水土流失

水土流失

水土流失是指人類對土地的利用,特別是對水土資源不合理的開發和經營,使土壤的覆蓋物遭受破壞,裸露的土壤受水力沖蝕,流失量大于母質層育化成土壤的量,土壤流失由表土流失、心土流失而至母質流失,終使岩石暴露。(《中國大百科全書·環境科學》)水土流失可分為水力侵蝕重力侵蝕風力侵蝕三種類型。

  • 中文名稱
    水土流失
  • 外文名稱
    water and soil loss
  • 學科類型
    地理學
  • 常見類型
    水力侵蝕、重力侵蝕、風力侵蝕
  • 危害
    破壞土地生產力、生態,淤積河道
  • 別稱
    水土損失

概述

水土流失(water and soil loss)是指"在水力、重力、風力等外營力作用下,水土資源和土地生產力的破壞和損失,包括土地表層侵蝕和水土損失,亦稱水土損失。"--(《中國水利百科全書·第一卷》,《中國大百科全書·水利卷》,《水土保持學》王禮先中國林業出版社2005)

1981年科學出版社《簡明水利水電詞典》提出,水土流失指"地表土壤及母質、岩石受到水力、風力、重力和凍融等外力的作用,使之受到各種破壞和移動、堆積過程以及水本身的損失現象。這是廣義的水土流失。狹義的水土流失是特指水力侵蝕現象。"

這與前面講的土壤侵蝕有點相似,所以人們常將"水土流失"與"土壤侵蝕"兩詞等同起來使用。

根據中國第二次水土流失遙感調查,20世紀80年代末,中國水土流失面積356萬k㎡ ,其中:水蝕面積:165萬k㎡ ,風蝕面積:191萬k㎡ ,在水蝕、風蝕面積中,水蝕風蝕交錯區水土流失面積26萬k㎡ 。

在165萬k㎡的水蝕面積中,輕度83萬k㎡ ,中度55萬k㎡ ,強度18萬k㎡ ,極強6萬k㎡ ,劇烈3萬k㎡ 。

在191萬k㎡風蝕面積中,輕度79萬k㎡ ,中度25萬k㎡ ,強度25萬k㎡ ,極強27萬k㎡ ,劇烈35萬k㎡ 。

凍融侵蝕面積125萬k㎡(是1990年的遙感調查資料),沒有統計在中國公布的水土流失面積當中。

1991年中國國務院頒布《水土保持法》,為中國第一部專業水保技術法規,為中國水保工作者長期無法律依靠劃上了句號。

2005年中國水利部在中國範圍內開展了為期一年的水土流失與生態安全科學考察。

類型

根據產生水土流失的"動力",分布最廣泛的水土流失可分為水力侵蝕重力侵蝕風力侵蝕三種類型。

風力侵蝕導致水土流失風力侵蝕導致水土流失

1、水力侵蝕分布最廣泛,在山區、丘陵區和一切有坡度的地面,暴雨時都會產生水力侵蝕。它的特點是以地面的水為動力沖走土壤。例如:黃河流域

2、重力侵蝕主要分布在山區、丘陵區的溝壑和陡坡上,在陡坡和溝的兩岸溝壁,其中一部分下部被水流淘空,由于土壤及其成土母質自身的重力作用,不能繼續保留在原來的位置,分散地或成片地塌落。

3、風力侵蝕主要分布在中國西北、華北和東北的沙漠、沙地和丘陵蓋沙地區,其次是東南沿海沙地,再次是河南、安徽、江蘇幾省的"黃泛區"(歷史上由于黃河決口改道帶出泥沙形成)。它的特點是由于風力揚起沙粒,離開原來的位置,隨風飄浮到另外的地方降落。 例如:河西走廊黃土高原

另外還可以分為凍融侵蝕、冰川侵蝕、混合侵蝕、風力侵蝕、植物侵蝕和化學侵蝕。

形成

中國是個多山國家,山地面積佔國土面積的2/3;又是世界上黃土分布最廣的國家。山地丘陵和黃土地區地形起伏。黃土或松散的風化殼在缺乏植被保護情況下極易發生侵蝕。大部分地區屬于季風氣候,降水量集中,雨季降水量常達 年降水量的60%~80%,且多暴雨。易于發生水土流失的地質地貌條件和氣候條件是造成中國發生水土流失的主要原因。

河西走廊水土流失河西走廊水土流失

中國人口多,對糧食、民用燃料等需求大,所以在生產力水準不高的情況下,人們對土地實行掠奪性開墾,片面強調糧食產量,忽視了因地製宜的農林牧綜合發展,把隻適合林,牧業利用的土地也闢為農田,破壞了生態環境。大量開墾陡坡,以至陡坡越開越貧,越貧越墾,生態系統惡性迴圈;濫砍濫伐森林,甚至亂挖樹根、草坪,樹木銳減,使地表裸露,這些都加重了水土流失。另外,一些基本建設也不符合水土保持要求,例如,不合理的修築公路、建廠、挖煤、採石等,破壞了植被,使邊坡穩定性降低,引起滑坡、塌方、土石流等嚴重的地質災害。

