黄土高原地区水土流失问题

李洪清（天津市华淼给排水研究设计院有限公司，天津300190）

黄土高原地区水土流失问题

李洪清
（天津市华淼给排水研究设计院有限公司，天津300190）

对我国黄土高原地区的水土流失问题进行讨论。以此地区的自然环境与社会经济特征为基础，分析水土流失的成因，总结其现状及产生的危害，并对黄土高原地区水土流失问题的演变进行预测。

水土流失；黄土高原；自然因素；人为因素；危害；趋势

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.142

1 引言

黄河是中华民族的母亲河，位于黄河中上游地区的黄土高原是中华民族的发祥地。西北黄土区地处我国干旱半干旱区域，以农牧业发展为主，同时也是我国重要的能源与化工基地。该地区水土流失问题十分严峻，制约着黄土高原地区、黄河流域乃至整个国家的环境生态安全和经济社会的可持续发展。

2 自然环境与社会经济特征

2.1 自然环境条件

2.1.1 黄土

黄土是指以原生堆积未经次生扰动的、无层理的、用于黄色粉沙质、富含碳酸盐并有大孔隙和垂直劈理的土状沉积物，以及经过次生搬运、具有层理和沙砾石层的黄色粉土状沉积物被称之为黄土状土层。黄土在世界上分布广泛，从全球看，黄土分布区主要位于中纬度干燥和半干燥的大陆性气候环境范围内，即现代的温带森林、森林草原、草原及部分半荒漠地区[1]。在欧亚大陆上，从大西洋东岸到太平洋西岸成断续带状地分布。而我国境内的黄土，除长江流域的零星分布外，大都分在昆仑山、秦岭和大别山以北。根据黄土沉积的特点可分为西北内陆盆地区、中部黄河中游黄土高原区、东部山前丘陵及平原区3大分布区。

2.1.2 地形地貌

黄土高原横跨我国3大高程阶梯的2个阶梯，从西向东逐级下降。从日月山到刘家峡，为第一高程阶梯的东缘，属青藏高原的一部分，一般海拔为2300～3000m，其间有积石山、大阪山、冷龙岭等高山。黄河干流湟水、大通河形成的谷地与山体相同分布，使该区主要以高山峡谷、川峡相间为主要地貌特征。地貌类型主要为剥蚀侵蚀地貌，黄土堆积地貌不甚明显。

2.1.3 气候

黄土高原属大陆性季风气候区，夏季深受来自海洋的暖湿气流的影响，而冬季则常为来自西北内陆的干冷气流作用，从而形成了整个地区夏秋温暖多雨，冬春寒冷干旱的气候特征。

2.1.4 植被

黄土高原植被的空间分布具有地带性特征。黄土高原由于人口剧增、农业生产的发展和战争的破坏，原生植被已完全不存在，随之而来的替代植被是后来恢复的次生植被以及解放以来种植的人工植被。由于植被遭到严重破坏，诱发了严重的水土流失和土壤旱化等生态问题。黄土高原地处森林带向干草原、荒漠草原过渡的过渡带，环境因素变化剧烈，波动性大，加上千沟万壑的小地形，使水热条件进行再分配，形成了多种多样的小生境，增加了对植被生存条件认识的难度，黄土高原的植被地带性划分成了具有争议的问题。

2.1.5 土壤

黄土高原地区是一个非常特殊的自然地理区域，横跨温带干旱、半干旱气候带和暖温带半干旱、半湿润气候带。地形也较为复杂，气候变化不稳定，植被类型较多，土壤母质多变；加之农业历史悠久，受自然因素和人为活动的双重影响，形成丰富多彩的土壤类型。特别是人为活动对土壤的形成与演变的影响，无论是积极的还是消极的作用，均显得十分深刻。一方面人工培育了适合农业发展的肥沃土壤——淤土和灌淤土；另一方面，由于土地利用不合理，土壤侵蚀和水土流失问题加剧，草原严重退化，形成大面积的初育土——黄绵土、风沙土、粗骨土等。黄土高原土壤的形成过程主要是腐殖质的累积过程与钙积化过程。随着气候由东南向西北渐趋干旱，土壤有机质的产生积累也减弱，从3%～4%减少到0.6%，腐殖质层的厚度由50～60cm减至10～20cm。胡敏酸与富非酸之比从1.2～1.5降至1以下。钙的淋溶渐次变小，钙积层层位升高，淀积愈集中，碳酸钙含量由0.1%增至30%以上。此外，还有森林成土过程——黏化过程和人为土娄化过程与灌淤化过程以及盐渍化、草甸化和沼泽化过程等[2，3]。

