砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)措施研究進(jìn)展

馬培淵 秦富倉(cāng) 楊振奇 李云

1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)沙漠治理學(xué)院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010018；2.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院內(nèi)蒙古陰山北麓荒漠草原生態(tài)水文野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站 北京 100038；3.水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所 內(nèi)蒙古呼和浩特 010020；4.鄂爾多斯市水利事業(yè)發(fā)展中心 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017002

砒砂巖是一種松散巖層，由厚層砂巖、砂頁(yè)頁(yè)巖和泥質(zhì)砂巖構(gòu)成的。因?yàn)榕皫r上覆土層層厚與壓力低,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與成巖程度非常差,具備“無(wú)水堅(jiān)固,遇水腐爛”的特性，被國(guó)內(nèi)外水土保持學(xué)界稱(chēng)為“世界水土流失之最”“地球環(huán)境癌癥”等。巖石類(lèi)型主要為砂頁(yè)巖、泥質(zhì)砂巖、長(zhǎng)石砂巖及泥巖等，交錯(cuò)層理、色彩雜亂,通常以灰白、紫色、粉紅、灰綠色等顏色互層相間而存在，形似“五花肉”[1]。黃河流域砒砂巖區(qū)內(nèi)氣候干燥，土地支離破碎，典型水力、風(fēng)力、重力與凍融等多動(dòng)力類(lèi)型侵蝕交互疊加發(fā)生，形成復(fù)合侵蝕。每年注入黃河的黃泥沙量高達(dá)3.5億t;同時(shí),注入黃河的粗泥沙量(粒徑>0.05mm)約為2.8t,占黃河流域年均沉降量的很大一部分,也是造成黃河流域安全地的首害[2]。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，砒砂巖區(qū)水土流失嚴(yán)重,嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,導(dǎo)致植被稀疏,出現(xiàn)了大面積砒砂巖裸露現(xiàn)象。因此砒砂巖區(qū)復(fù)合侵蝕綜合治理和水土流失防控是全區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的首要工作[3]。另外砒砂巖區(qū)還是我國(guó)豐富的煤炭資源開(kāi)發(fā)區(qū)，該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理對(duì)于支撐我國(guó)資源供給和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。

在1980年，鄂爾多斯市的沙棘試種工作取得突破性進(jìn)展，研究表明沙棘非常適合在砒砂巖地區(qū)復(fù)雜的自然環(huán)境下生長(zhǎng)發(fā)育，所以在1985年水利部專(zhuān)家錢(qián)正英[4]在西北地區(qū)視察時(shí)建議“以沙棘作為治理砒砂巖區(qū)的切入點(diǎn)”，隨后便開(kāi)始了砒砂巖區(qū)的治理征程，包括眾多專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)始了砒砂巖區(qū)治理的研究以及國(guó)家投資的砒砂巖區(qū)治理項(xiàng)目。1999年，我國(guó)水利部有關(guān)專(zhuān)家組成的考察組對(duì)砒砂巖區(qū)具有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的灌木進(jìn)行了考察，取得了巨大的成果[5]。畢慈芬等利用沙棘植物根系發(fā)達(dá)，耐旱和自身繁殖力強(qiáng)的特點(diǎn)提出沙棘“柔性壩”的設(shè)想，將砂直接攔截在山間溝壑之中，從而達(dá)到快速恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的目的[6]。21世紀(jì)初期，在國(guó)家和有關(guān)部門(mén)科技計(jì)劃的大力支持下，大批重點(diǎn)工程項(xiàng)目陸續(xù)落戶(hù)于砒砂巖區(qū)，“3S”技術(shù)也成為在砒砂巖區(qū)科研的主要技術(shù)手段，大批的研究者對(duì)砒砂巖侵蝕成因及規(guī)律、土地利用情況、水土流失狀況等因素進(jìn)行了長(zhǎng)期的深入研究。從最近20年來(lái)看，是砒砂巖區(qū)生態(tài)環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)的快速發(fā)展階段，在此期間提出了大量的生態(tài)修復(fù)治理方案，如種植沙棘檸條油松等為主的混交林生物措施治理[7]和采用新型抗蝕促生材料等配合魚(yú)鱗坑、坡改梯等生物措施、工程措施進(jìn)行立體配置的治理模式，通過(guò)企業(yè)和高校的廣泛參與，取得了豐富成果[8-9]。

