書目分類 出版社分類
中國評論學術出版社 >> 文章内容
水土流失的動態分類及其治理
原載《熱帶地理》, 1991年第11卷第4期 P291-P298
【提 要】作者根據對華南山區多年考察和治理水土流失試點實踐,提出水土流失的動態分類和分類治理的觀點。其分類主要是按岩性和水土流失現狀動態劃分,由此作為治理的依據並提出相應的治理措施。實踐證明,這種分類理論具有現實指導意義。
【關鍵詞】水土流失 動態分類 綜合治理
一、廣東省水土流失情況及危害
廣東省是全國水土流失較嚴重的省區之一。解放以來,各地雖然不斷進行治理,但在1985年以前的20多年裏,由於林業政策的失誤,“以糧唯一”指導思想的干擾以及人口激增等原因,盲目開荒,陡坡墾殖等不合理利用土地現象到處發生,森林植被不斷遭破壞。同時,由於治理方法的不當,水土流失愈演愈烈。全省水土流失面積從解放初期的7000多km2,增加到1985年的12萬km2,有70多個縣市發生嚴重的水土流失。其大面積分佈區主要在韓江上游梅江流域、東江上游,及西江兩側各支流。其中,五華、興甯和龍川等縣均超過600km2,南雄盆地水土流失面積也很大。
水土流失造成了嚴重後果。大片丘陵山地成了光山禿嶺,甚至遍地沖溝和崩崗,一遇大雨或暴雨,地表徑流夾雜滾滾泥沙沖入河流,大量士壤有機質、磷、鉀和其它養分也隨之流失。於是,丘陵山地草木難以生長。被沖走的泥沙又淤積河道、庫塘,加劇了洪澇旱患;黃泥水還沖毀農田,使之成為沙壩地或荒地。這是農業自然資源的致命損失。解放後的30多年裏,隨著森林的大面積消失和對丘陵山地的不合理墾殖,水土流失也在不斷加劇。據測定,50年代本省山區各江河河水平均含沙量,除梅江橫山站超過04kg/m3外,其餘均為01~02kg/m3。但到了80年代初期,梅江上游五華河平均含沙量竟達0883kg/m3,北江上游湞江(小古錄站)達0559kg/m3,西江支流南江(高良站)達0664kg/m3,鑒江(高州站)為0668kg/m3。粵東山區梅江支流琴江和五華河30年間河床淤高09~26m,航程縮短260多km。粵北山區湞江30年間河床淤高22m。粵西鑒江上游河床21年淤高06~19m。河床增高,造成河道不暢,洪澇頻繁。自80年代起,山區發生的一些暴雨,雖然降水強度並未超過以前同期降水強度,但洪澇災害及破壞程度卻有後來居上之勢。如1986年7月梅州和1987年6月高州的颱風暴雨,都造成空前的經濟損失,災情十分嚴重。
水土流失淤積山塘水庫,降低水利效益。根據興寧縣1985年調查,全縣138宗山塘水庫受嚴重淤積的有98宗,平均每年淤積泥沙達104萬m3,相當於每年報廢—宗小(一) 型水庫。正常庫容為3568萬m3的大型水庫合水水庫,被淤積1269萬m3,損失正常庫容的354%。中型水庫石壁水庫,正常庫容為500萬m3,被淤積433萬m3,損失正常庫容的866%。龍川縣田心鄉的一個山塘被淤滿而改成柑園。20多年間,梅州市因水土流失而報廢的山塘共505宗,水庫的淤積則相當報廢了41宗小(一)型水庫,灌溉效益大大降低。水土流失還使不少灌溉設施受破壞,僅粵北南雄縣就有長達422km的幹、支灌渠受淤積,每年沖人農田的泥沙多達338萬m3。因泥沙入田和山坡旱耕地及一些農田土壤粘粒被沖走,造成農田砂化,土壤肥力下降,甚至成為沙灘地。據統計,梅州市因水土流失受害農田達52萬畝。許多水土流失區成為貧困山區,如龍川、五華、大埔和豐順等四縣被列為人均收入低於200元的全國貧困縣。其中,五華的油田、新橋和興甯的石馬等鄉鎮,水土流失面積占全鄉鎮土地面積的40~60%以上,地力嚴重衰退以至喪失,人民生活水平甚低。
