坡耕地土壤侵蝕對環(huán)境的影響

1、引言坡耕地一般是指坡度大于6的耕地。這類耕地通常是地面平整度差、跑水跑肥跑土突 出、作物產(chǎn)量低的旱地。土壤侵蝕是指土壤或及其母質(zhì)在水力、風(fēng)力、凍融、重力等外營力 作用下，被剝蝕、破壞、分離、搬運(yùn)和沉積的過程。按照外營力類型不同，土壤侵蝕主要分 為水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、重力侵蝕及凍融侵蝕等。（備注：PPT中關(guān)于土壤侵蝕的定義是“土 壤或其它地面組成物質(zhì)在水力、風(fēng)力、凍融、重力等外營力作用下，被剝蝕、破壞、分離、 搬運(yùn)和沉積的過程”，土壤的枯枝落葉層應(yīng)該了涵蓋了 “其他地面組成物質(zhì)”的意思，百度 的定義更為妥當(dāng)。）我國的坡耕地土壤侵蝕主要以黃土高原的黃土、長江上游丘陵地帶的紅壤土項川中丘 陵的紫色土

2、 2和東北平原的黑土地3最為突出。其中黃土高原是我國坡耕地土壤侵蝕最嚴(yán)重、 最集中的地區(qū)。嚴(yán)重的水土流失，造成黃土高原千丘萬壑、光山禿嶺和災(zāi)害頻繁發(fā)生，嚴(yán) 重制約著整個黃土高原社會、經(jīng)濟(jì)和文化的發(fā)展。由于精力與能力所限，本文只以黃土高原為例從宏觀和微觀兩個層次來闡述我國坡耕地 土壤侵蝕對環(huán)境的影響。宏觀上“視其所以、察其所由”，從整個環(huán)境演變的角度和氣候因 素來分析黃土高原坡耕地土壤侵蝕的主導(dǎo)因素是自然侵蝕還是人為侵蝕;微觀上主要闡述黃 土高原坡耕地土壤侵蝕可能對環(huán)境造成的危害。一、宏觀層面人類要預(yù)知未來的環(huán)境狀況，就必須首先了解環(huán)境演變的歷史，從歷史上認(rèn)識環(huán)境演變 的規(guī)律，是人類適應(yīng)未來環(huán)境

3、變化、以保證人類社會得以可持續(xù)發(fā)展的主要途徑。要想了解 黃土高原坡耕地土壤侵蝕對環(huán)境的影響，首先需要弄清楚，黃土高原的土壤侵蝕主要是自然 侵蝕還是人為侵蝕。自然侵蝕，是指不受人為影響的自然環(huán)境中發(fā)生的土壤侵蝕，它的發(fā)生 取決于自然環(huán)境因素的變化，如地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動、地震、冰川、生物和氣候變化等；而人為侵 蝕，是由人類活動引起的土壤侵蝕，如工程建設(shè)以及濫墾濫伐、不合理耕作等。從地質(zhì)構(gòu)造看，黃土高原地面破碎，溝谷縱橫，谷坡陡峭，對流水侵蝕非常有利，歷史 上多次地震和地殼的升降運(yùn)動更是加劇了坡面破碎程度和起伏程度；從氣候條件看，黃土高 原地處半干旱半濕潤氣候帶，降水季節(jié)分配不均，主要集中在夏季、多暴雨；

4、從土壤特性來 看，黃土土質(zhì)疏松，無層理，以粉粒為主，碳酸鈣含量高，遇水易崩解。這些都是造成黃土 高原土壤侵蝕的自然原因。我認(rèn)為造成黃土高原土壤侵蝕問題的主導(dǎo)因素是自然原因。主要基于以下原因：其一、 對于黃土的成因，較為流行的有風(fēng)成說和水成說，這兩種觀點(diǎn)都認(rèn)為，黃土不是土生土長的； 即黃土也可能是流動的，黃土高原不是一個平衡穩(wěn)定的狀態(tài)，黃土區(qū)的土壤侵蝕是本身環(huán)境 的一種趨向于平衡狀態(tài)的過程。其二、黃土高原的水土流失和黃河泥沙起源于地質(zhì)時期，沒 有人類對自然植被的破壞，在原始的自然植被環(huán)境中，土壤侵蝕已經(jīng)在發(fā)生發(fā)展；黃河的四 級或五級支溝早在幾千年或幾萬年前（即在人類開始頻繁活動之前）已經(jīng)形成叫其

5、三、人 為因素主要是通過工程建設(shè)、濫墾濫伐以及不合理耕作等人類活動影響地面植被覆蓋變化， 從而加劇土壤侵蝕、加劇環(huán)境惡化的。分析黃土高原植被覆蓋變化過程中的王導(dǎo)驅(qū)動因素的 諸多文獻(xiàn)研究表明，降水是影響黃土高原植被覆蓋變化的主要因素62。二、微觀層面我國旱地約有264萬hm2，占耕地的53.8%，幾乎都為坡耕地。隨著人口膨脹，坡耕地 越開越多、越開越陡，土壤侵蝕越來越加劇。據(jù)測算，如圖1所示，在相同降雨強(qiáng)度條件下， 25坡耕地侵蝕量是5坡耕地侵蝕量的十幾倍甚至幾十倍。坡耕地土壤侵蝕嚴(yán)重危害著我國 經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)的安全與發(fā)展。坡mi侵蝕與坡度關(guān)系曲線破面坡度降雨】-降雨衛(wèi)降兩m降崩耳降而5* 降