黨的十八大以來(lái)，中國(guó)生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的大部分法規(guī)都進(jìn)行了新一輪修訂，對(duì)中國(guó)生態(tài)文明的建設(shè)提出了更高要求，砒砂巖地區(qū)作為中國(guó)黃河流域粗泥沙主要來(lái)源區(qū)之一，其環(huán)境恢復(fù)工作也迎來(lái)新的挑戰(zhàn)。如今，黃河流域砒砂巖區(qū)域的生態(tài)修復(fù)措施研究成果豐碩，綜合治理成效顯著，入黃泥沙的含量已逐漸下降，區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境發(fā)展走向不斷向好。但是傳統(tǒng)治理局部化、階段化的問(wèn)題還是比較突出，缺少區(qū)域復(fù)合侵蝕的阻抗以及生態(tài)修復(fù)退化防治為一體的綜合治理體系，同時(shí)實(shí)踐中顯露出來(lái)的生態(tài)環(huán)境脆弱、造林成活率低、人工林退化以及植被類(lèi)型單一且配置模式相對(duì)簡(jiǎn)單等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題都有待解決。為此，本文對(duì)以往砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)措施的主要成果進(jìn)行綜述，并討論現(xiàn)有研究的不足之處，展望砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)措施研究的主要發(fā)展方向，為砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)措施相關(guān)研究技術(shù)與實(shí)踐提供參考。

1 砒砂巖分布及巖性特征

明確砒砂巖侵蝕特征是有效研究治理手段的根基。黃河流域砒砂巖地區(qū)總面積約為1.67萬(wàn)平方千米，分布區(qū)域東起黃河流域西至鄂爾多斯市杭錦旗境內(nèi)，南鄰陜西省境內(nèi)的神木縣，北接庫(kù)布齊沙漠的中南端。根據(jù)砒砂巖的上層覆蓋物和基巖裸露程度將砒砂巖劃分為蓋土、蓋沙和裸露區(qū)，其中以裸露區(qū)出露面積最大，侵蝕也最強(qiáng)烈，由于其巖石結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的不同，目前在國(guó)外其他地區(qū)未見(jiàn)同樣巖石的報(bào)道與研究[10]。蓋土區(qū)指砒砂巖直接埋藏于黃土以下，黃土厚度通常超過(guò)1.5米；蓋沙區(qū)指砒砂巖直接埋藏于沙層以下；裸露區(qū)是指砒砂巖直接暴露在土層地表，上面并無(wú)厚沙或沙土厚度不超過(guò)1.5米。其中蓋土區(qū)總面積為0.84萬(wàn)平方千米，裸露區(qū)總面積為0.46萬(wàn)平方千米，蓋沙區(qū)總面積為0.37萬(wàn)平方千米。蓋土區(qū)植被覆蓋度為20%左右，屬于嚴(yán)重侵蝕區(qū)，以水力侵蝕為主, 水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕和重力侵蝕交替發(fā)生[7]；蓋沙區(qū)植被覆蓋度少，主要以風(fēng)蝕為主,表現(xiàn)出水蝕、風(fēng)蝕等復(fù)合侵蝕的景象；裸露區(qū)植被覆蓋度極少，以水蝕為主。砒砂巖侵蝕與區(qū)域內(nèi)植被類(lèi)型，地質(zhì)地貌，氣候條件等因素有關(guān)外，還與自身巖性也有不可分割的聯(lián)系。砒砂巖主體由許多礦物質(zhì)組成，許多學(xué)者已經(jīng)對(duì)礦物質(zhì)的組成開(kāi)展了深入研究，雖然所用的方式方法和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不同，但對(duì)砒砂巖礦物質(zhì)成分的檢驗(yàn)結(jié)果基本一致，砒砂巖主要礦物質(zhì)成分主要為石英、蒙脫石、長(zhǎng)石和方解石等。砒砂巖中由于顏色的差異，相同的礦物質(zhì)成分含量也出現(xiàn)了很大的差別；在不同深度，縱然顏色相同，同類(lèi)的礦物成分含量也會(huì)呈現(xiàn)較大的差異，因此說(shuō)明砒砂巖礦物成分的空間異質(zhì)性是非常大的[3]。其中化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的石英對(duì)比巖類(lèi)的含量相對(duì)較低，但仍占據(jù)了50%左右，且抗風(fēng)化的能力較佳，化學(xué)溶解基本不怎么產(chǎn)生，因而砒砂巖遇水腐爛，遇風(fēng)碎裂的原因與石英的相關(guān)性微乎其微。造成砒砂巖容易侵蝕的礦物質(zhì)主要為黏土類(lèi)中的蒙脫石、長(zhǎng)石類(lèi)以及起膠結(jié)作用的高嶺土和方解石等礦物[11-12]。從化學(xué)成分上來(lái)看，盡管砒砂巖中所含Na2O、K2O、CaO等多種類(lèi)不穩(wěn)定的元素含量相對(duì)較低，但這些微量元素的性質(zhì)卻分外活躍，遇水后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的概率非常大，且極易流失，非常容易破壞砒砂巖固有結(jié)構(gòu)，并會(huì)嚴(yán)重削弱砒砂巖的抗蝕能力[13]。不同顏色的砒砂巖所含礦物質(zhì)、化學(xué)成分有一些不同，其抗侵蝕特性也有所變化不同[12，14]。砒砂巖本身的結(jié)構(gòu)性就很強(qiáng)，具備“無(wú)水堅(jiān)硬”的特點(diǎn)，倘若一遇到水，其抗剪、抗壓強(qiáng)度急劇降低[15-16]，相當(dāng)容易產(chǎn)生水蝕。砒砂巖不同礦物的粒徑天差地別，顆粒之間不嚴(yán)密，排列錯(cuò)雜，毫無(wú)定向性可言，抗水蝕、風(fēng)蝕性能弱。由于砒砂巖區(qū)內(nèi)垂直裂縫相比水平裂縫來(lái)說(shuō)多很多，所以砒砂巖的抗侵蝕能力差，比較容易發(fā)生重力侵蝕。

