆性干旱和半干旱区，依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)，在全年日平均风速＜5 m/s，且年平均降水量＞300 mm地区可以划分为水力侵蚀区。新疆地域辽阔，降水分布不均，因此新疆水蚀区分布特征为以下几个方面。

（1）山 区

降水充沛是发生水蚀的首要条件。由于地形差异，以天山山脊为界，南、北疆山区降水呈现明显的不同。

①南疆山区受昆仑山帕米尔高原和天山山脊阻隔，海洋气流很难进入，降水较少，植被稀少，年均降水量＜300 mm。山区冬季气候寒冷，冰雪封冻；夏季气候炎热，冰雪消融后，加之山区沟壑发育，使得雨水逐渐汇集在河道内，形成融雪型洪水，对河道及冲沟两岸造成冲刷，河水携带大量泥沙引发水土流失。因此南疆山区水蚀主要分布在河道及较大的冲沟内。

②北疆山区，山区年降水量均＞300 mm，在阿尔泰山北部和天山北坡山区，中山带以上年降水量为400～600 mm，伊犁谷地个别迎风坡可达1 000 mm。山区雨水充沛，降水频率高，植被生长茂密，是优美的天然牧场和景区。在小雨和中雨情况下，由于地表土壤渗透和植被阻挡及吸收，形成的径流量较小，水蚀微弱。只有在炎热的夏季，由于山顶冰雪消融和大雨或暴雨的双重作用下，形成融雪暴雨型洪水，使得河水陡涨，水势凶猛，洪水会裹挟大量砂石，对河道及冲沟两岸造成冲刷，引发水土流失。所以北疆山区水蚀主要分布在河道及冲沟内。

（2）河 道

主要指河流在出山口后的中下游河道，洪水在汛期漫过河槽和河漫滩，河床较枯水期变得宽大。主要典型河流有塔里木河、伊犁河和额尔齐斯河。

①塔里木河。塔里木河绵延达2 179 km，流域面积19.8万km2，包括和田河、叶尔羌河、阿克苏河和开孔河四大源流及塔河干流，是新疆南疆人民的母亲河，也是中国最大内陆河。塔河上游河道长495 km，河道宽500～1 000 m，在局部河段，由于河流强烈的侧蚀作用，形成一些不对称的河曲阶地和河漫滩。塔河中游河道长398 km，河道宽50～500 m，局部河床泥沙沉积严重。塔河下游河道长428 km，河床宽50 m左右。总体呈上游宽大、下游狭窄的形状。因此塔河河道属于水蚀区。

②伊犁河。伊犁河发源于天山，其上游在我国伊犁地区境内，全长442 km，流域面积5.67万km2，是新疆第一大河流。20世纪50年代，苏联货船可通到三道河子口岸，60年代初通航停止。伊犁河在流出山口后，主河槽摆动幅度极大，河床宽度达数百至数千米，下游部分河段的河床宽度达3 800 m，属于典型的平原游荡性河流。枯水期河滩漫布，水流分叉，河道内芦苇遍布，次生林点缀，形成了风景秀丽且独特的伊犁河谷景色。汛期洪水会淹没平时裸露的河床和暴露的河漫滩，对河道及两岸形成冲刷，将芦苇和次生林浸没在水中可达数天之久。因此伊犁河河道属于水蚀区。另外，发源于北疆富蕴县的额尔齐斯河是水量仅次于伊犁河的新疆第二大河流，在20世纪50年代以前，苏联轮船汛期可通航至布尔津县。其河流特性和侵蚀性质与伊犁河完全相同。因此额尔齐斯河河道属于水蚀区。

（3）盐碱地

盐碱地是指土壤表层积聚过多盐碱成分，对农作物有害的土地，是盐地、碱地、盐化土地、碱化土地的总称。

新疆盐碱地大多位于山前冲积平原、地下水水位埋藏较浅、地下水排泄不畅、与沙漠交界的地区。新疆盐碱地分布范围广，遍布除山地和沙漠区以外的所有地区，其中南疆占2/3，北疆占1/3，面积为21.81万km2，占全国盐碱地总面积的22.01%，成为我国盐碱地面积最多、分布范围最广的地区。

本文所指盐碱地就是开垦后无法耕种而弃耕的1.534万km2的盐碱地，属于土壤盐碱化程度严重地区，地表土壤盐碱大量聚集，地面泛白只有极少的芦苇生长或者无植物生长，植被覆盖率低，即使通过水利、生物、农业、化学等改良措施，仍然无法耕作的盐碱地属于水蚀区。

2.风力侵蚀

新疆除阿尔泰山东北部中高山区、天山北坡中高山区(海拔1 500 m以上)年平均降水量＞300 mm外，全疆绝大部分地区气候干燥，年均降水量＜300 mm，植被覆盖率低，在盆地内更是如此，属于典型的风力侵蚀区。按照从山区向盆地逐渐过渡的趋势依次分为以下几部分。

（1）山区

在南疆山区，一般年均降水量＜300 mm，气候干燥，蒸发强烈，植被覆盖率不足5%，属于干旱区。高山区地形陡峭，表层岩石风化强烈。中山区地表多为第四系冰积砂卵砾石覆盖，表层结构松散，遇大风天气时极易起沙，是典型的风蚀地貌。因此，在中高山区除河道及较大的冲沟属于水蚀区外，大部分地区是风蚀区。

在北疆山区，一般在中山区年降水量400～600 mm，气候湿润，植被生长茂盛，属于水蚀区。在低山区及山口处，气候干燥，降水量为100～200 mm，植被覆盖率为5%～15%，地表多为砂卵砾石，表层结构较为松散，遇大风天气时极易起沙。因此，低山区大部分地区依然属于风蚀区。