二、水土流失的動態分類
根據本省幾十年來治理水土流失的經驗教訓和近5年來山區綜合考察及科學試驗表明,要達到快速有效、又節省人力物力,並能鞏固治理成果的目的,必須從自然和社會兩方面尋求有效的辦法。自然方面,必須根據水土流失的原因進行正確分類,以便抓住重點、對症下藥,科學治理。社會方面,應採取相應措施,切實解決造成水土流失的社會經濟問題。
迄今為止的水土流失分類,一般只是根據水土流失現狀分為片(或面)蝕、溝蝕和崩崗,或稱輕度、中度和重度3類。這是靜態分類,因為這種分類並不反映水土流失的動態,而在治理上又過分地依賴工程措施,或不因地制宜造林,以致成效不大。
事實上,水土流失的動態如何,才是考慮採取相應治理措施的關鍵所在。誠然,水土流失活動程度與流失現狀有關,但並不相一致。如片蝕就可能進行著強烈的土壤侵蝕,而崩崗有可能是死崩崗或進行著較弱的土壤侵蝕。也即是說,靜態分類中的輕度侵蝕事實可能並不“輕”,而重度侵蝕不一定“重”(強度)。這是以往造成治理失誤,或多花錢,但成效不大的原因。
水土流失的動態分類主要是從自然因素出發,著重考慮水土流失的活動程度,同時也考慮成土母岩岩性和土壤侵蝕現狀。這是水土流失動態分類的原則。因為成土母岩岩性與水土流失的關係也十分密切,它在很大程度上決定水土流失的程度、規模和後果,也是採取治理措施的依據。流失現狀只反映水土流失發展階段的一般情況。把三者結合起來,才能較具體、又全面地反映水土流失的發展實質。
1.水土流失動態分類指標
(1)岩性(指成土母岩,下同) 根據岩性與水土流失過程、後果和危害的相關性,可把岩性歸納為3類:深風化岩、淺風化岩和難風化岩。深風化岩是指以花崗岩類為代表的酸性或中性火成岩、未成岩的紅土和近代泥沙、礫石等沖積或堆積的疏鬆岩;淺風化岩以水成岩為主,包括砂葉岩、砂礫岩及其變質岩等,也包括以玄武岩為代表的基性火成岩;難風化岩是指難進行物理風化的石灰岩、生物岩及其變質岩等岩類。
(2)水土流失現狀 仍按已有習慣劃分為片蝕、溝蝕和崩崗3類:①片蝕 (或稱面蝕)地表尚無沖溝或極少深度小於2cm的小沖溝;②溝蝕 地表沖溝發育、深淺不等,但尚無寬深大於50cm的沖溝;③崩崗 地表有寬深大於50cm的沖溝、大沖溝或沖溝群,山坡有崩塌現象。
(3)活動程度 與流失現狀不同之處在於流失現狀表現為靜態,而活動程度表現為動態,一般必須在流失進行過程中鑒測才能確定。但必要時也可根據現狀特徵作定性判別。主要分為緩蝕、沖蝕和崩蝕3類:①緩蝕 土壤侵蝕尚不活躍,地表徑流含泥沙量04~29kg/m2,水質較清;②沖蝕 土壤侵蝕處於活躍階段,地表徑流含泥沙量為30~59kg/m2,水質混濁;③崩蝕 土壤侵蝕十分強烈,地表徑流含泥沙量≥60kg/m3,含有大量砂、石滾動。
2.動態分類類型命名法
水土流失的動態分類類型一般採用“岩性+流失現狀十活動程度”的命名法。根據分類指標,按組合公式計算,共有27個類型。但由於各種岩性自然特性的不同,造成某些類型並不存在。例如難風化岩地區就幾乎不存在溝蝕和崩崗,故實際存在的大約有10多個類型而已。如果從治理措施上考慮,必須進行治理的類型就更不多了。因此,這種分類也並不複雜。
三、水土流失的分類治理和治理的重點地區
1.分類治理
(1)難風化岩地區水土流失的治理 難風化岩地區以石灰岩山區為代表。因其基岩以化學風化為較明顯,物理風化進行很弱,地表土層極薄甚至岩石裸露,但岩洞和地下河卻十分發育,因此水土流失以地表水迅速、完全喪失為主要特徵。土地環境持水力很差特別是在喪失森林植被之後,持水能力更差。但由於這類地區缺乏土壤和風化層疏鬆物水土流失對下游地區危害不很大。這類特殊水土流失類型的治理及其農業自然資源的開發十分困難,應以恢復森林植被和逐步改善生態環境為主要治理措施。