6、雨6-降兩7圖1 坡而侵蝕與坡度關(guān)系曲線-景江水土保持網(wǎng)1、坡耕地侵蝕產(chǎn)沙、土壤資源流失、形成黃河下游的“地上河”黃土高原由于侵蝕性降水較為集中，坡地容易跑水跑土以及土壤本身抗侵蝕性較低等因 素的影響使得坡耕地細(xì)溝侵蝕頻繁發(fā)生。黃秉維先生總結(jié)大量研究成果，根據(jù)水力侵蝕機(jī)制 指出：細(xì)溝水流侵蝕力和搬運(yùn)能力均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雨滴打擊和坡面片狀水流所具有侵蝕力和搬運(yùn) 力。黃土高原的野外調(diào)查與試驗(yàn)結(jié)果證明，坡面有細(xì)溝發(fā)育時，坡面侵蝕產(chǎn)沙量將增加幾倍 至幾十倍13。這是由于翻耕的坡耕地，在土壤內(nèi)往往有較大孔隙，局部會形成明顯沉陷， 容易匯集水流，水流向下流動形成淺層洞穴，當(dāng)水流流出地表時細(xì)溝會在出口處開始發(fā)育，

7、 并很快形成細(xì)溝侵蝕，水流含沙量會明顯大增。黃河中游的水流含沙量大大超過了下游河道中水流的挾沙能力，泥沙在河道內(nèi)大量淤積， 下游河床高于堤外地面成為“懸河”，成為橫亙整個華北平原的分水嶺，降低了泄洪能力， 威脅大型水利樞紐工程，潛在危險極大，嚴(yán)重威脅著下游人民生命財產(chǎn)的安全，成為國家的 “心腹大患”。為減少坡耕地侵蝕產(chǎn)沙，修筑水平梯田14 和植物籬15 是很好的工程措施。水平梯田是 在坡面上沿等高線修筑的臺階式斷面的農(nóng)田。與順坡耕作相比，水平梯田能夠有效的減少整 個小區(qū)土壤顆粒流失。植物籬為無間斷式或接近連續(xù)的狹窄帶狀植物群，由木本植物或一些 莖干堅挺、直立的草本植物組成。2、坡耕地養(yǎng)分流失、

8、土壤質(zhì)量下降、土地退化坡耕地土壤的養(yǎng)分包含大量的氮、磷、鉀，中等含量的鈣、鎂和微量的錳、鐵、銅、鋅、 鋁等元素，其中有離子態(tài)速效性養(yǎng)分，也有經(jīng)過分解轉(zhuǎn)化的無機(jī)或有機(jī)速效性養(yǎng)分。坡耕地 土壤養(yǎng)分主要通過兩種途徑流失，一是溶解于徑流中的可溶性養(yǎng)分隨徑流流失；二是吸附和 結(jié)合在土壤顆粒表面以無機(jī)態(tài)和有機(jī)質(zhì)存在的養(yǎng)分隨徑流沖刷的泥沙流臾16。由于土壤侵蝕，使坡耕地成為跑水、跑土、跑肥的“三跑田”，隨開墾年限的延長，土 壤侵蝕程度增加，細(xì)菌、放線菌和真菌的數(shù)量呈明顯減少趨勢。開墾侵蝕20年的農(nóng)也.表 土層中細(xì)菌、放線菌、真菌的數(shù)量分別減少了 79%、67%、83%。與林地土壤比，開墾30 年的農(nóng)地，蔗糖

9、酶、堿性磷酸酶、蛋白酶的活性分別下降了75%、73%和65%。致使土地 日益瘠薄，土壤理化性狀惡化，土壤透水性、持水力下降，加劇了干旱的發(fā)展，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 低而不穩(wěn)。白紅英等采用人工降雨實(shí)驗(yàn)，研究了坡地土壤侵蝕與有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷的流 失，結(jié)果表明：養(yǎng)分隨坡度、雨強(qiáng)的增大而 增大，養(yǎng)分流失量與土壤流失量呈正相判17。免耕和少耕法可大大減少土壤侵蝕的流失，也相應(yīng)地減少了氮和磷的流失量。Phillips 等人的研究發(fā)現(xiàn)，免耕可大大減少土壤侵蝕速率和營養(yǎng)物質(zhì)N與P的流失18。我國在上世 紀(jì)末實(shí)行了退耕還林還草政策。據(jù)黃土高原水土流失區(qū)有關(guān)各省區(qū)制定的退耕規(guī)劃。雖然退 耕還林還草可能會帶來糧食產(chǎn)量的暫