（2）山前冲洪积扇区

新疆山前冲洪积扇沿盆地边缘分布，微向盆地中心倾斜，宽度为10～30 km，表层一般由砂砾石层组成，地表土壤干燥，结构松散，属于强透水层。地表植被一般只有少量梭梭和麻黄草等低矮植被生长，植被覆盖率为2%～10%左右。因此地表细小颗粒在达到起沙风速后极易起沙，属于风蚀区，既是新疆风蚀的沙源地，也是风蚀的剥蚀区。

（3）绿洲区

新疆绿洲一般分布在山前冲积平原河流与盆地沙漠交界处，是水资源比较丰富的地区。目前新疆共有人工绿洲和天然绿洲总面积达14.84万km2，约占新疆总面积的9.2%，却集中了新疆90%的耕地，是城市和人口主要分布地。

南疆塔里木盆地绿洲区降水量一般为35～85 mm，年蒸发量高达2 300～3 500 mm，地表土壤多为沙壤土，属于强透水层。大多数降水一般为每次不超过5 mm/12h的小雨，降水量在5～15 mm/12h的中雨较少，特别是吐鲁番地区年均降水量只有15.6 mm，年均蒸发量高达2 539.40 mm，是典型的极端干旱区。同时南疆绿洲区是多风沙地区，年平均风速2.11 m/s，年大风日数为18.04天，年均沙尘暴14.6天，年浮尘日数116.57天，且持续时间较长。

北疆准噶尔盆地绿洲区降水量一般为100～200 mm，年蒸发量1 500～3 000 mm，气候较南疆略湿润，属于典型的干旱半干旱区。大多数降水一般为每次不超过3.0～9.9 mm/12h的小到中雨，降水量在10.0～22.9 mm/12h的大雨较少(大到暴雨23.0～49.9 mm/12 h多集中在山区)。

这些降雨大部分被干燥的地表土壤吸收及蒸发，剩余降雨量不足以在地表形成地表径流，不能对地表形成水蚀。同时新疆绿洲为灌溉农业，也是从事生产和活动的主要聚集地。现在灌区内水利设施完善，灌溉渠系配套。河水在通过各级渠道流到农田后，可以得到有效控制，使得灌区耕地得到充分灌溉和利用。农业灌溉用水主要通过地面下渗和作物蒸腾作用垂直排泄，不会产生地面径流。因此绿洲灌区属于风蚀区。

（4）盆地中心区(沙漠区)

塔里木盆地中心的塔克拉玛干沙漠是我国第一大沙漠。准噶尔盆地中心的古尔班通古特荒漠是我国第二大沙漠，两大盆地中心均为沙漠区。沙漠腹地气候干燥，降水稀少，年均降水量不足50 mm，蒸发量高达2 500～3 500 mm。沙漠中全年有1/3是风沙日，大风风速可达30 m/s。沙尘暴经常发生，浮尘天气已是当地常态，风沙活动十分频繁和强烈，古尔班通古特沙漠中沙丘为固定半固定状态，有少量植被覆盖。塔克拉玛干沙漠中沙丘绵延起伏，呈流动状，沙丘高度一般为100～200 m，无植被覆盖，属于极端干旱区，是典型的风蚀区，也是风蚀的堆积区。

3.冻融侵蚀

新疆三大山系山体高大陡峻，气温变化较大。随着海拔高度上升，气温则逐渐降低。山顶有终年不化的冰川，冰川主要分布于天山中部和西部山区、喀喇昆仑山区和昆仑山区海拔3 500 m以上的中高山区，冰川面积约0.026 km2。

中高山区昼夜温差大，气候寒冷，只有少量凤毛菊、高山毛莨和地衣苔藓等高寒植被生长。在短暂的夏季(6—9月)，冰雪消融，滋润大地，地表破土解冻，大地复苏，植物焕发生机。此时表土松软，雪水渗入地下，土壤表层泥沙在雪水作用下顺着地势沿着裂隙顺势而下，发生土壤侵蚀。短暂的夏季过后，山区又进入漫长的冬季，大雪覆盖地表，表层地表开始土壤封冻。这样日复一日，年复一年，冬夏轮回，冻融交替，构成了中高山区的冻融侵蚀区，面积约2.4万km2。而海拔高程在3 500 m以下的中低山区积雪，一般在4月、5月即可全部消融。因此冻融侵蚀一般多发生在海拔高程3 500 m以上的中高山区。

五、结 语

新疆属于典型的干旱半干旱地区，在气候上与陕西北部、甘肃河西走廊、青海、宁夏、内蒙古等省（自治区）极其相似，土壤侵蚀都具有共性，因此在土壤侵蚀类型划分上也具有相似之处。本文以新疆地区为例，与各地同仁共同探讨干旱半干旱区土壤侵蚀类型划分的技术问题，主要目的在于帮助大家提高对干旱半干旱区土壤侵蚀特点的认识水平，解决土壤侵蚀划分问题，特别是绿洲区的土壤侵蚀类型如何划分和定性的问题，为今后水土保持普查、水土保持公告、水土保持方案编制、水土保持监测、水土保持设施评估验收等提供技术依据，为水土保持行政决策提供技术支撑。

[1]新疆通志·水利志编纂委员会.新疆通志[M].乌鲁木齐：新疆人民教育出版社，1998.

[2]邓铭江，王世江，董新光，等.新疆水资源及可持续利用[M].北京：中国水利水电出版社，2005.

[3]土壤侵蚀分类分级标准(SL 190—2007)[S].2008.

[4]姜世中.气象学与气候学[M].北京：科学出版社，2010.