2.2 社会经济特征

黄土高原总土地面积64.19万km2，人均土地7200m2，占全国国土面积的6.69%，大部分为山区和丘陵。黄土高原地区是世界上水土流失最为严重的地区之一，据统计，整个区域水土流失面积达34万km2，其中土壤侵蚀强度大于1000t/km2的土地面积约为29万km2，大于5000t/km2的约为16.6万km2。黄土高原地区严重的水土流失问题，导致土地贫瘠，土壤肥力下降，对农业生产造成不利影响；同时沟壑面积扩大以及耕地资源的减少，对农田的基本建设和农业生产的可持续发展带来不利影响。除了严重的水土流失问题，该区长城以北地区荒漠化问题也相当严峻，危害着农林牧业的发展和道路、工矿建设。

3 水土流失成因

3.1 自然因素

地貌形态是流域降雨侵蚀产沙过程的重要下垫面的影响因素之一。地貌形态受降雨、人类自然活动和地质构造运动等因素的影响，通过水沙运移、能量消耗等方式实现其形态的不断演变，最终形成地形破碎、沟壑纵横的侵蚀地貌景观；而不断演变的侵蚀地貌形态又对流域侵蚀产沙产生一定的制约作用，使其在强度、方式、速率等方面发生不同程度的响应[4]。黄土高原的多数地区海拔高度为1000～2000m，相对高差为100～300m，地势由西北向东南缓缓倾斜，这种格局决定了黄河及其主要支流的流向，使汾渭谷地成为地方侵蚀基准。黄土地貌的最大特点是地面崎岖起伏，千沟万壑，支离破碎，地貌的演变过程强烈。

黄土高原地区属于季风气候区，该区气候受环流形势控制和地形因子影响，冬季受蒙古高压控制，气候干燥寒冷；夏季受东南季风影响，气候温暖湿润。在黄土高原地区，降雨是土壤侵蚀过程中起主导作用的一个气候因素。

3.2 人为因素

长期以来，黄土高原地区的人为破坏方式主要有3种：陡坡耕垦、滥砍滥伐、乱挖乱堆乱放。这些人为活动导致植被破坏严重，土体结构和原有的地貌形态也受到严重破坏。在历史时期和本世纪的前期和中期，前2种破坏方式是主要的，第3种方式处于无足轻重地位。近期由于农村人口迅速增加，农业生产的基本条件未得到显著改善，加之现代科学技术成果没有有效地应用和推广，人民生活贫困，人们的环境意识提高不多，法制不健全和群众的法制观念淡薄，因此，陡坡耕垦和“四滥”仍在不断进行（有些地区近几年已停止开荒）。

4 水土流失现状与演变趋势

黄土高原地区地形支离破碎、土壤抗蚀能力较差、植被稀少，水土流失问题十分严重，使黄河成为世界上著名的多泥沙河流。《汉书·沟洫志》对黄河水沙有“河水重浊，号为一石水而六斗泥”的记载。黄河年均输沙量为16.4亿t，平均含沙量37.4kg/m3，最大含沙量为666 kg/m3。在世界上年均输沙量超过1.0亿t的大河中，黄河的年均输沙量和平均含沙量均位世界居首位。由于黄河的含沙量异常的高，使Ludwig在建立世界范围河流输沙模型时被舍去[5]。