(2)淺風化岩地區水土流失的治理 由淺風化岩構成的丘陵山區土層和風化層較淺薄,而且其結構較堅實。雖普遍都會發生水土流失,但一般以片蝕緩蝕、片蝕沖蝕和溝蝕緩蝕等類型為主,只局部有溝蝕沖蝕或溝蝕崩蝕出現,崩崗崩蝕更少見,並且除其中紫色砂葉岩外,其他大多數成土母岩的土體抗蝕力較強,可供侵蝕的物質也不如深風化岩多,造成危害較小。紫色岩雖表土易喪失,但土層淺薄,危害也不很大;紅色砂葉岩、砂礫岩丘陵山地發生水土流失後則易成裸岩地,對相關地區危害也不大。這類岩石地區的各種水土流失類型的治理一般以生物措施為主,可結合農業開發。在紅色岩裸岩地上進行造林必須營造工程林,通過挖穴填充客土,開採用營養杯育苗。紫色岩坡地大多為鹼性地,適生樹種不多,且土層薄,造林困難,不但應選擇耐鹼、耐幹熱的適生樹種,而且應營造工程林,才能保證成活。
(3)深風化岩地區水土流失的治理 深風化岩是華南地區分佈較廣的岩類。這類岩石物理風化和化學風化都十分強烈,形成非常深厚的土層和風化層,其厚度可達幾十來至幾百米。這不但為水土流失提供豐富的物質條件,而且因其結構十分疏鬆,一旦水土流失發生便難以控制,容易發展成溝蝕和崩崗,大量泥沙流失造成嚴重危害,是水土流失治理的重點類型。
因水土流失發育階段的不同,這類岩石構成的丘陵山地可以形成各種水土流失類型(表1)。
表1 深風化岩水土流失類型一覽表
Tab1 The types of soil erosion of deep Weathered Rock
流失現狀 活動程度 發育階段或形成原因
片(面)蝕 緩 蝕 初期階段
沖 蝕 強烈階段
崩 蝕 最強烈階段
溝 蝕 緩 蝕 由植被恢復或岩性影響,進入緩慢侵蝕階段
沖 蝕 強烈階段
崩 蝕 最強烈階段
崩 崗 緩 蝕 因地貌、岩性或植被恢復關係,趨於停止階段
沖 蝕 由強烈轉為緩慢階段
崩 蝕 最強烈階段
從表中可以看出,深風化岩類不論那種類型的水土流失,都會因受地貌、岩性或植被狀況等因素的影響、存在著緩蝕、沖蝕和崩蝕的不同活動程度或發展階段;而且不管是片蝕、溝蝕或崩崗的那種流失現狀,出現沖蝕和崩蝕流失後都會造成嚴重的地力急降和危害。因此,深風化岩各種流失現狀的沖蝕或崩蝕流失類型均是急需治理的類型。從措施上說,都必須首先採取工程措施,並結合生物措施綜合治理。
2.水土流失治理的重點地區
深風化岩水土流失類型最為複雜,而且各種流失類型都可能演化為沖蝕和崩蝕類型,造成長期、嚴重的危害。因此,凡是這類岩石分佈的地區的各種水土流失類型都應採取相應措施,儘快治理。
廣東省深風化岩幾乎遍佈所有山區。造成水土流失的自然因素包括地質、坡度、地形高度、坡向、植被和氣候等。但是,除了地質和坡度之外,最主要的是氣候因素,特別是在大氣候環境下的小氣候起著主導作用。地形高度、坡向和植被等因素主要是通過小氣候起作用的。正因如此,山區嚴重水土流失區一般分佈的高度為海拔500m以下,而主要是在400~300m以下的盆穀丘陵和臺地上。因為這一高程地城內氣溫和濕度變化十分強烈,特別是在森林植被遭破壞以後變化更大。在水土流失區可以看到:大多數沖溝,尤其是崩崗群都分佈在谷地丘陵的陽坡(南坡、西南坡和西坡),這也是小氣候因素造成的。因此,本省嚴重水土流失區主要分佈在深風化岩構成的河谷盆地丘陵臺地上。這就是粵東梅江谷地、五華河谷地、東江上游谷地、粵西的南江中上游羅定盆地、鑒江上游信宜盆地、德慶縣馬圩河谷地和悅城河谷地、廣甯縣古水河谷地、懷集縣永固盆地粵北清遠濱江谷地等地區成為本省最嚴重水土流失區的原因。這些地區是本省治理水土流失的重點地區。此外,粵北南雄盆地和連縣星子盆地因大面積紫色砂葉岩分佈,水土流失也非常嚴重,也是治理的重點地區。