1、自然因素。

主要有氣候、地形、土壤(地面物質組成)、植被四個方面。

①地形:溝谷發育,陡坡;地面坡度越陡,地表徑流的流速越快,對土壤的沖刷侵蝕力就越強。坡面越長,匯集地表徑流量越多,沖刷力也越強。

②降雨。產生水土流失的降雨,一般是強度較大的暴雨,降雨強度超過土壤入滲強度才會產生地表(超滲)徑流,造成對地表的沖刷侵蝕。

③地面物質組成。

④植被。達到一定鬱閉度的林草植被有保護土壤不被侵蝕的作用。鬱閉度越高,保持水土的越強。

2、人為因素。

人類對土地不合理的利用、破壞了地面植被和穩定的地形,以致造成嚴重的水土流失。

①植被的破壞

②不合理的耕作製度(輪荒)

③開礦

危害

水土流失的危害性很大,主要有以下幾個方面:

1、使土地生產力下降甚至喪失:中國水土流失面積已擴大到150萬平方公裏,約佔中國的1/6,每年流失土壤50億噸。土壤中流失的氮、磷、鉀肥估計達4000萬噸,與中國當前一年的化肥施用量相當,折合經濟損失達24億元。長江、黃河兩大水系每年流失的泥沙量達26億噸。其中有機肥料相當于50個年產量為50萬噸的化肥廠的總量。難怪有人說黃河流走的不是泥沙,而是中華民族的血液,如此大片肥活的土壤和氮、磷、鉀肥料被沖走了,必然造成土地生產力的下降甚至完全喪失。

2、淤積河道、湖泊、水庫:浙江省雖然水土流失較輕,可是省內有8條水系的河床普遍增高了0.2-0.1米,內河航行裏程當前比60年代減少了1000公裏。比如1958年以前,從嵊縣城到曹娥江可通行10噸載重量的木船。由于河床淤沙太多,如今已被迫停航,地表水資源變成沙子,航建公司改成"黃沙"公司。

湖南省洞庭湖由于風沙太多,每年有1400多公頃沙洲露出水面。湖水面積由1954年的3915平方公裏到1978年已縮減到2740平方公裏。更為嚴重的是洞庭湖水面已高出湖周陸地3米,這就喪失了它應承擔的長江的分洪作用。這是一個十分嚴重的問題。

四川省的嘉陵江、涪江、沱江等幾條流域水土流失也十分嚴重,約20%以上的泥沙淤積于水庫。據有關專家預測,照此下去,再過50年,長江流域的一些水庫都要淤平或者成為泥沙庫。

3、污染水質影響生態平衡:當前,中國一個突出的問題是江、河湖(水庫)水質的嚴重污染。水土流失則是水質污染的一個重要原因。長江水質正在遭受污染就是典型例子。

由此可見,水土流失的危害性不僅很大,而且還具有長期效應。問題的嚴重性必須充分估計到。

現狀

中國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一,由于特殊的自然地理和社會經濟條件,使水土流失成為主要的環境問題。

黃土高原水土流失圖集黃土高原水土流失圖集

中國的水土流失分布範圍廣、面積大,根據公布的中國第2次遙感調查結果,中國的水土流失面積達356萬k㎡,佔國土總面積的37%,其中水力侵蝕面積達165萬k㎡,風力侵蝕面積191萬k㎡。在水蝕和風蝕面積中,水蝕、風蝕交錯面積為26萬k㎡,侵蝕形式多樣,類型復雜,水力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕及滑坡土石流等重力侵蝕特點各異,相互交錯,成因復雜。土壤流失嚴重,根據統計,中國每年流失的土壤總量達50億噸。長江流域年土壤流失總量為24億噸,其中上遊地區年土壤流失總量達15.6億噸,黃河流域、黃土高原區每年進入黃河的泥沙多達16億噸。

中經未來產業研究院發布的《2016-2020年中國水利工程行業發展前景與投資預測分析報告》顯示,根據第一次全國水利普查水土保持情況普查成果,中國現有土壤侵蝕總面積294.9萬平方千米,佔普查範圍總面積的31.1%。其中,水力侵蝕129.3萬平方千米,風力侵蝕165.6萬平方千米。西北黃土高原區侵蝕溝道總計666719條,東北黑土區侵蝕溝道總計295663條。

大規模開發建設導致的人為水土流失問題仍十分突出。嚴重的水土流失,是我國生態惡化的集中反映,威脅國家生態安全、飲水安全、防洪安全和糧食安全,製約山丘區經濟社會發展,影響全面小康社會建設進程。

地域比較

黃土高原:

1.自然原因:土質疏松,降水集中;

