我國水土保持技術研究現狀與進展

李 露 馬 嘯

（1.湖北理工學院土木建筑工程學院，湖北 黃石 435005；2.湖北師范大學城市與環境學院，湖北 黃石 435002）

當今世界危害人類生存的兩方面因素為：一是環境污染，二是水土流失。據統計，全世界現有2.0×109km2土地退化，水土流失面積2.642×107km2，占世界耕地總面積的28.3%［1］。全世界各種侵蝕造成的土壤流失，水蝕部分約占31%，風蝕部分約占34%，為216億t。我國已成為世界上水土流失最嚴重的國家之一［2］。中國水土流失與生態安全綜合科考組經過近3年調查發現：截至2008年，中國現有水土流失面積356.92×l04km2，其中水力侵蝕面積約占45%，風力侵蝕面積約占55%。近年來，國際上有關全球性的重大研究計劃都把水土流失及其防治列為一項重要內容。為此，筆者在研究國內外水土保持技術現狀的基礎上，調查影響水土流失的因素，并研究其給環境帶來的危害，對防治我國水土流失的措施進行歸納總結和展望。

1 國內外水土保持研究現狀

水土流失是在陸地表面由外營力引起的水分和土壤同時流失的現象。風、水和溫度皆可造成水土流失。水土流失的研究在全世界已有一百多年的歷史，各國紛紛根據本國國情，有目標、有計劃地開展和實施流域治理。

美國水土保持研究領域取得很大進展，主要內容包括：土壤侵蝕過程及其環境影響評價、水土流失預測、水土保持效應、生態建設的評價。通過對山區治理的深入研究，先后提出了USLE、RUSEL、WEPP的水土壤侵蝕模型［3］。我國水土流失研究開始于1942年，經過半個多世紀的研究，在水土保持學科體系建設、水土流失規律與土壤侵蝕機理、水土保持動態監測與效益評價、以小流域為單元的水土流失綜合治理與試驗示范等方面取得了較大的進展［4］。

2 水土流失的類型

侵蝕土壤的外力種類不同，同時受土壤、覆蓋植物及土地利用方式的影響，土壤侵蝕呈現出不同的形式，具備不同程度的危險。水土流失主要涵蓋以下幾種類型。

一是水力侵蝕。降雨導致的侵蝕，根據不同的侵蝕形式，可分為濺蝕、面蝕、溝蝕和山洪侵蝕。二是重力侵蝕。以重力作用為主造成的土壤侵蝕，包括陷穴、瀉溜、崩塌和滑坡等。三是風力侵蝕。在氣流沖擊作用下，由于地表破碎，植被很少，氣溫年變化和日變化較大，土粒、沙粒脫離地表，被搬運、堆積的過程。四是植物侵蝕。由于人為作用，使某些植物侵蝕土壤，主要表現為土壤理化性質惡化。五是其他。由于溫度的影響導致的凍融侵蝕，由于現代冰川活動導致的冰川侵蝕以及在水流沖力和重力共同作用下的混合侵蝕，也稱為泥石流。

3 水土流失的影響因子

通常將水土流失的影響機制分為自然因子與人為因子兩大類。自然因子包括地貌、地質、土壤、氣候和植被5個方面，人為因子是指人類活動對水土流失產生影響。

3.1 自然因子

地質：影響主要體現在地質構造背景、地質構造運動和地層的結構方面。地貌：通過斜坡的性狀、河床的形態、侵蝕基準面和溝谷密度等產生作用。氣候：降水和風是造成土壤侵蝕的基本動力。土壤：土壤的物理、力學性質與水土流失直接相關。植被：植被是控制或加速水土流失最敏感的方面。

3.2 人為因子

人為活動影響水土流失表現在以下兩方面［5］。一方面是加劇水土流失，破壞地表植被，開墾陡坡、開礦、采石、修路等；另一方面是減弱水土流失，應用各種水保措施，如生物措施植樹種草，工程措施坡改梯及修筑攔沙壩。這些影響可通過人為改變土壤、植被得以實現。

4 水土流失的危害

水土流失直接導致土地資源的破壞、水旱災害頻發，使生態環境退化，嚴重威脅了生態安全，這是非常嚴重的環境問題。主要體現在以下四方面：降低土壤肥力；破壞土地資源，加劇洪澇災害，降低水庫湖泊的綜合利用功能，水土資源破壞；地質災害加劇，水庫湖泊水體富營養化。

5 水土保持措施

制定水土保持措施應遵循以下三條基本原則［6］：統籌考慮生態、社會和經濟效益、遵從環境規律，分析自身問題、分區分類制定和實施適合當地的措施。水土保持措施包括耕作措施、工程措施、植物措施以及2種或者3種措施同時實施的復合措施。

