摘 要 簡述水土流失與水土保持的概況,以及中國水土保持事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,對我國今后水土保持工作提出了展望。
關(guān)鍵詞 水土流失 ;水土保持 ;展望
中圖分類號 S157.1
水土流失(water and soil loss)是指在水力、重力、風(fēng)力等外營力和人為活動綜合作用下,水土資源和土地生產(chǎn)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[1]。引起水土流失的主要原因包括自然原因和人為原因。自然原因主要包括地形、氣候、土壤、植被等;人為原因包括促進水土流失發(fā)展的消極因素和抑制水土流失發(fā)展的積極因素。其中,人為活動因素是造成水土流失的根本因素,自然因素的影響在很大程度上是因為受到人為因素的影響所致[2]。
“水土保持”一詞起源于中國的黃土高原,在國外則稱為“土壤保持”。水土保持措施的類型包括:工程措施,主要有梯田、魚鱗坑、谷坊和淤地壩;林草措施,主要是植樹造林和種植草類;耕作措施,如等高耕作、等高壟作、覆蓋耕作和免耕。水土保持措施的初衷是為了保護農(nóng)耕地的土地資源,提高土地的生產(chǎn)力,但隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,水土保持措施逐漸擴展到水土資源領(lǐng)域的保護[3]。
1 水土流失與水土保持概況
全世界水土流失的主要發(fā)生地位于北緯40°與南緯40°之間,水土流失面積已超6 000萬km2,全球沙漠化面積則每年高達600萬km2。其中,美國、中國、印度、菲律賓、澳大利亞及非洲各國是水土流失較為嚴重的國家與地區(qū)。據(jù)資料顯示,美國土地總面積的13 %遭受了強烈水蝕或風(fēng)蝕,部分遭到破壞或受到侵蝕威脅的達到34 %;每年平均土壤流失量大約50億t,每年農(nóng)地土壤流失量將近17億t[4]。而中國的水土流失面積占國土總面積的37 %,已達356萬km2,其中水蝕面積達到165萬km2,風(fēng)蝕面積則有191萬km2。在水蝕和風(fēng)蝕面積中,兩者交錯面積將近26萬km2,侵蝕形式多樣,類型復(fù)雜,水蝕、風(fēng)蝕、凍融侵蝕及滑坡泥石流等重力侵蝕特點不同,相互交錯,成因復(fù)雜。據(jù)資料統(tǒng)計,中國每年的土壤流失總量達50億t。長江流域每年流失的土壤總量為24億t,其中上游地區(qū)每年的土壤流失總量達15.6億t,黃河流域和黃土高原區(qū)每年流入黃河的泥沙多達16億t[5]。
隨著世界人口數(shù)量的持續(xù)增加,人們對糧食的需求量也成倍增長,然而,土壤流失嚴重,這也加劇了土壤流失與人口對糧食需求量之間的矛盾。相關(guān)國際機構(gòu)研究推斷,非洲35 %的土地(赤道以北),近東地區(qū)60 %的農(nóng)田和印度51 %的農(nóng)業(yè)土地正在受到危害,并且面臨著“如果不迅速采取積極有效的措施使水土流失得到緩解,就一定會受到土地退化的威脅”。水土流失問題已成為全球性的公害,嚴重威脅著人類的生存與發(fā)展,已經(jīng)引起全球的共同關(guān)注[5]。
為了解決現(xiàn)有的土地資源免遭侵蝕的難題,多國政府已將土地流失問題列為基本國策對待。諸如美國、中國、加拿大、澳大利亞、印度、日本等水土流失較為嚴重的國家,都先后成立國家級的水土保持機構(gòu)和流域管理機構(gòu),建立國家和地方水土保持科研單位,也開設(shè)了與水土保持相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn),同時,相關(guān)的法律、法規(guī)和規(guī)劃的完善,也促進了水土保持工作的順利開展和實施。
2 中國水土保持事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
中國近代水土保持發(fā)展到現(xiàn)在已有90多年的歷史,而在這一時期水土保持事業(yè)發(fā)生了巨大的變化。王禮先等在《中國水利百科全書(水土保持分冊)》中將我國近代水土保持的發(fā)展劃分為3個階段:起始階段(1923—1949年)、試驗推廣階段(1950—1978年)和普及發(fā)展階段(1979年至今)。郭廷輔等[6-7]對于我國水土保持發(fā)展也進行了階段性劃分。楊光等[7]認為中國水土保持劃分為3個階段:初始研究階段(20世紀20年代—20世紀中),主要進行水土流失調(diào)查和建立水土保持試驗站試點;全面發(fā)展、綜合治理階段(20世紀中—20世紀80年代末),國務(wù)院成立水土保持委員會,召開水土保持相關(guān)會議,確立小流域治理方針,如長江水土保持委員會等;區(qū)域治理、深入發(fā)展階段(20世紀90年代至今),黨中央已經(jīng)從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度提出了對中國生態(tài)環(huán)境加強整治和重建的要求,中國的水土保持科學(xué)技術(shù)研究迎來前所未有的機遇。