水土流失分布地圖水土流失分布地圖

2.人為原因:人類的過度開發(過度放牧、開礦、毀林開荒) 【流水侵蝕為主】。

整治措施:黃土高原不如南方水熱條件好,又處于過渡地帶,需實施植樹種草、退耕還林還草等生物措施;興修水庫、打壩淤地、修建水準梯田等工程措施以小流域為單位進行綜合治理,使黃土高原生態環境得以改善,區域經濟得以發展。

南方丘陵:

1.自然原因:地表的起伏有利于流水沖刷,降水量大且時間長;

2.人為原因:人類的過度開發(過度開發,樵採)【降水侵蝕為主】。

整飭措施:南方低山丘陵地區由于水熱條件好,其有效措施是以封山育林恢復植被、新興小水電,大辦沼氣等(切實解決農村生活用能問題,才是能封住山林的基本保障)。

南方低山丘陵地區的水土流失所帶來的影響遠比北方嚴重的原因:

一、從經濟角度看

南方低山丘陵地區水熱條件更好,單位土地的生物生長量和產值更高,每寸土地水土流失造成的損失更大。

二 、從生態角度看

南方低山丘陵地區多為石質山地,土層薄,一旦表土蝕去,容易形成石漠化,而且恢復起來更難。

三 、從社會角度看

南方低山丘陵地區人口稠密,並且在江河下遊地區多為重要的工農業生產基地和經濟中心,水土流失對社會影響更大,造成的損失也更大。

治理與開發

化學處理

套用陰離子聚丙烯酰胺(PAM)防治水土流失,已成為國際普遍採用的化學處理措施。2003年美國水土保持報道了美國印地安那州D.C.Flangan等人套用模擬降雨裝置,在多幹擾農田中,進行了施用PAM防治水土流失的試驗研究,取得了在雨量充沛地區施用PAM防治水土流失的試驗成果。第1次暴雨事件後,20kg/h㎡PAM能使農用粉沙壤土的土壤固體顆粒淋失量減少60%,還能減緩60 L/min高強度流水的沖刷侵蝕。在易嚴重侵蝕的地區用PAM處理後的土壤能有效控製侵蝕。對初始幹土模擬降雨研究發現,在69mm/h降雨中,用80 kg/h㎡PAM可使粉沙壤土堤減少86%的地表徑流和99%的土壤流失。在表土,用PAM液霧噴施風幹的土壤比直接用幹PAM顆粒處理的土壤更能及時有效地控製侵蝕。相信,此項研究對中國套用PAM防治水土流失的試驗研究,有一定的借鏡作用。

綜合治理

原則:調整土地利用結構,治理與開發相結合。

具體:1、壓縮農業用地,重點抓好川地、塬地、壩地、緩坡梯田的建設,充分挖掘水資源,採用現代農業技術措施,提高土地生產率,逐步建成旱澇保收,高產穩產的基本農田(基本前提)。

2、擴大林草種植面積;

3、改善天然草場的植被,超載過牧的地方應適當壓縮牲畜數量,提高牲畜質量,實行輪封輪牧;

4、復墾回填。

實踐:小流域綜合治理

重點:保持水土,開發利用水土資源,建立有機高效的農林牧業生產體系。

方針:保塬,護坡,固溝

模式:工程措施(打壩建庫,平整土地,修建基本農田,抽引水灌溉)。

生物措施

農業技術措施(深耕改土,科學施肥,選育良種,地膜覆蓋,輪作復種)。

防治現狀

目前,全國水土保持措施儲存面積已達到107萬平方公裏,累計綜合治理小流域7萬多條,實施封育保護80多萬平方公裏。1991年《中華人民共和國水土保持法》頒布實施以來,全國累計有38萬個生產建設項目製定並實施了水土保持方案,防治水土流失面積超過15萬平方公裏。

中經未來產業研究院發布的《2016-2020年中國水利工程行業發展前景與投資預測分析報告》顯示,2015年,全國共完成水土流失綜合防治面積7.4萬平方千米;其中,綜合治理面積5.4萬平方千米,實施生態修復面積2萬平方千米,實施坡改梯400萬畝,建設生態清潔型小流域300多條。

2015年,全國新增水土流失治理面積5.4萬平方公裏,新增實施水土流失地區封育保護面積2.0萬平方公裏。

2015年12月發布的《全國水土保持規劃(2015-2030年)》提出,近期目標是:到2020年,基本建成與我國經濟社會發展相適應的水土流失綜合防治體系。全國新增水土流失治理面積32萬平方公裏,其中新增水蝕治理面積29萬平方公裏,年均減少土壤流失量8億噸。遠期目標:到2030年,建成與我國經濟社會發展相適應的水土流失綜合防治體系,全國新增水土流失治理面積94萬平方公裏,其中新增水蝕治理面積86萬平方公裏,年均減少土壤流失量15億噸。​

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