從長江洪水看土壤環(huán)境保護(hù)的重要性

1、土壤與環(huán)境 1999, 8(1): 59 ISSN 1008-181XSoil and Environmental Sciences CN 44-1441/P從長江洪水看土壤環(huán)境保護(hù)的重要性龔子同 陳鴻昭 石 華 駱國保(中國科學(xué)院南京土壤研究所，南京210008)摘要 從1998年長江流域發(fā)生的特大洪水說起，分析從漢代到清末2000年間及近40年來長江流域水旱災(zāi)害的變化趨勢，認(rèn)為造成長江洪水災(zāi)害的原因主要是氣候異常，但也與生態(tài)環(huán)境遭到破壞有關(guān)，其中土壤侵蝕、水土流失是最重要的因素。探討了防治長江水患的對策；基于對土壤的吸水和貯水功能主要靠地被層和土壤有機(jī)質(zhì)層，而水土流失是從植被破壞、地被層消

2、失開始的，以及對古今治水、治土正反兩個方面的認(rèn)識，提出了治水的同時應(yīng)治土的觀點及5條有效的途徑。關(guān)鍵詞 土壤環(huán)境保護(hù)；水土流失；洪水；長江Soil Environment Protection_An lmportant Way to Combat Flooding Hazards of the Changjiang River. Gong Zitong, Chen Hongzhao, Shi Hua and Luo Guobao (Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 2l0008). Soil &

3、; Environ Sci, 1999, 8(1): 59This paper probes not only the reason of a serious flooding along the Changjiang River in 1998, but also the tendency of flooding hazards taking place in the Changjiang River during 2000 years since the Han Dynasty. The conclusion would pop up that the main reason result

4、ing in flooding hazards is the abnormal climate and is related to ecological environment including a key factor_soil erosion. Meanwhile, the control measures to flooding hazards also are discussed. Soils have a powerful funnction to absorb water and store water due to their surface vegetation horizo

5、n and organic horizon, however, soil erosion easily weakens or vanishes this function. Therefore, we should pay attention to combating flooding hazards as well as combating soil erosion. In this paper, 5 detailed ways are proposed to control flooding hazards according to this viewpoint.Key words soi

6、l environmental protection; Soil erosion; flooding; Changjiang River土壤是一種有限的資源和整體的地理環(huán)境的一個組成要素，對人類的生存和發(fā)展乃至地球上多種生命形式的生息繁衍至關(guān)重要。土壤是礦物質(zhì)、有機(jī)化合物和生命物質(zhì)的復(fù)雜混合物。它直接或間接地作用于人類的生產(chǎn)和生活活動，并引起生態(tài)環(huán)境的變化，而變化了的生態(tài)環(huán)境反過來又影響著土壤及人類的生產(chǎn)和生活1。1998年長江流域發(fā)生的特大洪水就是土壤侵蝕、水土流失制約洪澇災(zāi)害的鮮活例證。長江是我國第一大河，流域面積占全國土地的1/5，耕地面積的1/4；人口占全國總?cè)丝诘膌/3；工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占

7、全國總量的40%以上；可供開發(fā)的水能資源占全國的40%，在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有舉足輕 收稿日期：1998-11-106 土壤與環(huán)境 Vol.8 No.1 重的地位。長江流域是一個巨大的復(fù)雜的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。但由于處在東亞副熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降水量豐沛而變率大，常發(fā)生旱澇災(zāi)害，給人民生命財產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了嚴(yán)重的威脅。據(jù)記載，長江流域從漢代到清末的2000年間，曾出現(xiàn)大旱113次，發(fā)生洪水災(zāi)害200多次，平均18年一次大旱，10年一次洪水災(zāi)害。本世紀(jì)以來出現(xiàn)大旱6次，洪水災(zāi)害10次，平均17年一次大旱，10年一次大洪水，其中1931年、1954年、1998年為全流域性特大洪水。據(jù)近40年農(nóng)田受

