黄土高原地区土壤侵蚀的成因、现状及整治对策

刘 元

（陕西省自然资源信息中心，陕西西安 710000）

土壤侵蚀是土地退化的主要原因，同时还是引起土壤生态退化的重要原因。研究表明，土壤侵蚀已经对全球人类生存和社会发展带来了严重的危害［1-2］。土壤侵蚀作为重大环境问题之一，不仅威胁粮食生产安全，还对人类健康造成了威胁。土壤侵蚀问题事关国计民生，已经成为国际土壤学、环境科学等研究领域关注的焦点。

1 黄土高原的地质环境

黄土高原是中国的四大高原之一，主要位于黄河中游，平均海拔约2 000 m。广义上的黄土高原主要是指黄土区，包括原生黄土和次生黄土，面积分别为38.1 万平方千米和25.4 万平方千米，遍及省份有山西省、陕西省、甘肃省、宁夏回族自治区及内蒙古自治区，同时也包括河套平原［3-4］。狭义上的黄土高原面积约30 万平方千米，范围向西到达乌鞘岭，东至太行山，南至秦岭，北到长城［5］。黄土高原地区是典型的丘陵沟壑地貌，地形破碎度高，年均降水量少，夏秋季节多暴雨，降水较为集中，且黄土高原土质疏松，是该地区土壤侵蚀的先决条件。黄土高原的土壤侵蚀是多种原因综合作用的结果，该地区的生态环境与生态系统均十分脆弱。

自1949 年以来，针对土壤侵蚀，我国持续开展了观测、监测、调查及评估等科学研究工作。目前，通过科学手段建立的水土保持设施每年可实现土壤保持15亿吨，增加蓄水能力250 多亿立方米，使得粮食增产180 亿千克，累计治理的面积超过100 万平方千米［6］。1998 年以来，随着退耕还林（还草）政策的实施，黄土高原植被面积显著增加。目前，我国在土壤侵蚀治理方面的研究工作已经取得显著成效，虽然局部地区土壤侵蚀仍然严重，但土壤侵蚀防治一直是生态文明建设的重要内容之一，黄土高原地区作为土壤侵蚀的典型区，是我国水土保持和生态恢复建设的重点地区［7］。

2 土壤侵蚀的机理过程

目前，对土壤侵蚀的研究主要集中于土壤侵蚀模型、土壤侵蚀成因及其综合治理措施等。关于土壤侵蚀模型，我国已有不少研究，主要是针对黄土高原典型区的土壤侵蚀模型［8］。研究表明，根据黄土高原丘陵沟壑区的复杂地貌特征及垂直结构的分布特点，在流域尺度上的土壤侵蚀模型可以分为坡面模型、沟坡系统模型和沟道模型。

从尺度上看，国内外相关研究也逐渐从坡面小尺度过度到区域尺度上的宏观布局（坡面—小流域—流域综合治理—区域可持续宏观布局）。水土保持措施的实施，应考虑生态建设和生态效益的可持续性。植被恢复要紧密结合当地的土壤水分条件，以达到合理优化植被结构的效果。相关研究表明，盲目恢复植被会产生“土壤干层”和“小老树”等现象，因此植被的合理配置和生态系统的自然修复至关重要。同时，也要注意生态经济的发展，在调整植被的基础上增加粮食产量，带动区域经济发展，加强资源的高效合理利用，从而实现生态经济持续向好。

2.1 自然因素

黄土高原地区的土壤侵蚀涉及的外力主要有水力、风力及重力。水力侵蚀主要是地表土受到暴雨及地表径流冲刷，带走地表松散的土壤；风力侵蚀是风沙对裸露地表或者植被覆盖稀疏的地表的刮蚀作用，地表土壤被风力带走，位置发生移动；重力侵蚀主要是松散土体塌落造成的。黄土高原的水土流失主要是由流水侵蚀造成的，水力侵蚀是最主要的侵蚀类型。降雨和径流是流水侵蚀的主要原因，强降雨是土壤侵蚀量的决定因素。一般情况下，降雨总量、降雨强度及雨滴的大小与质量都与土壤侵蚀量呈明显的正相关关系。

土壤本身的属性是决定其侵蚀程度的决定性因素。土壤的透水性及抗侵蚀性都会对侵蚀程度产生很大的影响。例如，土质疏松的土壤具有一定的吸水性，容易形成相对坚实的组织结构，但这一类土壤自身条件脆弱，容易受到重力侵蚀或风力侵蚀的影响。透水性较低的土壤易产生大径流，造成径流的冲刷侵蚀。

地形因素也是土壤侵蚀发生的先决条件，地形因素包括坡度和坡长。坡度越大，受重力影响，流速也就越大，对地表冲刷力就越强，最终导致土壤的侵蚀量增加；而较长的坡对雨水的汇集作用更强，大量的流水会造成侵蚀加剧。此外，坡的形态特征，例如直线型坡、凸形坡、凹形坡及阶梯形态的坡也会因水动力学作用产生不同程度的侵蚀影响。

合理的植被覆盖可以有效地防治土壤侵蚀，对降雨产生截流作用，改变地表径流及水文过程。但是，盲目种植植物亦不可取，植物的蒸腾作用会消耗水分，植物根系过长会抽取地下水，不利于黄河流域长期的生态恢复与建设。

