淮河流域水土保持与生态环境可持续维护（姚孝友）

wosky · 发表于 2015-7-13 23:06:04

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2008-4-17 22:06 上传

表1

摘要水土是自然生态系统中最基本的要素，也是人类赖以生存和发展的基础条件和前提，保持水土、维护可持续生态环境具有十分重要的意义。本文通过对淮河流域水土流失及其引发的重要生态问题的分析，从生态学相互制约与相互依赖、物质循环转化与再生、物质输入输出动态平衡、相互适应与补偿协同进化、环境资源的有效极限等规律，阐述了生态环境可持续维护对水土保持的要求，并提出了控制人为水土流失、重视生态修复、加强植被立体配置和流域水循环、建设生态农业等水土保持措施。关键词淮河流域水土流失水土保持生态环境水和土是自然生态系统中最基本的要素，也是人类赖以生存和发展的基础条件和前提，多年来，淮河流域很多地方在经济发展中一度忽略了生态建设和生态保护，无序开发和不合理的水土资源利用，加剧了水土流失，造成了生态环境的急剧恶化，合理利用开发水土资源，维护可持续生态环境对经济社会可持续发展及人类的生存具有十分重要的意义。 1 淮河流域水土流失状况淮河流域山丘区面积虽然仅占总面积的三分之一，但由于人口密集，人地矛盾引发的过度垦伐曾一度导致严重水土流失问题。根据2002年公布的全国遥感普查资料，淮河流域水土流失面积3.08万km2，主要分布在淮干上游的桐柏大别山区、洪汝沙颍河上游的伏牛山区、沂沭泗河上游的沂蒙山区和江淮、淮海丘陵区及黄泛平原风沙区。近些年来，由于土地资源的缺乏、恶劣的生产条件和落后的生产方式与迫切的经济发展需要，造成了“广种薄收”和对山场资源掠夺式地经营开发，局部山地坡度较大、自然植被较好但没有经济效益的灌木林地开垦种植速生用材林、高效经济林，大幅度降低了水土保持功能。根据1995和2000年TM卫星影像解译资料，五年内流域水土流失面积增加近1万km2。随着经济建设步伐的加快，淮河流域基础设施建设和开发性项目逐年增多，扰动地表、破坏植被，造成水土资源破坏的范围全流域每年将近1000km2。人为新增水土流失面积300km2左右，新增水土流失量高达2000~5000万t。 2 水土流失引发的主要生态问题水土流失不仅破坏可耕作土地，而且引发一系列与之相关的生态问题。 2.1人地矛盾突出，“三农”问题加剧淮河流域由于人口稠密，山区耕垦较早，长期严重的水土流失遗留下近3000 km2的裸岩面积和1000 km2的难以利用的沙砾化面积，不足30cm土层厚的山场面积超过1万km2，而这些土壤瘠薄的山场正是水土流失之所在，一旦再继续流失掉10cm土层，那么淮河流域山丘区将累计失去近1万km2的可耕作土地，这对本来人均土地就比较少的淮河流域来说，其威胁十分巨大。这种日益严重的人多地少矛盾问题，造成了农村生态系统中非生物环境与消费者和生产者严重失衡，即使作为消费者的人口数量不变，非生物环境与生产者日趋减少，势必导致“三农”中农民和农业、农村发展不平衡，使“三农”问题自身比例失调。 2.2土地质量下降，农业生态系统产出低水土流失带走大量的土壤粘粒、矿物质和有机质，造成土壤质地粗化、涵蓄水能力降低，破坏了原有健康的土壤生态系统，作为生态链中的微生物失去了良好的生存条件，农业生态循环失衡，绿色生产者在缺乏足够养分保证的情况下，利用太阳效率日益下降，在这样的环境影响下，农业产量低而不稳，甚至要用高成本才能维持原来的产量，使农业的生产活动存在巨大的危机。据调查测定，淮河流域流失的土壤大部分粒径小于0.5mm，一场暴雨过后，土壤中粒径1.2mm的沙砾增加1.0~3.6%，土壤有机质损失19.5~36.4%。流失的土壤中有机质一般高达2.5~3.3%，是田间土壤的5~8倍。上个世纪80年代山丘区农耕地每公顷施用的化肥仅十几公斤，现在为了维持产量每公顷施用五百公斤左右。 2.3水分无效丧失，造成和加剧缺水水不仅是产生水土流失的动力之一，也是维系生态、生产的主要因子。在水文循环中，土壤将入渗的降水一方面通过其持水能力维持植被生长和生产消耗，一方面下渗补充地下水形成河道基流，维护河流生态。水土流失造成孔隙度较多土壤耕作层流失掉，浅薄土层加大了径流系数，不仅造成水土流失的恶性循环，而且地表覆着物也因为失去正常生长的水分保证，逐步退化为次生灌木、灌草，甚至群落消退，农业生产也不得不靠灌溉维持；沟道和小河道丧失基流季节性干枯，泉水消失，生态系统破坏，生产、生活和生态缺水加剧。 