5.1 耕作措施

主要是橫坡耕作和等高植物籬技術［7］。橫坡耕作即通過耕地微型坡面水系工程和橫坡聚土壟作提高土壤的蓄水能力，儲蓄天然降雨，改革農業耕制，該技術能有效地治理水土流失。坡地等高植物籬是指為控制或減輕水土流失，在坡地上沿等高線種植的條狀灌木帶或多年生草帶。

5.2 工程措施

主要分為以下4種類型。一是山坡防護工程：防止山坡水土流失而修筑的工程，如梯田、山邊溝埂、邊柵、攔水溝埂、水平溝、水平階、錢鱗坑以及蓄水池等。二是山溝治理工程：固定溝床、攔蓄泥沙、防止水土流失在山區溝道中修筑的工程，如溝頭防護工程、谷坊工程、攔沙壩等。三是山洪導排工程：防止山洪、泥石流危害，保護各種建筑安全的工程，如排洪溝、泄水建筑物等。四是小型水利工程：攔蓄坡地徑流和地下潛流，既可以減少水土流失危害，又可用于灌溉農田，如小水庫、塘壩等。

5.3 植物措施

包括人工水土保持林、草建設和天然林、草地的封育等［8］。

5.4 復合措施

即將耕作措施、工程措施、植物措施三者進行有效配置。農林復合措施［9］是指在同一塊土地不同時間和空間上將喬木和作物、家畜結合在一起而形成的土地利用系統集合。通過長期觀測，無鋤草管理下混交林地的水土保持功能最好，人工經濟林功能較差。茶葉園在幾種經濟林中保水功能最差，而林草地的水土保持效益較好。

6 國內外水土保持研究進展

隨著水土保持研究工作不斷地深入，各國開始關注一些新的領域。以西方發達國家為代表，美國、加拿大、德國、澳大利亞等國家基本完成大規模治理工程后，近年來其研究視角和領域逐步擴大，提出了一些新的領域。如“土地保護”“土壤健康”“土地免耕”“機耕道控制性耕作”等，并且從關注農業逐步擴展到與人類和諧發展密切相關的“水質量”“溫室氣體排放”“碳循環”等［10］。

我國幅員遼闊，各地環境各異，形成不同的侵蝕特征，且影響土壤侵蝕因素眾多，時間和空間上的不可把握，過程的復雜性，均給土壤侵蝕科學研究進展造成很大的阻礙。為此，我國應在發展科學的同時，提倡土地可持續利用概念和技術，并進一步深化我國的水土保持研究工作。今后應加強以下幾個方面的研究：通過對水蝕和風蝕的動力學過程的研究，逐步建立預報模型，建立水土流失環境效應評價理論及水土保持指標體系，分析并揭示侵蝕土壤與水土保持對地區環境的影響，采取區域尺度土壤侵蝕試驗研究技術，主要研究侵蝕因子信息采集和提取技術、區域水土流失快速調查技術、水沙匯集傳遞過程的演算方法、工程項目建設區新增水土流失監測技術以及3S技術在水土流失與水土保持研究中的應用。

7 結語

水土保持工作應貫徹人與自然和諧共處的發展方針，堅持自然與社會相結合，保證人口、自然和社會高效有序的發展。限制和消除一切破壞生態的因素，從自然生態和社會經濟形式出發，統籌規劃，分類施治，在充分利用大自然自我恢復能力同時，采取科學的措施，恢復和重建受損、退化的生態系統，防治水土流失，改善生態環境。

［1］Mueller T G，Cetin H，Fleming R A，et a1.Erosion probability maps：Calibrating precision agriculture data with soil surveys using logistic regression［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2005（6）：462-468.

［2］笪志祥，汪紹盛，方天縱.國內外水土保持研究現狀［J］..亞熱帶水土保持，2009（2）：24-26.

［3］Westarp S V，Chieng S，Schreier H.A comparison between low-cost drip irrigation,conventional drip irrigation,and hand watering in Nepal［J］.Agricultural Water Management，2004（64）：143-160.

［4］常慧娟.淺談水土流失治理中林業技術措施的應用［J］.中國林業產業，2017（4）：4-6.

［5］張毅.淺談水土流失危害及治理措施［J］.水能經濟，2016（12）：256-256.

［6］:Kenneth G R.RUSLE：Revised universal soil loss equation［J］.Soil and Water Conservation，1991（1）：30-33.

［7］劉孝盈，吳保生.美國五大流域減沙效果分析［J］..西安理工大學學報,2008（4）：462-466.

［8］楊群良，李琴.水保植物措施可見效益初探［J］.城市建筑，2016（27）：369.

［9］唐夫凱，齊丹卉，盧琦，等.中國西北地區農林復合經營的保護與發展［J］.自然資源學報，2016（9）：1429-1439.

［10］周春火，劉士余.生態修復對防治水土流失的作用探討［J］.安徽農業科學，2006（18）：4716-4717.