2.1 水土保持相關(guān)措施
為了應(yīng)對日益嚴重的水土流失問題,中國建立了一系列有關(guān)水土保持的法律法規(guī),以確保水土保持工作的順利開展。目前,2011年頒布實施的《中華人民共和國水土保持法》是我國有關(guān)水土保持的主要法律依據(jù),《環(huán)境保護法》、《草原法》、《土地管理法》、《水法》、《農(nóng)業(yè)法》等幾部法律也具有借鑒意義。20世紀50年代至今,國家根據(jù)水土流失的狀況,提出相關(guān)試驗項目,確保水土流失得到控制,如小流域劃分單元治理方案、城市水土保持試點工程、大江河水土保持治理工程、長江上游水土保持重點防治工程、“三北”防護林帶防風(fēng)治沙工程等。
水土保持防護措施包括:(1)以改變小地形、增加地面糙率為主的措施。主要包括等高耕作,等高溝壟耕作等方式。等高耕作是利用犁溝、耬溝等阻滯徑流,增大攔蓄和入滲能力。等高溝壟耕作是利用溝內(nèi)和壟上種植作物或者牧草,以蓄水?dāng)r泥、保水、保土和增產(chǎn)。(2)以增加植物為主的措施。主要包括輪作、間作、套種與混作,等高帶狀間作等方式。輪作可以使地表的覆蓋程度及覆蓋時間能得到增加,保證土壤不被外力侵蝕。間作、套種與混作是利用同時或不同期相間種植2種或2種以上作物的種植方式,增加地表覆蓋程度,保證土壤不被侵蝕。等高帶狀間作則是利用密生作物帶覆蓋地面、減緩徑流、攔截泥沙來保護疏生作物的生長。(3)改善土壤物理性狀的措施,包括深耕、少耕、免耕等。(4)水土保持工程措施。例如山坡防護工程:如修建梯田、山邊溝、蓄水池等,避免山坡水土流失;山溝治理工程:如修建溝頭防護工程、各種攔沙壩等,防止溝床不穩(wěn)固、泥沙流失以及泥石流災(zāi)害;山洪導(dǎo)排工程:如修建排洪溝、泄水建筑物等,為了減小山洪、泥石流所產(chǎn)生的危害;坡面治理工程:如修剪護坡工程、修建山坡截流溝、修建蓄水式和泄水式溝頭防護工程、修建編柵護坡工程等。(5)水土保持生物措施。例如水土保持造林技術(shù):常見的造林技術(shù)有3種途徑,即改地適樹、改樹適地、選樹適地或選地適樹;混交造林:可以形成層次多或冠層厚的林分結(jié)構(gòu),具有改良土壤和保護土壤的作用,對于提高防護效能和穩(wěn)定性具有重要作用;造林方法:植苗造林、播種造林、分植造林[8]。endprint
2.2 水土保持的科研成效
自1950年起,中國開始注重水土保持的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)方面的研究,諸如人工降雨、水土流失的變化規(guī)律、黃河中游水沙變化規(guī)律和遙感技術(shù)應(yīng)用等,已經(jīng)取得了一定的研究成果。同時,許多水土保持科研工作者堅持長期不懈的研究,結(jié)合國內(nèi)外水土流失治理辦法,總結(jié)出中國的土壤流失與水土保持分為3個層次,即“地塊-小流域-區(qū)域(或國家)”;2種模型,即統(tǒng)計模型和物理模型的開發(fā);2個方面,即土壤流失評價和水土保持效益評價[9]。
3 展望
水土資源是立國之本,是人類賴以生存和發(fā)展最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。中國的水土流失嚴重,形勢不容樂觀,已成為我國環(huán)境危害的首要問題。但是,由于我國疆域遼闊、不同地方的自然與人文環(huán)境各有不同,造成侵蝕的特征也不同,加之土壤侵蝕的影響因素多樣化,過程復(fù)雜,在時間和空間上分布的隨機性和不確定性,給研究土壤侵蝕問題帶來不同程度的困難和挑戰(zhàn)。同時,也嚴重阻礙了我國綜合經(jīng)濟發(fā)展的速度。因此,必須加快和可持續(xù)發(fā)展水土保持事業(yè),尤其在我國水土保持工作上應(yīng)注重以下幾個方面。
3.1 加強水土保持的可持續(xù)發(fā)展
水土保持的可持續(xù)發(fā)展應(yīng)通過相關(guān)政策法規(guī)的頒布,加強水土保持工作監(jiān)控,才能有效地改善生態(tài)環(huán)境,協(xié)調(diào)人與自然之間的關(guān)系,形成和諧的生態(tài)生產(chǎn)力[10] 。首先,必須將發(fā)展與規(guī)劃相結(jié)合,長期利益與短期利益相結(jié)合,現(xiàn)實與未來相結(jié)合,使之達到水土保持的可持續(xù)發(fā)展;其次,在市場經(jīng)濟快速發(fā)展的條件下,要切實加強水土保持工作的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益,正確處理好水土保持和水資源可持續(xù)利用的關(guān)系,實現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展[11]。
3.2 完善水土保持法律制度