四、治理水土流失的主要措施
長期以來的實踐表明,生物措施是治理水土流失的根本措施。但是對於沖蝕和崩蝕流失類型,尤其是深風化岩溝蝕和崩崗的各沖蝕、崩蝕類型,應採取必要的工程措施,並與生物措施相結合。過去的失誤主要在於偏重工程措施,輕視生物措施,而且忽視綜合治理和開發,應引以為戒。
1.生物措施治理水土流失的機制
如上所述,引起水土流失的各種自然因素中地形高度、坡向和植被主要是通過小氣候起作用的。因此,引發水土流失的諸因素可以歸結為岩性、地形坡度、大氣候和小氣候。其中,岩性、坡度和大氣候是不可變因素或難改變因素。小氣候為最活躍的因素,又是可變因素,可通過恢復森林植被而改變,進而改善生態環境和土層物理性狀,增強土體抗侵蝕能力,達到控制水土流失的目的。
地表有良好的森林植被,其作用首先是使空氣和土壤濕度增加,吸收和阻擋陽光,降低地表氣溫和土溫,縮小土層溫濕的變幅,從而保持土體濕潤,增強抗蝕力。同時,森林植被又有截流、減弱暴雨沖刷力、保護地表、並通過其有機質和根部改善土壤結構、固定土粒和土體等作用。此外還可通過有機質和微生物恢復和增強地力,從而改善生態環境和生產條件,促進生產的發展。進而解決引起水土流失的社會經濟問題,從根本上使治理水土流失的成效得到鞏固。因此可以說,生物措施是治理任何一種水土流失類型都必須採取的措施。
2.重視保護“地皮植被”,“草、灌、喬”結合,發展高效生態林
採取生物措施治理水土流失,不僅在於恢復森林植被,還必須恢復灌叢、草被,尤其應重視草被和地衣苔蘚等“地皮植被”的特殊作用,加強保護。只有採取先種草,再造林的辦法,促進植被的恢復和多層次植被的形成,才能有效地制止水土流失。因為在水土流失地,尤其是嚴重的水土流失地上,土壤往往已經喪失,植樹造林難以成活,即使造林成活,也因地表裸露,仍難以制止水土流失。因此,在採取生物措施治理水土流失過程中,應實行“草、灌、喬”相結合,首先發展“造土植被”,儘量保護好地衣苔蘚,種草之後植樹造林,並盡可能發展和保護好灌叢,形成以林為主體,以草、灌為依託,多層植被,互相促進。實踐證明,這是恢復水土流失地植被的有效辦法。
造林樹種應盡可能以闊葉樹種為主,或以針、闊葉樹種混交的形式,建成高效生態林。在以往幾十年治理水土流失中,由於不注意樹種的選擇,一般以為有林便可以制止水土流失。為了複林,大部分地區採用馬尾松為先鋒樹種,或選種木麻黃,結果是雖然有了林,但林下空曠、地表裸露,水土流失照樣發展。部分地區種植純桉樹,因桉樹林落葉含大量揮發油,地表植被無法形成,也不能有效地制止水土流失。這些都有深刻的教訓。在深風化岩沖蝕崩崗和崩蝕崩崗地,除採取工程措施外,生物措施應大量栽種竹子和闊葉樹種。但對“死崩崗”則只要採取生物措施,保護好植被就可以了。若採取工程措施,破壞土層,則可重新誘發新的水土流失發生。一些因地質的原因形成的“死崩崗”,甚至會誘發成新的崩崗流失。
本省水土流失地發展植被,草本有豆科牧草和禾本科的地毯草(Axonopus compressus Baeuv)、牛筋草(Eleusine indica(L.) Geartn)、拌根草(Digitania adscendens Henrard)、竹節草(Chrysopogon aciculatus Trim)等。灌木可栽種山指甲、柃木以及油茶等。喬木以臺灣相思,大葉相思、黎蒴、構樹、榕樹、鴨腳木、麻楝等為好。並需要加強封山育林,盡可能恢復天然植被,發展成高效生態林。