2.2 人为因素

人为因素是指加速地表土移动和破坏的不合理的生产实践活动。例如，毁林开荒、陡坡开荒及过度放牧，其本质是破坏地表植被，耕作时翻动土壤使得土壤变得疏松，降低土壤的强度与抗蚀性。破坏植被会使地表直接受到侵蚀，不利于恢复局地的生态环境，导致生态系统变得脆弱；在具有一定坡度的地方开垦种植，被翻松的土壤抗蚀性会降低，在暴雨期流水侵蚀的作用下会连带作物一起发生位移。此外，过度放牧及不合理的耕作方式也会改变土壤的团粒结构，继而改变土壤本身的属性，降低土壤的抗蚀能力。工程上的矿渣等杂质也会加剧水流对土体的侵蚀，并对生态环境带来严重危害。

2.3 土壤侵蚀带来的危害

土壤侵蚀的危害不容忽视，尤其在黄土高原地区，土壤侵蚀带来的大量淤积泥沙，不仅会通过加速暴雨径流加剧洪涝灾害，还会影响河道的泄洪和航运能力，阻碍交通，黄河泥沙淤积造成的“地上悬河”无疑增加了防洪的难度。土壤侵蚀会造成土壤肥力下降，降低植被生产力及粮食产量。因此，土壤侵蚀及水土流失严重，会加剧地区的经济贫困程度，形成恶性循环。水土流失还会加剧地区的非点源污染情况，水流里的固体、液体物质会携带一些杂质，如重金属元素、农药等。这些会随着径流逐渐转移到农田、河流等，从而给粮食生产和人类生活造成危害，且面源污染面积较大，有害的污染物会随着食物链不断富集。土壤侵蚀带来的问题十分严重，包括土地资源的破坏、农业生态环境的恶化与生态环境失调，严重制约生态与经济的发展，事关国计民生，因此加快土壤侵蚀区的长效治理迫在眉睫。

3 整治对策

3.1 重视土壤侵蚀类型与机理研究

土壤侵蚀与水土流失理论研究成果较多，形成了完整的土壤侵蚀研究学科体系，但是对土壤侵蚀类型和机理的研究相对较少。土壤侵蚀受土壤自身性质、外部自然环境条件及人类活动的综合影响，其过程十分复杂。我国国土面积辽阔，南北方、东西方自然差异大，且地域文化与人类活动的方式也具有一定的差异，不同地区的土壤侵蚀过程和特征都不尽相同，在水土保持综合治理过程中要结合当地特色，因地制宜。土壤侵蚀类型与机理的研究是有效治理土壤侵蚀的关键。

针对典型区域，例如黄土高原地区、长江中上游、喀斯特岩溶地貌等地区，相关学者对其涉及的土壤侵蚀问题进行了大量研究，但在侵蚀过程、侵蚀机制、泥沙运移规律、土壤漏失途径及比例等核心问题上仍需加强。

3.2 加强综合效益和预防修复研究

在水土流失防治的研究中要充分考虑生态、经济和社会的综合效益。预防修复基于所在区域经济因素、社会效益和生态效益，侧重于综合各类措施对土壤侵蚀进行调节和控制。有关土壤侵蚀的预防与修复工作要紧紧围绕生态系统的综合效益，采用多种技术进行综合治理，以生态平衡为中心，逐步促进生态实现可持续发展。

3.3 加大“3S”技术在土壤侵蚀防治中的应用

土壤侵蚀区的治理要因地制宜，不能采取“一刀切”的处理方式。相关部门要加强不同地区、不同流域土壤侵蚀治理方式与治理模式的推广。先进的科学技术要应用到土壤侵蚀的治理中，例如利用3S 技术等手段易于进行宏观上的大尺度空间研究，可以为水土流失与荒漠化治理提供有力的科学支撑；可以利用无人机技术考察水土流失情况，为今后在黄河流域进行科学研究提供理论依据，实现长效的生态保护。

3.4 加快土壤侵蚀防治产业化发展

产业化发展是土壤侵蚀防治的必经之路。任何治理土壤侵蚀的措施如果不能有利于产业化，土壤侵蚀防治就无从谈起。治理土壤侵蚀要以市场为导向，打破“土走粮尽”的怪圈，根据该区域的土地收益分配资金。这种模式在国外已有发展，但在国内还没有得到广泛应用。

从经济全球化角度进行分析，土壤侵蚀严重的区域要想从贫困到达小康再到富裕，就要在土壤侵蚀治理防护阶段对土壤侵蚀严重区域或者贫瘠土地区域进行投资，形成产业规模，发展“一区一品”，形成土壤侵蚀防治产业。

4 结语

土壤侵蚀是全球范围内广泛关注的农业生态环境问题。土壤侵蚀会导致土地退化、土壤肥力下降，使农业种植的基础条件变得薄弱，在造成河流淤积、水质污染等环境问题的同时，也严重制约社会经济的可持续发展。整治土壤侵蚀要结合当地特色，因地制宜，综合利用农业、生物及工程等措施，实现生态效益、社会效益和经济效益的统一。深入研究土壤侵蚀的时空动态分异规律，对水土保持措施的优化和实施具有至关重要的作用，对于促进黄河流域的长远发展具有深远的意义。