水土流失具有涵蓋范圍廣、形式復(fù)雜多樣、潛伏期較長等特點,中國水土保持機構(gòu)在展開工作的過程中僅僅依賴政府部門的相關(guān)條例,使水土保持工作無法得到持續(xù)穩(wěn)定的實施。中國水土保持的法律法規(guī)存在以下問題:水土保持的立法體系不夠完善,在水土保持法律法規(guī)中忽視了生態(tài)保護,水土保持涉及的補償機制形式化,政府對水土保持的保護機制不夠健全,水土保持中公眾參與制度缺乏操作性,水土保持監(jiān)督體系不足,違法行為責(zé)任體系不夠明確等。與具有20多部水土流失法律規(guī)范的日本以及澳大利亞國家和州分別立法的形式相比,中國水土保持法規(guī)的數(shù)量有限,條款內(nèi)容不夠詳細,法律制度體系不夠完善,國家對水土保持工作的重視還沒有得到切實的改觀。政府政策變動也會影響水土保持工作的展開。國家執(zhí)法部門及相關(guān)政府部門更應(yīng)切實加強處理,明確水土保持法中的相關(guān)條例,例如獎勵條例,單位或個人何種程度的水土保持行為給予何種的獎勵;將生態(tài)保護納入相關(guān)法規(guī),明確生態(tài)保護對于水土保持的重要性和可持續(xù)性;完善和明細水土保持補償?shù)南嚓P(guān)條款,給予單位和個人相關(guān)的款項征收或補償;強化水土保持主管機構(gòu)的職能,細化水土保持職權(quán);明確公眾參與水土保持的權(quán)利和義務(wù),構(gòu)建公眾參與的激勵政策;細化水土保持監(jiān)督制度,增加一些監(jiān)督途徑;明確執(zhí)法主體的法律責(zé)任,構(gòu)建協(xié)調(diào)責(zé)任體系。
3.3 加快水土保持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
水土保持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,須以市場導(dǎo)向為基礎(chǔ),以綜合治理與綜合開發(fā)為條件,充分發(fā)揮發(fā)展小流域經(jīng)濟優(yōu)勢,這將是水土保持發(fā)展的必然趨勢。目前,我國水土保持界對此尚未引起注意,但是,國外的水土保持產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)有相當(dāng)程度的發(fā)展。從21世紀的經(jīng)濟發(fā)展看,要改善水土流失較為嚴重地區(qū)的經(jīng)濟情況,就要在綜合治理的同時,將受到侵蝕的低效益的劣質(zhì)土地逐步改造為高效益的優(yōu)質(zhì)土地,開發(fā)出不同特色產(chǎn)品,發(fā)展水土保持產(chǎn)業(yè)[12]。
3.4 推進水土保持科技研究及措施
根據(jù)目前水土保持研究現(xiàn)狀,以及世界各國水土保持技術(shù)的發(fā)展趨勢,我國應(yīng)注重加強以下幾個方面技術(shù)的研究[13],例如水土保持的生態(tài)監(jiān)測技術(shù);坡地的整治和溝壑壩系優(yōu)化建設(shè)技術(shù);降水地表徑流調(diào)控與高效利用技術(shù);林草植被快速恢復(fù)與建造技術(shù);建立不同尺度的水蝕和風(fēng)蝕預(yù)報模型;建立一系列水土流失和水土保持環(huán)境效應(yīng)評價理論與指標體系;與其他學(xué)科交叉合作,如工程、農(nóng)業(yè)等,建立完善的預(yù)防機制;建立更大范圍的土壤侵蝕數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)信息化管理,以便資源共享[8];建立水土保持專家系統(tǒng)[14],該系統(tǒng)是現(xiàn)代水土保持定量化輔助研究中必不可少的工具,隨著水土保持研究工作的逐步深入,水土保持專家系統(tǒng)的研制、開發(fā)與應(yīng)用一定會受到愈來愈多的重視。
3.5 3S技術(shù)在水土保持中的應(yīng)用
隨著3S技術(shù)越來越成熟,尤其是在土壤侵蝕監(jiān)測、土壤空間分布調(diào)查、土壤侵蝕量估算、水土保持規(guī)劃效果虛擬、水土保持規(guī)劃設(shè)計等方面的研究逐漸增多。GIS在水土保持工作中應(yīng)用的二次開發(fā),已經(jīng)是很多水土保持工作者研究的方向,GIS 將會在水土保持方面得到更廣泛,更準確的應(yīng)用[15]。我國將來水土保持工作中3S技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢:(1)實現(xiàn)國家水土流失與水土保持的動態(tài)監(jiān)測;(2)能夠定期快速清查區(qū)域水土流失與水土保持狀況;(3)完全建立國家水土保持管理信息系統(tǒng)[16];(4)以專家系統(tǒng)技術(shù)為核心,由GIS 技術(shù)、決策支持系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和其他技術(shù)等組成的智能技術(shù)體系,建立我國未來水土保持專家系統(tǒng)。
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