8、災(zāi)面積分析，從50年代到80年代，旱災(zāi)和洪澇災(zāi)害都呈上升趨勢，特別是80年代以后增加明顯，如以50年代受旱面積為100，則80年代為277。洪澇災(zāi)害70年代、80年代比50年代分別增加了0.12、2.09倍2。1998年長江流域發(fā)生了1954年以來的特大洪水，造成這一災(zāi)害的原因是氣候異常，普降暴雨，但是洪水位長期居高不下，造成嚴(yán)重?fù)p失，也與生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞有關(guān)。1 土壤的保水功能不能忽視土壤是發(fā)育在地球陸地表面具有生物活性和孔隙結(jié)構(gòu)的介質(zhì)。它在生態(tài)系統(tǒng)中的主要作用是為植物提供物理支承、水分、養(yǎng)分，甚至空氣。由于土壤的多孔性，它既能容納水分，又具有貯水能力。土壤貯水能力的大小決定于一系列因素

9、。其中以植被最為重要，因為森林下有深厚的地被物，草地有草氈層，表土有良好保水性和透水性的有機(jī)質(zhì)層。所以有植物被覆下的土壤能起阻留降水和調(diào)節(jié)徑流的作用3。據(jù)研究，有林地所阻留的降水約為年降水量的30%，同時可將5%30%的地表徑流轉(zhuǎn)化為壤中水或地下水。草地的蓄水量介于林地與無林地(裸地)之間。冷杉林內(nèi)表層土壤的最大持水量達(dá)8090 mm，一般10 mm以下的降水能全部被林下的地被層吸收。據(jù)觀測，在等雨量條件下，植被覆蓋度為95%的農(nóng)地徑流系數(shù)為0.23，而覆蓋度為15%的農(nóng)地徑流系數(shù)為0.59。通常發(fā)育良好的森林(具有林、灌、草、枯枝落葉層)水土流失量僅為農(nóng)地的0.1%，甚至更低。按1 hm2計

10、算，在森林土壤中，30 cm厚的地被層和表土層的田間持水量為10001500 t，100 hm2森林土壤的蓄水能力相當(dāng)于一個蓄水量為10萬15萬m3的水庫?？梢娡寥牢唾A水功能主要靠地被層和土壤有機(jī)質(zhì)層，而水土流失的過程，首先是從植被破壞，地被層變薄或消失開始的，接著便引起表土沖刷，土層變薄，土壤物理性質(zhì)變壞，從而導(dǎo)致土壤貯水量減少，地表徑流增加，加劇了水土流失。同時植被也迅速演替為草灌群落。同森林群落相比，草灌群落的結(jié)構(gòu)和種類成分大為簡化，生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力下降，最重要的是植物賴以生存的土壤條件惡化，從而生產(chǎn)力衰減。由于表土被侵蝕掉，緊實瘠瘦的心底土層層位相對上升或直接外露，如果沒有外部

11、能量和物質(zhì)的投入，僅靠自然條件本身恢復(fù)植被則比較緩慢。若植被再遭連續(xù)砍伐，便演替為草叢或寸草不生的光板地或石質(zhì)山坡，完全喪失農(nóng)林業(yè)利用價值?！捌ぶ淮妫珜⒀筛健保窒碌乇粚雍屯寥烙袡C(jī)質(zhì)層的喪失意味著大量蓄水庫的消失。一旦洪水來臨，本來可以Vol.8 No.1 龔子同等：從長江洪水看土壤環(huán)境保護(hù)的重要性 7 成為“中流砥柱”的森林土壤卻因遭摧殘而自顧不暇了。2 治水同時應(yīng)治土、護(hù)土土壤是地球表面的一圈脆弱的薄層。土壤的生成很緩慢，一般可能2萬年才形成1 m土層。土壤具有位置和數(shù)量的固定性，也無法從外地進(jìn)口。因此，可認(rèn)為土壤是不可再生的資源，必須倍加珍惜。土壤和水的關(guān)系至為密切。早在春秋戰(zhàn)國前期

12、，我們的祖先就認(rèn)識和掌握了水、土之間的辨證關(guān)系。據(jù)吳越春秋·吳大伯傳記載，唐堯時代，有9年水災(zāi)，洪水泛濫，人民遷到山區(qū)居住。這時，唐堯聘請農(nóng)學(xué)家教人民在山區(qū)區(qū)種(即穴種、窩種)，以起到保水、保土、保肥的作用。漢書·食貨志說，夏代禹受舜命，治水13年，平治水土，將全國土壤進(jìn)行分類，因地制宜進(jìn)行耕作，開渠進(jìn)行排水和灌溉4。這種治水與治土結(jié)合起來的思想至今還有積極的指導(dǎo)意義。1998年我國南北遭受了特大洪水，從另方面警示我們：治水同時要治土。治水與治土結(jié)合，才有利于水利建沒成果的鞏固。眾所周知，1998年長江汛情次于1954年，一些河段的洪水量比50年代減少104 m3/s，然而

