祁連山水土流失動態變化及防治措施研究

任忠山

（祁連山國家級自然保護區管護中心西營河自然保護站，甘肅 張掖 734400）

水土流失是指在風力、水力、凍融、重力等諸多自然因素和人為活動的綜合作用下，土地生產能力與水土資源遭受損失與破壞的過程及后果，由水的損失與土地表層侵蝕兩大部分組成。在甘肅祁連山地區，受到自然因素、人為不合理開發利用等因素的影響，出現了嚴重的水土流失現象，引發了大量土壤養分流失、土地損壞、河道淤積、土地生產力下降等問題，危害了生態環境與人類生存發展。本文參考其他地區水土流失動態變化相關的文獻資料，重點分析了1982 年—2020年祁連山地區水土流失動態變化特征，并在此基礎上提出幾點有效防治措施，對有效緩解該地區水土流失現象，建設良好的生態環境等提出意見。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

祁連山位于青藏高原東北部，橫跨青海、甘肅兩省份，長約850 km，寬200～300 km。祁連山東部源于烏鞘嶺，南接柴達木盆地，西靠阿爾金山，北臨河西走廊，平均海拔4 000～4 500 m，山勢表現出西高東低的特點。祁連山屬于高原大陸性氣候區，由于該地區境內地形復雜多樣，海拔差異明顯，導致其水熱條件也存在著顯著差異，中西部地區溫度較低且降水稀少，東部地區相對溫度較高且降水量比較多。

1.2 材料來源與方法

數據類型主要包括：土壤資料、氣象資料、地形數據與遙感影像等。本文選用1982 年—2020 年土壤侵蝕監測結果，對比分析各年份祁連山地區土壤侵蝕時空變化。每年數據技術與技術路線有所不同，導致數據精度也存在一定差異，但對數據對比影響較小。

2 祁連山水土流失動態變化特征分析

人類不合理生產活動與氣候異常變化導致土壤加速侵蝕，特別是在干旱、半干旱地區，土壤侵蝕率增加將會導致土壤養分大量流失，土地生產力顯著下降，還會引發水污染、河道淤塞等一系列環境問題，進而導致惡性循環，水土流失明顯加劇。因此，本文主要分析祁連山土壤侵蝕時空變化特征，直觀反映祁連山地區水土流失動態變化。

2.1 土壤侵蝕的時間變化特征

據統計，1982 年—2020 年，祁連山保護區水土流失年平均侵蝕量達7.90 t/hm2·年。由圖1a 可見，2012 年土壤侵蝕量最大，達到8.27 t/hm2·年；2020 年最小，為1.21 t/hm2·年。整體而言，近年來祁連山保護區年平均土壤侵蝕量呈現出增加趨勢，增加速率為1.3 t/hm2·年/10年。由圖1b可見，祁連山保護區年平均土壤侵蝕量的累積距平值在2010 年附近出現拐點。由于2012 年、2017 年與2019 年極端降水頻發，導致此3年土壤侵蝕量較高。

圖1 祁連山保護區土壤侵蝕統計Fig.1 Soil erosion statistics in Qilianshan protected area

2.2 土壤侵蝕的空間變化特征

據統計，祁連山自然保護區土壤侵蝕速率位于-4.89～23.64 t/hm2·年，土壤侵蝕速率的平均值為0.13 t/hm2·年。祁連山保護區有62.62%的地區土壤侵蝕量呈下降趨勢，達到顯著水平的區域約56.92%；有5.70%的地區土壤侵蝕量呈現出輕微的上升趨勢，其中達到顯著上升水平的區域達12.54%。盡管祁連山自然保護區土壤侵蝕量呈下降趨勢的區域要明顯多于上升趨勢，但是其變化速率的平均值依然表現為正值，主要是由于祁連山保護區土壤侵蝕量呈下降趨勢的下降速率要明顯低于增加趨勢的增加速率。結合海拔條帶進行分析能夠得出，位于海拔2 700 m 以下地區與海拔介于2 700～3 200 m地區的土壤侵蝕量趨勢值均表現為負值，其平均趨勢值分別為-0.013 t/hm2·年與-0.023 t/hm2·年。此海拔范圍之內廣泛分布著草地、林地，由此可見，植被覆蓋及采取有效的水土保持措施可以明顯緩解土壤侵蝕現象；海拔高度在3 200 m 以上區域的土壤侵蝕量趨勢值表現為正值，而且土壤侵蝕增加幅度隨著海拔高度的增加而呈現出增加趨勢，由此可見，高海拔地勢起伏明顯地區的土壤侵蝕風險要明顯高于其他區域，因此，必須結合這一特征采取科學、有效的土壤保持措施，以有效緩解水土流失現象。

2.3 各等級土壤侵蝕的時空變化特征

為深入分析祁連山保護區土壤侵蝕狀況，可以與土壤侵蝕分類分級標準相結合，細化土壤侵蝕等級，具體見表1。

表1 土壤侵蝕等級Tab.1 Grade of soil erosion

與上述土壤侵蝕分級標準相結合，祁連山自然保護區1985年—2020年土壤侵蝕面積，見表2。

表2 祁連山自然保護區各年份各等級土壤侵蝕面積統計Tab.2 Soil erosion area statistics of Qilianshan Nature Reserve in different years and grades %