10、時下降，但是從生態(tài)退耕的正面影響看。退耕節(jié)省下來 的生產(chǎn)要素的轉(zhuǎn)移可以帶來未退耕耕地糧食產(chǎn)量的增加；同時技術(shù)進(jìn)步、中低產(chǎn)田改造籌農(nóng) 業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的改善，勢必也對糧食生產(chǎn)產(chǎn)生促進(jìn)和推動作用19。3、農(nóng)業(yè)面源污染農(nóng)村面源污染是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中溶解的或固體的污染物，如農(nóng)田中的土粒、氮素、磷 素、農(nóng)藥重金屬、農(nóng)村禽畜糞便與生活垃圾等有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)，從非特定的地域，在降水和 徑流沖刷作用下，通過農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏，使大量污染物進(jìn)入江河湖泊所 引起的污染。坡耕地土壤侵蝕，使得泥沙輸移對沿途各相關(guān)重金屬元素具有吸附能力，從而 攜入到河庫水體中。而且產(chǎn)生的泥沙與流失的氮、磷及化學(xué)農(nóng)

11、藥等有機(jī)污染物，引起水庫、 湖泊等水體的富營養(yǎng)化，嚴(yán)重威脅到水利設(shè)施及其效益的發(fā)揮。小結(jié)黃土高原坡耕地土壤侵蝕的主導(dǎo)因素是自然因素，人類活動只是加劇了其土壤侵蝕的程 度。現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動造成黃土高原地區(qū)的大面積抬升，是黃土高原土壤侵蝕的主要內(nèi)營力和地 質(zhì)背景。氣候的不穩(wěn)定性（冷暖干濕的周期性變化）和由此引起的植被消長變化是侵蝕產(chǎn)沙 的外營力伽。同時，黃河中游地區(qū)是華夏文明的主要發(fā)祥地，人類活動時間長、強(qiáng)度高， 對原始自然環(huán)境破壞最為嚴(yán)重，人為加速了黃土高原土壤侵蝕，使得該地區(qū)水土流失向更加 劇烈的方向發(fā)展。黃土高原土壤侵蝕對環(huán)境造成的危害主要有：坡耕地侵蝕產(chǎn)沙、土壤資源 流失、形成黃河下游的“地上

12、河”；坡耕地養(yǎng)分流失、土壤質(zhì)量下降、土地退化；農(nóng)業(yè)面源 污染等。參考文獻(xiàn)王玉寬，文安邦,張信寶.長江上游重點(diǎn)水土流失區(qū)坡耕地土壤侵蝕的137Cs法研究J.水土保持學(xué)報.2003,17（2）:7780.聶小軍、張建輝、蘇正安.紫色丘陵區(qū)土壤侵蝕對土壤生物學(xué)肥力的影響J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.2010，26（7）： 3237.張孝存、鄭粉莉、安娟，等.典型黑土區(qū)坡耕地土壤侵蝕對土壤有機(jī)質(zhì)和氮的影響J.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究.2013,31（4）:182186.張淑英、黃治江、代亞利、劉粉粉.坡耕地土壤侵蝕對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響J.西北林學(xué) 院學(xué)報.2008，23（2），139142.劉東生.黃土與環(huán)境M.科學(xué)出版

13、社,1985.夏露，劉詠梅，柯長青.基于SPOT4數(shù)據(jù)的黃土高原植被動態(tài)變化研究J.遙感技術(shù)與應(yīng)用，2008，23（1）： 67-71.張翀，任志遠(yuǎn)，李小燕.黃土高原植被對氣溫和降水的響應(yīng)J.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012, 45（20）： 4205-4215.孫睿，劉昌明，朱啟疆.黃河流域植被覆蓋度動態(tài)變化與降水的關(guān)系J.地理學(xué)報，2001，56（6）： 667-672.余衛(wèi)東，閔慶文，李湘閣.黃土高原降水資源特征及其對植被分布的可能影響J.資源科學(xué)，2002，24（6）： 55-60.劉憲鋒，任志遠(yuǎn).西北地區(qū)植被覆蓋變化及其與氣候因子的關(guān)系J.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012, 45 （10）： 1954-

14、1963.黃森旺，李曉松，吳炳方，等.近25年三北防護(hù)林工程區(qū)土地退化及驅(qū)動力分析J.地 理學(xué)報，2012, 67（5）： 589-598.張巖，張清春，劉寶元.降水變化對陜北黃土高原植被覆蓋度和高度的影響J.地球科學(xué) 進(jìn)展，2002，17（2）： 268-272.蔡強(qiáng)國，朱遠(yuǎn)達(dá)，王石英幾種土壤的細(xì)溝侵蝕過程及其影響因素J.水科學(xué)進(jìn)展.2004 年1月黃巍、何炳輝.不同施肥處理與耕作方式對紫色土坡耕地土壤性質(zhì)影響D.西南大學(xué).2012.許峰、蔡強(qiáng)國、吳淑安，等.等高植物籬控制紫色土坡耕地侵蝕的特點(diǎn)J.土壤學(xué)報.2002, 39（1）:7180.李勇，王超，湯紅亮.小流域坡地表土層營養(yǎng)物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律研究進(jìn)展J.河海大學(xué)學(xué) 報，2004，（06）： 627