辽西北低山丘陵区水土流失特点及主要影响因素分析

王辅强

(辽宁省水土保持局，辽宁 沈阳 110003)

辽西北低山丘陵区水土流失特点及主要影响因素分析

王辅强

(辽宁省水土保持局，辽宁 沈阳 110003)

低山丘陵区；水土流失特点；影响因素；辽西北

辽西北低山丘陵区受气候(大风、季节性干湿交替)、地形(沟壑纵横、侵蚀面高陡)、人为扰动(农忙时节与风季、旱季重叠)等因素影响，其水土流失具有径流侵蚀力强、接力式侵蚀、季节性裸地侵蚀、乱采滥垦“后遗症”严重等特点。采用的水土流失综合防治对策是在传统技术体系的基础上，根据流失特点、主要影响因素，不断寻求新的技术突破，追求水土保持衍生效益，通过产业引导、科技创新把水土保持工程建设转变为新的经济增长点。

辽西北地区包括阜新、锦州、葫芦岛、朝阳、铁岭五市，土地总面积占全省的1/3左右。受特殊的气候、地形地貌及人为因素影响，该区水土流失严重，其水土流失形式主要有风蚀、水蚀两种。全省第四次土壤侵蚀遥感普查数据显示，该区水土流失面积达210.4万hm2，占全省水土流失总面积的49.7%，占该区土地总面积的41.9%。水土流失不仅导致生态环境退化，而且严重制约着当地经济和社会的发展。

1 水土流失特点

1.1 侵蚀面高陡，径流侵蚀力强

植被对水土流失具有很强的抑制作用，主要表现在地上部分截留、滞缓降水，分散径流，地下部分改善土壤理化性质，并随土壤进行机械网络[1]。辽西北地区因曾经的不合理垦殖、过牧、乱采滥伐，导致植被退化严重，成为辽宁省生态环境最为脆弱的地区。全省第四次遥感资料显示，辽西北地区植被状况是以中低植被盖度为主，纯林纯草地面积约占全区总面积的38%。

相关研究表明，坡面侵蚀量随坡度的增大而增加。坡度愈大，径流量与冲刷量均随之加大，土壤中养分流失量愈多，有机质的流失也愈多[2]。辽西北地区除铁岭相对较平缓外，其他四市地处蒙古高原、冀北山地和辽西丘陵山区三大地貌单元的交错地带，全区由努鲁儿虎山、松岭山和医巫闾山三条平行的北东西南向构造山脉组成，海拔200～1 160 m，主要地貌为低山丘陵，丘陵顶部土层薄、岩石外露，高陡的长边坡极有利于径流的汇聚与提速，进而增加径流侵蚀动力，引发坡面水土流失。

1.2 沟壑纵横，伴有动态扩张

沟壑既是水土流失的通道也是泥沙的源地，辽西北地区沟壑分布密集，除铁岭外(铁岭0.30～1.00 km/km2)，其他四市沟壑密度介于1.20～4.20 km/km2之间。辽西北沟壑形态特征多表现为：沟道长、分支多；沟口宽、沟底窄；切入深，沟坡层面复杂(沟岸斜坡有土质结构、土-风化岩石结构、土壤-风化岩-硬基岩复合结构)。辽西北沟壑侵蚀特征为：岸坡植被盖度低，受到降水、自重的作用，沟道加宽的趋势明显；与此同时，沟壑作为泥沙的通道，其基底受径流裹挟泥沙的摩擦切割，沟深不断增加。沟道侵蚀对下游河道、水体造成较大影响，自身又呈动态扩张之势。据统计，1993—2014年辽西北地区以谷坊为主的治沟骨干工程共拦蓄泥沙1.8亿t，可见沟道侵蚀之严重。

1.3 接力式流失导致山丘顶部、脊部土层薄，沟谷、坡脚土方淤积

在低山丘陵区，由于山顶、脊部缺乏植被保护，因此侵蚀严重，以致土层变薄甚至基岩外露。受径流、风力的搬运作用，流失的土壤沉积在沟谷、坡脚。由于植被均有向水、向肥性，因此山间沟谷植被发育良好，而坡脚处的淤积土壤则被人们开垦为耕地，直接用于农业生产。一旦沟谷的植被受损，或是坡脚处耕作、开发等方式不当，便会加重沟谷、坡脚的水土流失，致使原淤积土形成冲沟并逐渐扩张，并沿主沟道向更远端流失。