2 砒砂巖區(qū)土壤侵蝕類(lèi)型

砒砂巖區(qū)土壤侵蝕非常強(qiáng)烈，主要有水力、風(fēng)力、凍融、重力等多種侵蝕類(lèi)型[17]。但目前針對(duì)土壤侵蝕的研究仍然把研究區(qū)作為均勻土質(zhì)，這和實(shí)際侵蝕規(guī)律有著較大的區(qū)別。識(shí)別砒砂巖區(qū)土壤侵蝕類(lèi)型，對(duì)于砒砂巖水土保持生態(tài)修復(fù)工作的推進(jìn)有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2.1 水力侵蝕

水力侵蝕是嚴(yán)重的侵蝕類(lèi)型之一，在砒砂巖區(qū)中分布最廣。水力侵蝕一般發(fā)生在7～8月，此時(shí)降雨多為中到暴雨，此時(shí)的降雨量大約占全年總降雨量的64%[17]。眾人利用人工降雨和防水沖刷等經(jīng)典方法對(duì)水力侵蝕進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，譬如楊吉山等[18]在準(zhǔn)格爾旗的研究表明，坡面的產(chǎn)流產(chǎn)沙過(guò)程很大程度上受砒砂巖的巖性影響。蔡懷森等[19]證明了水力侵蝕與砒砂巖顏色有關(guān)。張喜旺等[20]在砒砂巖區(qū)的研究結(jié)果表明，水力侵蝕與下跌面等許多因素有關(guān)。楊振奇等[21]在裸露砒砂巖區(qū)研究結(jié)果表明，水力侵蝕使砒砂巖區(qū)土壤劇烈侵蝕，可明顯改變坡面的微地形，隨著水力侵蝕的加劇，微地形平均坡度、粗糙度等均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，表明坡面微地形向利于侵蝕發(fā)生方向發(fā)展。所以，在研究砒砂巖區(qū)水力侵蝕機(jī)理時(shí)，必須充分考慮各種覆土層厚度而引起侵蝕過(guò)程的不同。

2.2 風(fēng)力侵蝕

砒砂巖區(qū)位于中國(guó)黃河流域風(fēng)蝕和水蝕的交織地區(qū)，風(fēng)蝕作用在整個(gè)砒砂巖區(qū)均有發(fā)現(xiàn)，風(fēng)蝕量非常龐大，迎風(fēng)坡面以及溝谷等特殊地貌也是風(fēng)蝕強(qiáng)烈作用的地方。風(fēng)力侵蝕主要發(fā)生在3～5月，此刻氣溫逐漸回升，凍土開(kāi)始解凍，植被覆蓋度低且雨量稀少，一般風(fēng)速2.4m/s，最高風(fēng)速可達(dá)15～16m/s。張攀等[22]實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)證明，單一的風(fēng)蝕作用可能不會(huì)使坡面產(chǎn)沙量大增，只有在風(fēng)、水兩相侵蝕下，風(fēng)蝕對(duì)坡面表層的風(fēng)化危害才會(huì)增大，所以應(yīng)更關(guān)注水力與風(fēng)力的交互侵蝕。目前，盡管對(duì)風(fēng)力侵蝕的規(guī)律已基本清楚，但對(duì)風(fēng)力侵蝕模型的研究卻仍處于空白領(lǐng)域，目前只有董治寶[23]所建立的砒砂巖區(qū)風(fēng)蝕流失量的經(jīng)驗(yàn)估算模型。