1986—2000年，黄土高原土壤侵蚀面积增加了0.53× 104km2，主要是轻度、中度侵蚀面积增加，微度、强度、极强和剧烈侵蚀减少。2000—2002年，水力侵蚀面积变化主要是微度侵蚀面积减少了0.39×104km2，轻度侵蚀面积增加了0.62× 104km2，剧烈侵蚀面积增加了0.13×104km2。其中，土的渗透性和崩解性是判断其抗蚀能力的重要指标。黄土中0.5～0.05 mm颗粒的含量越高，其渗透率越大，黄土高原大部分地区的稳渗率在0.5～1.5 mm/min之间，有利于减小径流冲刷。但是，由于黄土崩解性很强，加上其他不利条件（地貌、植被等）突出，侵蚀仍然十分强烈。据唐克丽等人将4cm×4cm×4cm原状土置于静水中观测时，砂黄土崩解为散粒所需时间为0.5～1.0min，绵黄土为1～2min，黏黄土为1.5～3.0 min，相差约3倍[6]。

人类社会的出现，首先是利用自然资源来维持生存，从砍伐森林、狩猎、游牧，一直发展到刀耕火种、烧山开荒、开垦陡坡，严重破坏了自然生态平衡，威胁到了人类的生存。

5 水土流失危害

1）黄土高原地区严重的水土流失问题导致该地区地形破碎、耕地草原退化，加剧了荒漠化的发展趋势和其他灾害的发生；

2）黄河下游河道沉积的大量泥沙，使河床不断抬高，成为地上悬河，加剧了洪水灾害的发生，威胁着人身安全和财产安全；

3）大量的泥沙使水体变黄，水环境受到污染，还会淤塞水库和渠道，使水资源利用变得困难；

4）为了减轻下游河道泥沙淤积，必须保证一定的水量输沙入海，这就加剧了水资源的供需矛盾。长期严重的水土流失问题恶化了生态环境，给该地区及相邻地区的经济发展和人民群众的生产、生活带来了严重影响，造成了黄土高原地区的贫困，制约了该地区经济社会的可持续发展。

6 结语

现代全球系统与人类活动有着不可分割的联系，生态环境的变化一方面受自然因素的影响，另一方面，人类活动也会对环境变化产生较大影响，特别是随着人口和社会经济的发展，人类影响环境变化的能力越来越强。目前，土壤侵蚀发展已成为世界性的重大环境问题，在农垦历史悠久的中国，该问题更为突出，尤其在自古多沙的黄河，因土壤侵蚀的发展，治黄的对策愈加复杂而尖锐。黄土高原地区水土流失问题需作为一个长久达成的目标，相关的对策也需要不断地发展和完善。

【1】蔡强国，袁再健，程琴娟，等.分布式侵蚀产沙模型研究进展[J].地理科学进展，2006,25(3):48-54

【2】程积民，万惠娥.中国黄土高原植被建设与水土保持[M].北京：中国林业出版社，2002.

【3】王万忠，焦菊英.黄土高原水土保持减水减沙效益预测[M].郑州：黄河水利出版社，2002.

【4】姚文艺，汤立群.水力侵蚀产沙过程及模拟[M].郑州：黄河水利出版社，2001.

【5】汪岗，范昭.黄河水沙变化研究（第一卷，下）[M].郑州：黄河水利出版社，2002.

【6】王守春.黄土高原古代植被的地域分布及其变迁[A].左大康.黄河流域环境演变与水沙运行规律研究文集（第三集）[C].北京:地质出版社，1992.

【7】陈可畏.论先秦至西汉时期黄土高原的生产状况与黄河河患[A].左大康.黄河流域环境演变与水沙运行规律研究文集（第三集）[C].北京:地质出版社，1992.

Problems of Soil and Water Loss in the Loess Plateau Region

LI Hong-qing
(Tianjin Hua Miao Research&Design Institute of Water and Waste Water Co.Ltd.,Tianjin 300190,China)

This paper discusses the soil and water loss in loess plateau area. Based on the natural environment and social economic in loessplateau, paper analyses the reason of soil and water loss, summarizes the current situation and damage ,then forecasts the development of soil andwater loss in loess platesu.

soil and water loss;loess plateau;natural factors;human factors;harm;trend

S157.1

A

1007-9467（2016）12-0097-03

2016-10-28

李洪清（1976～），男，天津人，高级工程师，从事水利工程及环境工程设计研究。