对辽西北地区一些典型山地顶部及脊部、山间沟谷、坡脚的土壤厚度调查发现，人为扰动及特殊地质构造除外，调查区域内土层厚度为坡脚>沟谷>山顶及脊部，其中：坡脚土层厚度50 cm以上；沟谷20～50 cm，个别地段能达到1 m；山顶及脊部20 cm以下，有的区域甚至基岩外露。因此，辽西北地区低山丘陵区农、林产业模式沿坡面由下至上为粮油作物→果树→林木。

1.4 以耕地为代表的季节性裸地风蚀、水蚀交替出现

辽西北地区水土流失受季节更替变化明显，这与降水的年内分配关系密切，全年80%的降水集中在7—9月，春季偏干旱致使地表植被发育不良，尤其近几年春旱明显，自3月份开始，月降水量均低于20 mm，平均降水量比多年均值减少了近80%，无有效降水日数逾60天。而此时，正是农民备耕最为繁忙的时节，整地、松土、耕种等农事活动频繁，土壤松散加上缺墒很容易发生风蚀。

随着雨季的来临植被逐渐自我修复，但需要一定的时间，尤其是草本植物，由于前期降水少，种子的发芽和老根的萌发都会受到较大影响，由此就导致了雨季水蚀的频繁发生。此时，由于强风天气较少，荒山、荒坡、耕地、园地等均有植被覆盖，加之降水集中、地表湿度较大，因此风蚀少、水蚀多。

随着雨季渐远，地表植被或耕地、园地中植物逐渐枯萎或是被收割，地表大面积裸露，表层土壤湿度降低。季节性裸地又进入一个新的水土流失期——秋季。此时收割、灭茬等农事活动频繁，使地表土体松散而干燥。而此时也进入一年中又一个强风季节，大风从11月份持续到来年的5月份，风蚀发生十分频繁。

此外，开发建设项目的施工也在一定程度上受季节变化影响，进而使水土流失也呈明显的风蚀、水蚀交替出现。一般来讲，3—5、10—11月末温度适宜，降水少，非常适合施工，所以大部分工程选在此时段抢工期。由于追求施工进度，往往忽视了施工管理，弃渣、开挖面等很难得到较好的防护，因此诱发的风蚀加重。夏季天气炎热，降水多而集中，道路、施工场地泥泞，工程将全部或部分步入夏歇期，而此时多数堆渣、开挖面的防护，以及防排水设施还没有完全得以实施，这就导致了雨季水蚀的频繁发生。

1.5 乱采滥垦“后遗症”严重

由于降水年内分配不均，且耕地以坡地为主，因此土地生产力低下。当地农民因缺乏正确的产业引导，多以扩大耕地面积追求效益增长，相当长的一段时期内，农民为了增加收入开垦草地、疏林地，使原本有林草覆被的区域变成季节性裸地。结果可想而知，耕种面积虽然增加，但水肥流失却逐年加重，单位面积土地生产力明显降低。

此外，个体业主无序开挖矿产，造成无主小型矿业废弃地星罗棋布。矿石枯竭后，这些废弃土地基本无人管理，无人恢复原地貌植被。多年研究表明，矿山排渣场土壤侵蚀模数(E)与降雨侵蚀力(R)、渣体坡度(θ)、渣体容重(d)关系密切，其关系式为：E=aR+bθ-cd-e(其中a、b、c、e为常数)，由此推算出这些矿业迹地的年水土流失量达数万吨，可见其水土流失的严重性。

2 水土流失主要影响因素

2.1 气 候

2.1.1 季节性集中降水和干旱

该区季节性干旱比较明显。1951—2010年降水资料显示，全年降水集中在7—9月，此期间降水量约占全年总降水量的60%以上，其他各月降水量总和则低于全年的40%。而且受强对流天气影响，夏季会出现短时强降水、雷雨大风、冰雹等灾害性天气。

春季气温较高、风多、蒸发量大，致使土壤大量失墒而干旱，尤其是近几年春旱现象越来越明显，从而使越冬植物及种子生长发育不良甚至是死亡。定位监测发现，5月份地表植被盖度仅为25%～33%，6月份增至34%～41%，而7月下旬植被盖度才达到47%以上。因此，辽西北地区地表植被是在汛期后逐步发育完善的，由此导致了汛期中前期地表裸露，水土流失多发。