2.4淤积水工程，河流污染加剧淮河流域因水土流失每年有约1亿t泥沙进入水体，根据水文资料，伏牛山区和桐柏大别山区河流含沙量一般在0.28~0.53kg/m3；沂蒙山区河流含沙量0.987~1.46kg/m3；沂沭泗河中下游河流含沙量0.053~0.617kg/m3。淮河干流蚌埠站多年平均输沙量586万t，根据土壤养分分析推算，每年约有17万t有机质、770t速效氮、120t速效磷、140t钾随泥沙进入下游水体。 3 生态学规律及其对水土保持的要求生态学是研究包括人在内的生命与其物理和生物环境间相互关系的系统科学，是关于生命、环境和人类社会可持续发展的方法论科学。生态学规律简要地概括成五个方面，即：相互制约与相互依赖的规律、物质循环转化与再生的规律、物质输入输出的动态平衡规律、相互适应与补偿的协同进化规律、环境资源的有效极限规律。 3.1相互制约与相互依赖的规律生态系统中生物与生物、生物与环境资源相互依存、相互制约，是一个有机的整体，系统中的绿色植物、食草动物和食肉动物，通过食与被食的关系形成一个链条。生物间的相互制约作用，使生物保持数量的相对稳定，同一环境中的物种越多，该生态系统也越稳定。相互制约与相互依赖的规律要求水土保持：一是立足流域管理，协调水—土—植被、上下游的关系，统一规划，综合治理；二是在植被建设中应根据物种多样性的要求，发展混交林，实现乔灌草结合。 3.2物质循环转化与再生的规律自然界通过植物、动物、微生物和非生物成分，一方面不断地合成新物质，一方面又随时分解为原来的简单物质，重新被植物所吸收，进行着不停顿的新陈代谢作用。水土是物质循环转化与再生的载体，水土流失造成可耕地土壤破坏和损失，无疑会造成流域生态系统物质循环失调，维护正常的物质循环转化与再生首先必须控制水土流失，并在此基础上充分考虑流域生态和经济社会需求的属性，建立像猪—沼—果、秸秆还田等加速物质有效循环的流域综合治理模式。 3.3物质输入输出的动态平衡规律在自然生态系统不受人类活动干扰时，生物体一方面从周围摄取物质，另一方面向环境排放物质，生态系统的结构与功能、物质、能量和信息的输入输出都处于相对稳定的状态。当物质输入和输出不平衡超过自身调节范围时，就会引起生态系统结构和功能紊乱，使整个生态系统的平衡被打破出现失衡现象。动态平衡规律要求水土保持坚持人与自然的和谐共处，经济发展要与人口、资源、环境相协调。在预防监督方面，规范人类自身活动，防止掠夺性砍伐破坏植被；在综合治理方面，注重维持持久的土壤生产力，保持土壤营养物平衡，并把生态用水提到重要议程，防止因水输入不足对生态环境造成的破坏。 3.4相互适应与补偿的协同进化规律生物与环境之间，存在着作用与反作用的过程，也就是说，生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物。二者在共同的相互作用中完成自然再生产过程。生物不断地从环境吸收水和营养元素，同时又以其枯枝落叶、排泄物和尸体把相当大的一部分水和营养素归还给环境，最后获得生物与环境协同进化。协同进化规律要求水土保持：一是注重生态修复，减少人为干扰，让生物与环境按照自然规律协同进化；二是在植被建设中，注重“适地适树”原则，避免引进外来物种，造成过度繁殖，导致其他生物因环境物质供应不及而造饥饿死亡。 3.5环境资源的有效极限规律和生态可持续性法则生态系统中作为生物赖以生存的各种环境资源，在质量、空间和时间等方面，都有其一定的限度，不能无限制地供给。与环境资源的有效极限规律紧密联系的是生态可持续性法则，只要对生物和非生物资源的使用不超过他们自身的恢复再生能力，再生资源便可持续不断的更新。水土资源是生态经济系统的组成部分，服从生态和经济规律的支配。环境资源的有效极限规律和生态可持续性法则要求水土保持在小流域综合治理中，适应资源和环境容量的约束，根据水土资源承载能力和环境承载能力，合理利用开发水土资源，并注重其节约、保护和植被的合理配置，提高单位面积产出率和流域承载能力，努力实现水土资源的永续利用。 4 实现可持续生态环境的水土保持措施水土保持以控制水土流失为核心，以保护和合理利用开发水土资源为手段，以确保小流域生产发展、生活富裕、生态良好为目标，因此必须强调人与自然和谐相处，按生态学原理，树立正确的生态观，处理好经济社会发展要求与水土资源承载能力的关系。 4.1强化生态理念，控制人为新增水土流失如何处理好人与自然的关系重要的是加强生态教育，提高人们的生态保护意识，培育新的环境价值观念，树立新的行为规范。在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，要强调开发建设项目在满足人类社会需求的同时，应兼顾水土资源承载力和生态系统的健康、可持续性。