祁連山自然保護區土壤侵蝕情況整體比較輕，主要表現為微度侵蝕。大多數年份祁連山自然保護區微度侵蝕面積所占的比例均在80.0%以上，幾乎每年祁連山保護區都會有少數區域出現劇烈侵蝕。劇烈侵蝕與極強度侵蝕所占的比例較少，多出現在祁連山自然保護區東南部坡度較陡且海拔較高區域。結合表2 可見，在1995 年前，祁連山自然保護區土壤微度侵蝕面積占比高于80%；2000 年—2015 年，土壤微度侵蝕面積有所減少，均在80%以下；2015 年土壤微度侵蝕面積占比最少，為73.16%；到2020 年該地區土壤微度侵蝕面積占比明顯增加，達到95.40%，與2020 年降水量稀少、極端降水事件較少等存在著一定程度的關聯。而各年份劇烈侵蝕占比均較少，除2015 年外，其他各年份土壤劇烈侵蝕面積占比均未超過1%。

2.4 祁連山水土流失的原因分析

2.4.1 自然原因

引發祁連山水土流失的自然原因主要包括以下幾點：①氣候因素。祁連山隸屬于溫帶大陸性氣候區，深居亞歐大陸內部且距離海洋較遠，降水稀少。另外，受到青藏高原、西北寒冷氣流、內蒙古地區干冷空氣等多種因素的影響，祁連山地區沙塵暴頻發，并受西北季風的影響；②地貌因素。祁連山地區海拔高度較高，再加上凍土地貌的影響，土壤極為堅硬，地下水很難向下滲透并存儲，因此，祁連山特殊的地貌類型無法涵養豐富的水資源；③水文因素。祁連山主要有疏勒河、黑河、石羊河共三大水系，需水量總計81×108m3，可以利用的水資源僅有62×108m3。受到當地氣候、地貌因素的影響，其自然降水量比較多，再加上高溫、地表蒸發量大等因素的影響，祁連山地表水存儲量較少。隨著水土流失現象的日益凸顯，土地砂土化愈演愈烈，地表土明顯缺少，地下水位顯著下降，部分地區水質惡化，嚴重時還會導致居民生活飲水困難。

2.4.2 人為原因

①人為損壞植被與地貌而引發水土流失。近年來，當地居民對祁連山過度索取，掠奪式開墾土地，與因地制宜的和諧可持續發展理念相違背。草地與植被具有涵養水土等功能。降水天氣發生后，植被可以將水分保持在地表上。將林牧用地開辟為農田雖然可以增加農業用地面積，但是卻破壞了草地和植被，降低了土地蓄水功能，引發嚴重的水土流失，直接破壞自然生態系統；②水污染嚴重。社會經濟的飛速發展，城鎮化進程加快，祁連山地區城鎮廢污水量顯著增加，再加上當地居民水資源保護意識薄弱，生活垃圾隨意堆放在地表、倒入河道中，使水資源遭受嚴重污染；③自然災害發生頻率較高。祁連山地區林業資源豐富，且富有多種藥用植物。然而由于人類不合理的開采導致草地林木銳減，森林植被遭受嚴重破壞，植被覆蓋率大幅下降，大量的地表裸露在外，導致其涵養水土的功能無法得到充分發揮，地表荒漠化、砂土化現象愈演愈烈，最終引發嚴重的水土流失現象。另外，洪水會引發泥石流、滑坡、塌方等自然災害。在洪水作用下，大量泥沙匯集于下游水庫，使其容量顯著下降，蓄水、抗災功能下降。

3 祁連山水土流失防治措施

3.1 強化宣傳

祁連山自然保護區相關部門應當充分利用“中國水周”“世界水日”等特殊日期，綜合運用廣播、電視、互聯網、微博、微信等媒體，通過張貼標語、海報等多層次、全方位宣傳水土流失的危害、水土保持基本國策等，還要積極開展水土保持進鄉村、進學校、進機關等活動，多種力量共同營造人人知曉并參與的良好氛圍，使大眾對防治水土流失的認識及其迫切性實現顯著提升。

3.2 采取多種舉措提升生態系統的自我修復能力

主要包括以下幾點：①始終堅持“綠水青山就是金山銀山”的理念，針對各個區域采取有針對性的治理措施。有關政府部門加大濕地、林草等的保護力度，積極開展荒地、低效林等治理工作，有效推動人與自然的和諧相處；②祁連山相關部門應當積極動員全社會力量參與綠化活動，組織全民參加義務植樹活動，適當增加林草面積，通過多種形式多個途經實現增綠增匯，加速森林、草地生態系統恢復；③結合祁連山境內退耕還林成果，強化生態環境建設，持續做好封禁管護與治理工作。要分散治理、連片規模治理相結合，使全區林草覆蓋率得到大幅提升。同時還要切實做好河流保護工作，開展河流污染治理工作，減少河道泥沙淤積，降低洪水的發生率和災害性，達到有效遏制水土流失和降低自然災害的目的，保障人民生命財產安全。

3.3 切實做好水土保持預防的監督與管理工作

①加大對不法行為的監管與懲處力度，嚴厲懲處濫砍濫伐、毀林開荒、過度放牧等引發水土流失的不法行為；下大力氣杜絕“未批先建”“未驗先投”等行為，有關部門在實際的檢查工作當中一旦發現問題與隱患，必須第一時間下達整改通知書，并提出有效意見，同時還要確保整改嚴格落實到位；②強化項目前期管理工作，規范水土保持方案審批流程，嚴守生態紅線，嚴禁許可與水土保持法律法規不符的項目；③強化各部門的對接合作工作，妥善做好項目建設過程中水土保持方案審批工作，同時還要嚴格做好項目監管，以有效防止不當行為造成的水土流失現象。