3.實施工程措施,治理強烈水土流失類型
工程措施是治理各類沖蝕、崩蝕等水土流失類型的應急措施。但是工程措施需要大量的人力、財力和物力。而以往的做法是:凡溝蝕和崩崗,不管流失活動程度如何,一律以工程治理為先,環山溝、魚鱗坑、穀坊、攔沙壩一起上,卻忽視生物措施,既花費大量人力和財力,工程卻不鞏固。尤其是深風化岩丘陵坡地全面動工的結果,又加劇了水土流失,甚至有些緩蝕類型的崩崗,竟誘發成大面積崩蝕流失。
採取工程措施的正確方法是對強烈流失型在土體嚴重侵蝕地段的下方,選取有利封閉泥沙,又較穩定的部位,修築攔沙壩,壩內則盡可能少動土,以生物措施為主,大量種植竹子、樹木和草叢,崩崗壁可用人工施肥辦法加速草木生長,對於處於沖蝕發展階段的沖溝,可修築一些谷坊攔沙蓄水,以便種樹種草。凡緩蝕流失類型,一般可採取“喬、灌、草”相結合的生物措施,迅速、全面恢復植被。這種做法可稱為“少動土,採用關鍵工程”的措施。五華縣水土流失治理和開發綜合試驗的成功證明這是行之有效的辦法。
4.治理與開發相結合,從根本上鞏固水土保持成果
根據上述分析,森林植被的破壞,引起小氣候和土層物理性狀的變化是造成水土流失的關鍵因素。但是,導致森林植被受破壞除了政策上的原因外,主要是由生活能源緊缺和經濟問題引起的。因此,水土流失問題實際上也是一個經濟問題和社會問題。解決的辦法是在採取生物措施的過程中,把治理與開發結合起來,在發展森林植被的同時,因地制宜地結合發展牧草、薪炭林、經濟林和果林,綜合利用土地,使之既發揮生態效益,又發揮經濟效益,使當地群眾在治理水土流失中既解決生活用能,又增加收入,水土流失的治理才可望得到鞏固。這也是歷史的經驗和教訓,應十分重視。
五、以林為主,建立小流域良性循環生態一經濟體系,是綜合治理水土流失的良好模式
在國家計委、中國科學院自然資源綜合考察委員會、廣東省國土廳、水電廳以及廣東省梅州市、五華縣等有關領導和部門的支持下,在中國科學院南方山區綜合科學考察隊四分隊考察調查的基礎上,根據“以生物措施為主、生物措施和工程措施相結合、治理和開發相結合”原則,1985年以來在廣東省五華縣河子口和新一兩村開展水土流失的綜合治理和開發試驗證明:正確區分水土流失類型,治理與開發相結合,進行綜合治理的指導思想和原則是正確的。並且證明:以林為主,建立(小)流域良性循環的生態一經濟體系是綜合治理水土流失的良好模式。
河子口和新一兩村位於粵東韓江上游梅江支流五華河流域,土地面積共235km2,地貌屬河谷丘陵。丘陵面積占土地總面積的70%以上,海拔高度250-400m,相對高度100-300m,岩性組成以粗粒和中粒黑雲母花崗岩為主,部分丘陵為變質砂葉岩、紫色砂葉岩和第四紀紅土構成。由於植被長期遭破壞,在南亞熱帶季風氣候條件下,成為嚴重水土流失區。兩鄉水土流失面積達1046km2,占丘陵面積的636%,其中的41%,即431km2為深風化岩溝蝕沖蝕或為崩崗崩蝕類型,共計有崩崗448處,滿山千溝萬壑,不少土地已寸草不生,舉目荒涼。