为此，水土保持首要的问题是加强预防监督管理，保护水土资源，控制人为新增水土流失。针对淮河流域实际，在开发建设项目水土保持管理方面，一是人地矛盾异常突出的区域，应避免那些对土地资源占有大、对水土资源造成不可逆转变的开发建设项目；二是重点生态功能区应控制开发建设项目；三是开发建设项目应注意原有水系破坏后的恢复和重建，损坏的土地应最大化恢复农业用途；四是山丘区开发过程中的弃土弃渣应选择“四荒”地梯级堆放并注重表土还原、恢复植被等。 4.2集约利用开发水土资源，加大生态修复力度科学发展观要求水土保持对流域水土资源采取保护性开发，即把资源利用量和资源保有量兼顾起来，控制水土资源开发的绝对数量，避免资源的粗放经营和浪费性开发，探索单位资源的纵深利用途径，提高单位资源的利用效益和产出率，最大限度提高资源的保有量，让更多的水土资源在自然状态下按照其自身的规律参与生态系统循环，并促进植物群落的自然演变和修复。生态学研究和实践证明，充分发挥自然的力量，依靠生态的自我修复能力治理水土流失，不仅在降雨量较多的地区效果明显，而且在干旱半干旱地区也能取得较好的效果，能够大面积改善生态环境，快速减轻水土流失程度。淮河流域不同水土流失区自然和社会环境差异较大，生态修复应区别对待。桐柏大别山区、伏牛山区西南部天然植被和人工单一植被区可采取封禁措施，依靠大自然生态能力，恢复群落和生态平衡；江淮丘陵区需通过小流域综合治理，以治促退，确保丘陵中上部植被修复；沂蒙山区和伏牛山区北部重要生态功能区在封育的同时适当辅以人工水源建设和植被补植。 4.3注重径流调控，维护流域正常的水循环径流调控是水土流失的主要措施之一，也是维系可持续生态的重要手段。对于一个自然、社会、经济复合系统的流域而言，径流调控既要考虑减少其冲刷能力，又要考虑人类生存和发展需求以及维持河道生态基流、保持河道泥沙冲淤平衡等生态需水要求。水土保持综合治理以大流域为骨干、以支流为主线，以小流域为单元，在统筹水资源合理配置的基础上，对径流调控重点把握：一是通过水平阶和水平梯田建设，截短坡长延缓径流下泄速度，增加就地入渗时间；二是通过深翻土壤、秸秆覆盖、改善土壤理化性能，增加土壤涵养水源能力；三是调整坡面水系，一方面通过截水沟、排洪沟消减径流冲刷能力，另一方面通过坡面蓄水工程，有效拦蓄地表径流；四是建设沟道小型蓄水工程，拦沙拦水，改善河流水循环。 4.4发展生态农业，提高土地产出率和物质转化效率生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下，遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式。从控制水土流失、消除造成水土流失的人为因素等方面，水土保持在小流域生态农业发展方面，一是利用生物间、生物与环境间的边缘效应，建设梯田（地）防护林网和地埂经济条带；二是根据生物群落生长的时空特点和演替规律，发展山体生态梯度开发、林果立体间套、农田立体间套、水域立体种养和庭院立体种养等，提高土地利用效率；三是模拟生态系统中的食物链结构，建立“猪—沼—果”等模式，实行物质和能量的良性循环与多级利用；四是将生物时空结构和食物链结构有机结合起来，建立水土保持型生态村、生态沟、生态小流域。淮河流域水土保持工作还相当薄弱，科技水平、管理水平和工农业生产的技术状况相对落后，面对日益突出的人口、资源和环境问题和日益增长的水土资源破坏力度，水土保持不仅要对已有的水土流失及其环境问题认真加以解决，而且要从流域水土资源统一管理的角度，统筹发展和水土保持环境问题，控制人类经济行为对生态的干扰和破坏，限制一切导致环境恶化的因素，实现水土资源的可持续地利用和生态环境的可持续地维护。参考文献 [1]发展研究中心可持续发展水利理论分析课题组，《可持续发展水利的生态学分析》. [2]董哲仁，《河流生态恢复的目标》，《中国水利》，2004年第10期. [3]农业部信息中心，《论农业结构调整的生态基础》，《经济经纬》，2003年第2期（53-55）. [4]姚孝友，《淮河流域水土流失特点及分区防治技术的研究》（《水土保持研究》2003年第5期）. [5]姚孝友，《淮河流域生态脆弱区水土保持管理机制的研究与实践》（《水土保持研究》2003年第4期）.

ymxl2011 · 发表于 2015-7-14 17:57:13

谢谢楼主分享的好资料，赞了。。。

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