2.3 重力侵蝕

20世紀(jì)80年代初期，專(zhuān)家就開(kāi)始提出了重力侵蝕強(qiáng)度的劃分等級(jí)規(guī)范，把晉、陜、蒙三區(qū)劃為重力侵蝕強(qiáng)烈地區(qū)。唐政洪等[24]研究表明，重力侵蝕一般容易發(fā)生在砒砂巖坡面發(fā)育好的裂縫孔隙上。據(jù)葉浩等人[25]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，重力侵蝕的發(fā)育受砒砂巖中某些化學(xué)元素含量的變化而顯著影響。21世紀(jì)初期，葉浩等人[26]進(jìn)一步揭示重力侵蝕與砒砂巖巖性之間關(guān)系。另外環(huán)境污染等各種因素也會(huì)對(duì)砒砂巖區(qū)重力侵蝕形成一定影響，同時(shí)與其他侵蝕類(lèi)型的影響交互發(fā)生，檢測(cè)困難程度很大，所以對(duì)重力侵蝕定量分析及其預(yù)報(bào)模型的研究目前仍處于空白領(lǐng)域。

2.4 凍融侵蝕

凍融侵蝕一般發(fā)生于春季，在24小時(shí)內(nèi)完成一次凍融循環(huán)。張攀等[22]實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)表明，凍融作用只有在與其他復(fù)合作用交互發(fā)生時(shí)才可以使坡面上的物質(zhì)被遷移與沉積。相比其他侵蝕類(lèi)型而言，凍融侵蝕的研究相對(duì)較少，主要有以下兩點(diǎn)原因：(1)相比其他侵蝕類(lèi)型，凍融侵蝕的研究開(kāi)始較晚；(2)凍融侵蝕的危害相對(duì)較少，現(xiàn)有研究多為凍融侵蝕與其他侵蝕疊加影響的作用。

3 生態(tài)修復(fù)措施

生態(tài)修復(fù)是應(yīng)用某些生物或生態(tài)技術(shù)方法，把不利于生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)發(fā)展的因素和環(huán)節(jié)更正或舍棄，并實(shí)現(xiàn)改進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外部系統(tǒng)統(tǒng)一的目標(biāo)。由于砒砂巖地區(qū)土壤，地質(zhì)地貌，氣候條件等因素錯(cuò)綜復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性也比較差，長(zhǎng)時(shí)間的土壤侵蝕作用導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化、地表生命力降低和生態(tài)系統(tǒng)失衡破壞，因此砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)措施工作的重點(diǎn)是土壤侵蝕防治。對(duì)于砒砂巖區(qū)現(xiàn)有的主要侵蝕防治措施有生物、工程措施兩大類(lèi)。