1985年7月在科學考察調查的基礎上制訂了治理和開發綜合試驗方案,決定進行分類治理:在崩蝕類型區採取工程措施與生物措施相結合,以治理為主,工程治理則以少動土或不動土為原則,一般選取在崩蝕、沖蝕區下游統一修築攔沙壩,流失區內不動土以保護地衣苔蘚,廣種牧草、竹子、灌木和混交的針、闊葉樹種,儘快恢復植被,固定沙土;在沖蝕緩蝕類型區實行治理開發相結合,其中沖蝕類型區種草、種樹,結合發展薪炭林,緩蝕類型區以保護與開發相結合,林、果、草相結合,以生物措施為主,丘陵頂部營造水土保持林,中部坡地營造薪炭、水保兩用林,丘陵坡麓種植荔枝、梅、李等果樹以及紫膠寄主樹和牧草等;河谷平地建設基、塘、田立體農業生產體系。這樣,試驗區基本形成了以林為主,林、農、牧、漁合理佈局的農業生態—經濟生產體系。
生產上則在保證糧食和林業發展的基礎上,積極發展水果、畜牧水產業和工副業,抓經濟發展以保護林業。為了保護森林,在發展薪炭林、薪草生產的同時,大力推廣應用沼氣,改灶節燃並提倡以煤代柴和發展小水電。
經過4年的努力,到了1989年,兩村9520%的水土流失地已全面得到整治,共造林種果175萬畝,其中經濟林860畝、水果2400畝、牧草400畝。畜牧業方面,兩村養豬養雞業獲得了大發展,尤其是創辦了一個養雞場,推動養雞專業戶的增加,並形成以牧促果、以牧促農、以牧促漁(共養魚263畝)的生產體系,還開展工副業多種經營,逐步建成良性循環的生態—經濟生產體系。目前,水土流失已基本被控制了,泥沙不再入田,河床下切了50~80cm以上。5000多農民人平收入比1985年翻了一番多,到了1990年人平收入已達到1034元,出現了一批治山致富的萬元戶。河子口村成為五華縣的“首富村”。新一村也有年收入萬元以上的養雞專業戶。兩村人均口糧也有較大增長,成為科學治理水土流失的好典型。
1985年省人大和有關部門在興寧縣召開全省山區水土流失治理學術討論會,總結歷年治理水土流失的經驗和教訓,開部署全面開展水土保持工作。此後省委和省政府向全省發出號召,提出十年綠化廣東大地。經各級黨政部門和廣大人民群眾的不懈努力,全省已基本上消滅了荒山,有林地面積從1985年的6956萬畝增加到1990年的11256萬畝,森林覆蓋率從26796提高到451%,以造林種果種草為主要措施的水土保持工作已帶來全省山區的改觀。
參考文獻
1. 陳朝輝:韓江上游水土流失特點和整治措施,廣東亞熱帶山地開發利用研究,(1)(總第6期),1986。
2. 陳朝輝:廣東山區農業,廣東科技出版社,19907。
3. 李學仁等:中國亞熱帶東部丘陵山區水土流失與防治,科學出版社,1989。
A DYNAMIC CLASSIFICATION FOR SOIL
EROSION AND ITS CONTROL
Chen Chaohui
(Guangzhou Institute of Geography)
Key words: Soil erosion; Dynami classification; South China
Abstract
Based on the investigation to mountainous region in South China, a dynamic classification of soil erosion are advanced in this paper. The basis for classification is mainly rock series and dynamic state of soil erosion.Control measures are put foreward against different kinds of soil erosion. The theory and experiments in South China for the classification are also introduced in detail.