13、洪水位卻比1954年高出幾十厘米或一二米。這種現(xiàn)象與流域內(nèi)森林過度采伐，植被破壞，水土流失，河流泥沙量增加有直接關(guān)系。目前長江河床正以每年1 cm的速度抬高，長江也有成為“懸河”的危險，荊江汛期洪水位高出兩岸地面8 m以上就是事實。由于河湖淤積，湖底河床抬高，水體容量減少，調(diào)蓄洪峰能力衰減，行洪不暢，即使水量不大也會形成較高的水位，出現(xiàn)“小雨量，高水位，大水災(zāi)”的局面。吸取古今治理江河水患中正反兩方面的經(jīng)驗教訓(xùn)。我們提出災(zāi)后治水不忘治土、護(hù)土，是在加強(qiáng)水利建設(shè)，提高防范洪澇災(zāi)害能力的同時，要更加注意土地的合理利用和優(yōu)化配置，把投資重點放在土地綜合治理上。3 治土和護(hù)土的主要途徑3.1 調(diào)整土地

14、利用結(jié)構(gòu)，陡坡地退耕還林、還草，恢復(fù)植被長江上游地區(qū)最突出的問題是森林過度采伐，使土壤侵蝕和水土流失面積與強(qiáng)度增大。森林覆蓋率由建國初期的30%40%，下降到現(xiàn)在的10%，水土流失面積達(dá)35.2萬km2，土壤年總侵蝕量由以往的13億t，增加到目前的15.6億t，占全流域總侵蝕量(24億t)的一半以上，相當(dāng)于每年36萬hm2耕地喪失了肥沃的耕作層5。林業(yè)部決定從1998年9月1日起禁止在上游地區(qū)砍伐天然林木，封山種樹，到2000年把25度以上陡坡耕地退耕還林，這無疑是正確的。為了實現(xiàn)把長江上游的防護(hù)林建設(shè)好的目標(biāo)，一方面要注意科學(xué)地造林綠化。首先必須對林種布局做出宏觀規(guī)劃，避免盲目性和投資的浪費

15、。其次，要講究造林方式，禁止煉山全墾造林，提倡條帶化造林，以防止水、土、肥流失和空氣污染。第三，要強(qiáng)調(diào)針、闊葉樹種混交，喬、灌、草結(jié)合的人工多層植被，并根據(jù)坡度和土層厚薄進(jìn)行樹種選擇和搭配。另方面，陡坡退耕還林是個難題，因為一些貧困山區(qū)，幾乎所有坡耕地都超過25度。為了解決群眾賴以生存的口糧，建議先發(fā)展復(fù)合8 土壤與環(huán)境 Vol.8 No.1 農(nóng)林業(yè)，逐步做到退耕還林。3.2 以小流域為單位，改坡耕地為梯田，建立水土保持生態(tài)農(nóng)業(yè)工程體系長江流域的坡耕地集中分布在上、中游廣大山丘區(qū)，尤其是上游地區(qū)。這些農(nóng)地水土流失劇烈，據(jù)對典型地區(qū)的調(diào)查，耕地的年侵蝕量占該區(qū)年土壤侵蝕總量的60%，嚴(yán)重制約了水

16、庫壽命和土地生產(chǎn)力的提高。但在川東地區(qū)，從1991年起貫徹水土保持法提出的“預(yù)防為主，全面規(guī)劃；綜合治理，因地制宜；加強(qiáng)管理，注重效益”的方針，實施以小流域為單位，堅持以坡耕地改造興建基本農(nóng)田為突破口，已取得初步成效。據(jù)多點調(diào)查，其做法可歸納為：(1)因地制宜，量力而行。緩坡地區(qū)，可實行糧草等高分帶耕作，變長坡為短坡，以減緩徑流；種植柑桔的坡地，可以開濠溝、大窩穴種植；(2)根據(jù)地形特點，改坡耕地為梯田。首要條件是做好地塊規(guī)劃，確定地塊高度，頂寬及邊坡坡度。(3)整治坡面水系，變害為利。為避免雨后坡面水亂流，造成地坎垮塌，在修梯田時一定要與整治坡面水系統(tǒng)一規(guī)劃，同步進(jìn)行。(4)加速培肥地力及使