3.1 生物措施

沙棘作為砒砂巖地區(qū)常見(jiàn)灌木，為砒砂巖地區(qū)植樹(shù)造林的先鋒樹(shù)種，許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究，取得了一定成效。在砒砂巖區(qū)栽植沙棘林，能有效提高土壤持水率、土壤孔隙率和土壤有機(jī)質(zhì)含量，還能減少土壤容重，使砒砂巖區(qū)的土壤結(jié)構(gòu)得到改善，并減少雨水對(duì)砒砂巖區(qū)內(nèi)土壤侵蝕及其對(duì)地表的沖刷[27-28]。針對(duì)砒砂巖水土流失特點(diǎn)，畢慈芬等[29]提出了“植物柔性壩”的治理方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“植物柔性壩”具有改變溝道的輸水輸沙特性，攔沙泄流，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)等多種能力。截至2018年，沙棘栽植已建立了一個(gè)較為完備的運(yùn)行機(jī)制[30]。在砒砂巖區(qū)中除了沙棘，還生長(zhǎng)著油松、沙柳、檸條、楊柴等植物。王愿昌等人[31]提出以沙棘作為生物措施的重要切入點(diǎn)，在造林地塊良好的區(qū)域栽植油松與檸條，采用混交造林的方式。油松突出的特點(diǎn)就是抗旱性強(qiáng)、耗水性低，容易成活等。陳麗等人[32]的研究成果中指出：坡向、坡位以及土層厚度等主要因子顯著影響油松的生長(zhǎng)，所以應(yīng)選擇在土層厚度較厚的陰坡中下部進(jìn)行油松造林。韓兆敏等[33]對(duì)油松莖流速率進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表現(xiàn)為白天相比較夜間，莖流速率較大。楊振奇等[34]經(jīng)過(guò)比照砒砂巖地區(qū)造林樹(shù)木的枯落物和林下土壤持水特性，發(fā)現(xiàn)了油松的枯落物及土壤持水能力優(yōu)異，更適宜于用作砒砂巖地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)樹(shù)木。而沙柳則作為一個(gè)有很強(qiáng)耐旱能力、抗風(fēng)固沙效益良好的水土保持保護(hù)林樹(shù)種，不少專(zhuān)家學(xué)者都對(duì)其開(kāi)展了深入研究。夏靜芳等[35]以沙棘為主要造林樹(shù)種與喬木、灌木、牧草等組成綜合植被環(huán)境資源系統(tǒng)，提出了14種水土保持植物治理模式。

3.2 工程措施

砒砂巖區(qū)綜合治理的工程措施主要有溝頭防護(hù)、坡面與溝道工程。事實(shí)上，砒砂巖的坡面坡度較大，不太適合建設(shè)坡面工程措施，由于砒砂巖巖性的特殊性，溝道建設(shè)缺少建筑材料，嚴(yán)重阻礙了該砒砂巖區(qū)淤地壩工程的建設(shè)。2016年，楊大令等人[36]根據(jù)砒砂巖巖性機(jī)理，通過(guò)對(duì)砒砂巖中添加改性劑、抑制劑等進(jìn)行改性，研發(fā)出了可進(jìn)行淤地壩工程建設(shè)的改性材料，并初步建立了一個(gè)利用改性砒砂巖建造淤地壩的關(guān)鍵技術(shù)體系。李長(zhǎng)明等[37]用砒砂巖和粉煤灰混合制成的地聚物材料使砒砂巖土壤孔隙結(jié)構(gòu)、抗渙散性以及抗壓強(qiáng)度有顯著提高。劉慧等[38]研究表明，隨著粉煤灰或礦粉的增加砒砂巖試件的抗壓強(qiáng)度呈增加趨勢(shì)，其中礦粉比粉煤灰的抗壓強(qiáng)度效果更明顯。抗蝕促生是指既可以固定土壤表層又可以抵抗侵蝕，還能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的生態(tài)修復(fù)的技術(shù)[39]。姚文藝等[40]根據(jù)對(duì)抗蝕促生材料的研究結(jié)果提出，W-OH-SF抗蝕促生材料可以對(duì)砒砂巖的小顆粒表面予以覆蓋，并與砒砂巖組成有抗蝕促生、降解可控等的優(yōu)異特性，并根據(jù)砒砂巖不同坡段、坡度提出了抗蝕促生治理措施的配置模式。張磊等[41]在研究抗蝕促生材料得出W-OH-SF會(huì)根據(jù)臨界濃度的差異對(duì)植物種子發(fā)芽速率產(chǎn)生不一樣的影響。據(jù)肖培青等[42]野外實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)，二元立體模式減沙效益達(dá)到了97.5%，證實(shí)抗蝕促生治理模式是可行的。近期，王燕星等[43]通過(guò)MICP技術(shù)對(duì)砒砂巖風(fēng)化土進(jìn)行改良加固，很好地解決了砒砂巖遇水渙散的問(wèn)題。因此開(kāi)展砒砂巖抗蝕促生措施立體配置模式等相關(guān)技術(shù)的研究對(duì)砒砂巖區(qū)水土保持治理有現(xiàn)實(shí)意義。

