南水北調(diào)中線水源區(qū)水土流失機制研究

李春杰

（南陽師范學(xué)院地理科學(xué)與旅游學(xué)院，河南 南陽 473061）

0 前言

南水北調(diào)中線核心水源區(qū)位于伏牛山和小秦嶺的過渡地帶，山高坡陡的地形狀況復(fù)雜，76.30% 的基巖是由石灰?guī)r構(gòu)成，石灰?guī)r抵御侵蝕的能力較弱，易受風(fēng)化剝蝕和流失侵蝕，在密集且集中的降水下極造成侵蝕和水土流失。石漠化問題較為突出，石漠化使貧瘠的表層土壤和脆弱的植物種群易受流水搬運和侵蝕，造成土地肥力下降，植被減少，泥沙淤積等問題，從而減少水源涵養(yǎng)能力，形成水土流失。水源區(qū)中上游地區(qū)嚴(yán)重的水土流失，直接影響著丹江口水庫的使用壽命和水質(zhì)安全。

南水北調(diào)中線水源區(qū)山體多為石灰?guī)r，淋溶作用較強，地勢南高北低。存在居民毀林開墾、陡坡耕種等不合理的生產(chǎn)方式，致使該地土壤侵蝕水土流失嚴(yán)重。水源區(qū)石漠化土地分布較為廣泛，石漠化程度較高。廣泛分布的石漠化對當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活有著很大影響，會造成可利用的土地減少，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展，并且會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成巨大威脅，降低生物多樣性等。研究以南水北調(diào)中線水源區(qū)為例，通過調(diào)查法、實例分析法、歷史研究法，依據(jù)不同水土流失等級分類，分析了水源區(qū)不同土地利用類型水土流失分布以及不同坡度對水土流失的影響。

1研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

南水北調(diào)中線水源區(qū)氣候溫和，年平均氣溫為16℃，無霜期長。雨量豐沛，降水主要集中在6-9 月，年均降水量為750～900 mm 之間。研究區(qū)位于南水北調(diào)中線水源區(qū)是中國西南巖溶地區(qū)的北緣，喀斯特地貌發(fā)育，土壤類型以黃棕壤為主，易被降雨沖刷侵蝕使土壤貧瘠，地形以坡地為主，易發(fā)生水土流失。

1.2 研究方法

在前期工作中，利用南水北調(diào)中線水源區(qū)SRTM90 m DEM數(shù)據(jù)和水源區(qū)TM 影像圖，對獲取的遙感數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，分析了不同土地利用類型水土流失分布，探討了坡度與水土流失形成的內(nèi)在關(guān)系。研究通過調(diào)查法、實例分析法、歷史研究法，依據(jù)對不同等級石漠化土地分布格局，根據(jù)大量的野外調(diào)查并結(jié)合已有的水土流失研究資料，將水土流失等級劃分為微度、輕度、中度和強烈4個等級。

2 研究結(jié)果分析

2.1 南水北調(diào)中線水源區(qū)不同土地利用類型水土流失分布

南水北調(diào)工程核心水源區(qū)位于伏牛山與小秦嶺的過渡地帶，以山地和丘陵為主。高山陡坡的地形條件和廣泛分布的石灰?guī)r地質(zhì)條件，在集中強降水條件下極易遭受侵蝕，造成局部水土流失，地表巖石裸露發(fā)生石漠化（見表1）。土地利用變化對水土流失的影響是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點問題，不同土地利用方式對水土流失具有明顯的分異效應(yīng)。從不同土地利用類型來看，林地水土流失面積占水源區(qū)總面積的比例最大，其次是耕地、草地和灌木林地，最后是建設(shè)用地（見表2）。其比例分別為35.83%、26.16%、23.32%、11.27% 和3.41%。微度水土流失等級下，林地所占比例最大，達26.06%；輕度水土流失等級下，草地所占比例最大，為17.70%，中度水土流失等級下，林地所占比例最大，為2.80%；強烈水土流失等級下，草地和灌木林地的水土流失面積最大（見表3）。

表1 石漠化程度及面積表

表2 不同土地利用類型水土流失面積（km2）表

表3 不同土地利用類型水土流失面積所占比例（%）表

2.2 南水北調(diào)中線水源區(qū)不同坡度對水土流失的影響

坡度反映地表的起伏，直接影響水力侵蝕的速度和加速度，進而影響地表物質(zhì)的侵蝕、搬運和堆積的速度。從坡度與土壤侵蝕的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，土壤侵蝕與坡度密切相關(guān)。一般來說，在有坡度的地方，輕度石漠化災(zāi)害最嚴(yán)重，＜8°和8°～＜15° 的斜坡上微度等級水土流失最嚴(yán)重，15°～＜25° 和25°～＜35° 的斜坡上輕度等級水土流失最嚴(yán)重，中度水土流失在25°～＜35°和≥35°的坡面上最為嚴(yán)重，重度石漠化在≥35° 的坡面上最為嚴(yán)重（見表4）。中線水源主要分布在東部季風(fēng)區(qū)，集中強降水會對地表巖石產(chǎn)生一定程度的侵蝕，破壞表層土壤。當(dāng)下墊面有一定坡度、破碎度且植被覆蓋率較低，極易造成水土流失和石漠化。核心水源良好的水熱條件加速了巖石的化學(xué)溶蝕速度，加劇了石漠化災(zāi)害。核心水源區(qū)土壤主要為灰土和黃棕壤，土層較薄，抗侵蝕和風(fēng)化能力較弱。受降雨侵蝕和風(fēng)力影響，植被覆蓋度降低，土層薄肥力差，并且常有基巖裸露。通過實地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)核心水源區(qū)部分土壤表面存在明顯的石漠化現(xiàn)象，嚴(yán)重地區(qū)甚至存在無法耕作的情況。

表4 不同坡度下水土流失占比表

4 結(jié)論

研究表明，不同土地利用類型地表特征差異很大，土壤侵蝕特征也不同，林地的水土流失面積最大，不同坡度下水土流失程度有所差異。水土流失與石漠化密切相關(guān)，水土流失災(zāi)害在水源區(qū)極易發(fā)生。因此，解析水土流失現(xiàn)狀，對于研究和恢復(fù)現(xiàn)有石漠化和潛在石漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境，保護水源區(qū)水生態(tài)、水環(huán)境和水質(zhì)安全，具有重要意義。為了進一步分析水土流失問題，應(yīng)研究不同石漠化程度的侵蝕強度和侵蝕模數(shù)變化規(guī)律。針對石漠化的各種危害，可以采取建立國家公園、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展模式、調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)等措施，同時應(yīng)完善治理頂層設(shè)計，加強石漠化防治的基礎(chǔ)科學(xué)研究。