17、用配套高產(chǎn)技術(shù)。要多施用有機(jī)肥，適當(dāng)增加間套種綠肥，或采用豐產(chǎn)溝和聚土壟溝法結(jié)合增施有機(jī)肥。(5)狠抓改后利用，提高復(fù)種指數(shù)。梯田土層增厚，質(zhì)地改善，保水保肥力增強(qiáng)。再輔以推廣良種、規(guī)范化栽培、配方施肥、病蟲害防治等，不僅可擴(kuò)大小春種植面積，而且可實行水旱輪作。3.3 因地制宜，推廣復(fù)合農(nóng)林業(yè)，發(fā)展多種經(jīng)營長江流域丘陵山地占土地總面積的85%，其特點是地面起伏，坡地多、土層薄。坡地利用，一要保存和培肥土壤，二要防止土壤侵蝕。除修梯田外，最好的方法是發(fā)展復(fù)合農(nóng)林業(yè)，因為它能抗蝕并使雨水充分入滲和大量保留在土中。復(fù)合農(nóng)林業(yè)的主要特點是在一個經(jīng)營單位內(nèi)配置不同土地利用，如亞熱帶地區(qū)的果茶農(nóng)生態(tài)模式，

18、利用它們生物學(xué)特性的不同，構(gòu)成立體種植。同時根系分布深淺不同，可充分吸收利用土壤的養(yǎng)分、水分?？葜β淙~可增加土壤有機(jī)質(zhì)的積累，改善富鐵鋁土壤的生態(tài)環(huán)境，也有利于幼林、幼果間套農(nóng)作物(花生、旱糧、綠肥、瓜、果等)提高土壤覆蓋率，達(dá)到保土、 保水的目的6。3.4 重建家園和改造低湖田要與治理江、河、湖水患結(jié)合起來長江中、下游地區(qū)是全流域洪澇災(zāi)害最集中、最嚴(yán)重、最頻繁的地區(qū)，出于地面高程普遍低于洪水位數(shù)米至十幾米，全靠3600余km的長江干堤和30000余km的支堤保護(hù)，每屆大汛來臨，防御洪澇形勢十分嚴(yán)峻。災(zāi)后應(yīng)堅持高起點，重新進(jìn)行土地利用總體規(guī)劃，把新城鎮(zhèn)建設(shè)與舊城改造結(jié)合起來，把低湖田綜合治理和

19、生態(tài)環(huán)境建設(shè)與治理江、河、湖水患結(jié)合起來，對不利蓄洪、滯洪和行洪的農(nóng)田退耕還湖，嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)、分洪區(qū)建設(shè)和人口規(guī)模，合理布局，節(jié)約用地，制訂出一個經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益相統(tǒng)一的綜合治理開發(fā)規(guī)劃，使災(zāi)區(qū)早日把生產(chǎn)恢復(fù)和發(fā)展搞上去。Vol.8 No.1 龔子同等：從長江洪水看土壤環(huán)境保護(hù)的重要性 93.5 防止水田土壤“隱性侵蝕”土壤侵蝕有3種類型。一是漸發(fā)性侵蝕，如片蝕、溝蝕。二是突發(fā)性侵蝕，如重力侵蝕。三是看不見且不易被人覺察的“隱性”侵蝕。前兩者主要分布在坡耕地及山坡、谷坡，后者則發(fā)生于水田。據(jù)調(diào)查，不僅是坡地，甚至平原的水田，由于串灌或帶水耕耙，把大量粘粒帶入江河之中。在山地丘陵區(qū)，每單位面積的田塊流出的過田水，每年帶走的粘粒可占其耕層土體總量的0.4%；在平原地區(qū)，土壤侵蝕也常發(fā)生，以蘇州市為例，河道年總淤泥量可達(dá)1.27億m3。長江流域是我國水田最集中、面積最大的地區(qū)，長此以往將使河湖淤塞，并帶來嚴(yán)重后果，對此我們不能不加注意和防范。長江流域是一個巨大、復(fù)雜的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。出于處在東亞副熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降水量年際變化大，年內(nèi)分配不均，地區(qū)分布不勻，造成洪澇災(zāi)害頻繁，加上農(nóng)林業(yè)