4 生態(tài)修復(fù)的研究不足與展望

從最近幾十年砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)措施技術(shù)研究來(lái)說(shuō)，雖然取得了很多的成果，研究的方法也陸續(xù)得到完善，也取得了階段性的勝利，但是由于砒砂巖區(qū)巖性的特殊性與侵蝕類(lèi)型的復(fù)雜性，所以還存在一定的空白領(lǐng)域與薄弱環(huán)節(jié)。為此，通過(guò)閱讀關(guān)于砒砂巖區(qū)土壤侵蝕與生態(tài)修復(fù)措施等相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了對(duì)砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)措施現(xiàn)有研究的不足之處，并對(duì)未來(lái)砒砂巖區(qū)生態(tài)修復(fù)研究方向進(jìn)行了展望。

4.1 對(duì)復(fù)合侵蝕規(guī)律的研究

雖然對(duì)水蝕、風(fēng)蝕、凍融作用等侵蝕類(lèi)型各有研究，但對(duì)復(fù)合侵蝕規(guī)律、交替過(guò)程、產(chǎn)沙過(guò)程等研究仍處于薄弱環(huán)節(jié)。砒砂巖區(qū)的復(fù)合侵蝕與單一的水蝕、風(fēng)蝕、凍融侵蝕等在搬運(yùn)和沉積的過(guò)程是完全不同的。而這正是治理砒砂巖區(qū)侵蝕與生態(tài)修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。因此，揭示復(fù)合侵蝕交替發(fā)生的過(guò)程、規(guī)律、機(jī)理等以及相關(guān)侵蝕模型的構(gòu)建可以作為下一階段研究方向之一。

4.2 植被快速建植及人工植被穩(wěn)定性維持技術(shù)研究

植被退化造成砒砂巖區(qū)水文環(huán)境的嚴(yán)重惡化，為各類(lèi)侵蝕提供了有利的條件，從而加劇侵蝕。不同的植被和其配置模式對(duì)砒砂巖區(qū)環(huán)境形成的影響也多種多樣，因此怎樣快速建植以及怎樣提高重建后穩(wěn)定性是治理砒砂巖區(qū)生態(tài)恢復(fù)中的重點(diǎn)難題。為此，應(yīng)該將植被退化的快速重建作為一項(xiàng)系統(tǒng)加以深入研究，研發(fā)蓋土、蓋沙、裸露砒砂巖區(qū)植被退化快速重建的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)行蓋土、蓋沙和裸露砒砂巖區(qū)植被快速恢復(fù)及重建后穩(wěn)定性能的提高，高效地預(yù)防砒砂巖區(qū)土壤侵蝕的發(fā)生。

4.3 對(duì)生態(tài)修復(fù)資源利用及高質(zhì)量發(fā)展研究

雖然在砒砂巖地區(qū)的生態(tài)修復(fù)工作獲得了很大的進(jìn)展，積累了大量的林草資源、壩地資源、林草產(chǎn)業(yè)及農(nóng)牧民飼草料，但現(xiàn)有資源缺乏有效的管理與維護(hù)，使得已見(jiàn)效的生態(tài)修復(fù)工作出現(xiàn)資源不合理利用的問(wèn)題。所以，應(yīng)該將生態(tài)修復(fù)工作的重點(diǎn)從生態(tài)治理上走向高質(zhì)量發(fā)展，對(duì)已有生態(tài)修復(fù)成果實(shí)現(xiàn)資源的轉(zhuǎn)化與維護(hù)，進(jìn)一步強(qiáng)化政府對(duì)生態(tài)修復(fù)工作重要性的宣傳普及與管理，為生態(tài)修復(fù)工作提供技術(shù)保障，以達(dá)到砒砂巖區(qū)“治理—修復(fù)—經(jīng)濟(jì)”的高質(zhì)量發(fā)展。

4.4 智慧水土保持研究

雖然我國(guó)對(duì)水土保持工作取得了豐碩成果，但水土保持監(jiān)測(cè)監(jiān)管工作發(fā)展相對(duì)滯后，沒(méi)有受到相應(yīng)的關(guān)注，且不少地區(qū)缺乏先進(jìn)的技術(shù)手段和儀器設(shè)備，或技術(shù)手段和儀器設(shè)備較為落后，自動(dòng)化程度不高，數(shù)據(jù)不對(duì)接等問(wèn)題頻頻出現(xiàn)，無(wú)法為生態(tài)修復(fù)工作及科學(xué)研究提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。下一階段，應(yīng)重點(diǎn)研發(fā)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)娜采w監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，形成滿(mǎn)足科學(xué)研究需求的全覆蓋監(jiān)測(cè)監(jiān)管數(shù)據(jù)和預(yù)警平臺(tái)，為智慧水土保持提供快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。