2.1.2 风季、旱季和农忙时节重叠

辽西北地区风速大且受季节变化影响明显。每年的春、秋是辽西北地区的风季，一般3—6月份风速较大，10—12月份次之，一年中风速最小的时期出现在7—9月。

辽西北地区光照充足，年日照时数 2 500～2 900 h，蒸发量较大，年均蒸发量在 1 600 mm以上。一年中4—6 月蒸发量最大，约占年蒸发量的 25%～39%，而此时也正是一年之中降水量最少的季节，农田土壤缺墒。

每年4月份为耕种准备期，整地、起垄等农事活动十分频繁，对耕地的扰动使耕层的土体松散，这样虽然有利于耕种，但是也为水土流失埋下了隐患。对有关径流小区的观测分析结果表明，从整地到出苗这段时间，5°以下比较平缓的耕地，土壤侵蚀模数最高可达700 t/(km2·a)，5°～10°坡耕地土壤侵蚀模数最高可达1 800 t/(km2·a)。

综上所述，季节性强风、农事活动等对土壤扰动强烈，加之降水量小、蒸发量大使表层土壤严重缺墒，这些都是造成土壤风蚀的主要先决条件。

2.2 地形地貌

辽西北地区海拔高、坡面陡，受自然力影响，以分水岭为界限的坡面沟谷发育明显，坡面沟谷连接坡脚侵蚀沟，侵蚀沟与下方主干沟道相连，而一些主干沟道又与河道相连通，这样的陡坡、沟道分布模式利于侵蚀土壤向外输送，对河道的危害更为严重。

2.3 人为活动

人类活动对水土流失的影响也比较大，城建、工矿业生产、农事活动等无时不在扰动、破坏地表植被及表层土壤。辽西北地区1993、2014年土地利用情况见表1。

表1 辽西北地区1993、2014年土地利用情况 hm2

注：表中耕地指所有用于耕作的土地，含坡耕地等低生产力土地。

从表1可以看出，1993—2014年耕地面积减少超过45万 hm2，减少的这部分耕地除了退耕还林还草外，其余全部用于各种建设。因此，城乡、工矿、居民用地增加超过了14万hm2。地类面积的变化，表明土地用途在变更，而这种变更往往伴随着建设活动，进而伴随着水土流失的发生。在这些建设活动中，矿业开发对土壤的扰动破坏最为严重，据辽宁省第四次遥感普查资料，辽西北极强烈以上水土流失面积49 426.67 hm2，其中因矿业开采造成的达34 597.73 hm2，占70%[3]。

3 结 语

受特殊气候及地形、地貌的影响，加之曾经的不合理开发，辽西北地区的城建、工业、农业发展较辽宁省其他地市相对滞后。农业基础设施条件差，旱灾频繁发生，农业人口多，是限制该区农业发展的主要因素。近年来，国家不断出台政策扶持辽西北地区经济发展，这种政策的引领势必会加快工业开发、农业基础设施建设速度，而开发与建设过程中难免会扰动、破坏原有地表及植被进而引发水土流失。因此，当地的水土流失可能在较长一段时期内还会持续下去。这就要求各级水保部门、科研院所用新的水土保持技术与理念为当地的振兴与发展保驾护航。

传统的水土保持措施的潜能需要进一步挖掘，过往的水土保持理念已跟不上时代的发展，迫切需要根据辽西北地区的水土流失特点、主要影响因素，研发出新的技术，并以此来减轻水土流失危害。同时，各级政府相关职能部门、民众对水土保持的期望也不能仅满足于蓄水保土，更应追求其他衍生效益的开发，通过产业引导、科技创新把水土保持工程建设转变为新的经济增长点。

[1] 戴全厚，喻理飞，薛萐，等.植被控制水土流失机理及功能研究[J].水土保持研究,2008,15(2):32-35.

[2] 王瑄，郭月峰，高云彪，等.坡度、坡长变化与水土流失量之相关性分析[J].中国农学通报,2007,9(23):611-614.

[3] 任丽华，邹桂霞，李凤鸣 .辽西半干旱区矿业废弃地复垦与生态重建关键技术[J].农村经济与科技,2012,23(12):22-24.

(责任编辑 张培虎)

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1000-0941(2017)09-0064-03

王辅强(1980—)，男，辽宁东港市人，高级工程师，硕士，主要从事水土保持计划管理工作。

2017-08-03