水土保持应用技术杂志电子版下载

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一、水土保持的含义水土保持是指防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，减轻水旱灾害，建立良好生态环境，支撑可持续发展的社会公益事业。从这个定义中可以看出：一是水土保持是水及土地两种自然资源的保护、改良与合理利用，而不仅仅限于土地资源，水土保持不等同于土壤保持。二是保持含义不仅限于保护，而是保护、改良和合理利用。水土保持不能单纯地理解为水土保护、土壤保护，更不能等同于土壤侵蚀控制。三是水土保持的目的在于充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益，改善生态环境，为发展生产，整治国土、治理江河，减少水、旱、风沙灾害等服务。二、水土保持的特点在实践中，水土保持具有以下特点：综合性。水土流失的产生发展规律、分布类型的复杂多样和水土保持的目的，决定了水土保持的综合性。综合性使水土保持对于生态环境的改善具有绝对优势。即以大流域为骨架，以小流域为单元，山、水、田、林、路统一规划，工程措施、生物措施和农业技术措施相结合，形成综合防护体系，发挥综合措施的群体效应，实现生态、经济和社会三大效益。实践证明，综合治理是防治水土流失最成功的技术路线，任何单一措施，都难以奏效。尤其是黄土高原地区，有一半以上的泥沙来源于沟道侵蚀，如果不采取沟坡兼治、综合治理，不但不能改善当地生产生活条件，恐怕黄河泥沙问题也难以根本解决。社会性。人类生存、发展必须依赖水土资源。水土保持的核心是保护、改良与合理利用水土资源，这就决定了水土保持必须贯穿于区域经济社会发展的各个阶段和各个层面。水土资源的社会性，决定了水土保持的社会性，防治水土流失不可能脱离社会经济发展而孤立存在。特别是在解决水土流失异地危害、人类活动与水土流失关系等问题上，既要充分考虑区域之间、经济活动之间的关联性，统筹兼顾，又要约束各种经济活动服从水土保持规范，更要充分依靠社会力量共同维护和建设。社会办水土保持，也是完成新时期水土保持建设任务的重要保证，同时也构成了对水土保持工作的社会约束，即水土保持必须不断满足经济发展和社会进步的需要。公益性。水土保持以生态和社会效益为主，而生态和社会效益是广域的，不可能被哪个部门或者个人单独享用。上游开展水土保持治理，减少河道泥沙淤积，减轻洪水灾害，下游地区极大受益；维系和改善良好生态环境，促进宏观社会经济可持续发展，为全社会所共享；水土保持业务主管部门在治理水土流失、开发水土资源过程中不形成任何自我的资产和利益，而是完全为当地群众和宏观经济发展服务。水土保持的公益性，加之目前对于生态效益、社会效益的计量困难，客观上造成了防治水土流失资金筹措和地区之间利益分配的难度。因此，水土流失防治必须保证国家一定的资金投入。基础性。水土资源是生态系统的基础要素，水土保持是保护水土资源，改善基本生产生活条件，维系良好生态环境，促进经济社会可持续发展的基础性工作。它不仅是经济社会发展的基本前提，而且为经济的进一步发展创造了有利条件，提供了基础平台。长期性。水土流失防治的艰巨性以及水土流失的反复性决定了水土保持工作的长期性。中国是世界上水土流失最为严重的国家之一，由于特殊的自然地理和社会经济条件，水土流失成为头号的生态环境问题。水土流失分布范围广、面积大；侵蚀形式多样，水蚀、风蚀、冻融侵蚀、重力侵蚀并存，治理难度大；人口压力大，对生态系统造成不稳定，治理具有反复性；随着人们生活质量的提高，要求达到的治理程度、标准也进一步提高。因此，要充分估计水土流失治理的长期性和复杂性，分阶段制定出实事求是的目标，坚持不懈地开展下去。三、水土保持的生态功能（一）保育功能水土保持保育功能中的“保”，即对土壤资源的保护，主要体现为防止土壤从原地流失。水土保持保育功能中的“育”，主要表现为对土壤资源的培育上。水土保持主要通过水土保持工程措施、水土保持生物措施和水土保持农业综合措施防止土壤资源流失，将土壤资源拦截在当地。首先，在整体流域的较大尺度内，一般是通过建立水土保持骨干性控制工程防止土壤资源的流失。根据全国水土流失综合防治规划，到2010年，全国将建设淤地坝6万座，其中骨干坝1万座；到2015年，建设淤地坝7万座，其中骨干坝7万座；到2020年，建设淤地坝3万座，其中骨干坝3万座。工程完成后，工程实施区水土流失综合治理程度达到80%，可减少入黄泥沙4亿t，拦截泥沙能力达到400亿t，新增坝地面积达到50万hm2，促进退耕面积可达220万hm2、封育保护面积可达400万hm2（刘震，2003）；其次，在中等尺度范围内，则是建立较小型工程并结合生物措施和农业技术措施来控制土壤资源的流失。据测算，坡地修水平梯田保土率达95%以上；坡式梯田保土率达84%～90%；地埂保土率达80%～85%；灌木防冲带保土率达73%～80%。黄土高原地区淤地坝建设范围涉及39条支流（片），总土地面积6万km2，水土流失面积2万km2（刘震，2003）；再次，在微观尺度内，主要通过生物措施和农业技术措施来防止土壤颗粒的输移。生物措施的作用体现在三个方面：一是利用林冠及地表植物的截留作用，减弱雨滴对地表的直接冲击和侵蚀，降低降水强度，减少和延缓径流，减弱侵蚀土壤的动力（唐松青，2003）；二是利用林地土壤较高的透水性能和蓄水性能，将地表径流最大限度地转变为地下径流。由于林地土壤含有大量的腐殖质，具有透水和蓄水能力，这样，可以减少地表径流量及其速度，也达到减小土壤侵蚀动力的目的；三是利用植物根系固结土壤。植物根系纵横交错，盘根错节，增大其周边土壤输移流动的阻力，对土壤具有固结作用。尤其是森林土壤，森林中树木根系发达、嵌入地面深，对土壤的固持作用更强，具有减少滑坡、泥石流的作用（Costanza,1997）。水土保持农业技术措施主要包括水土保持耕作措施、水土保持改土培肥措施、水土保持集流节水农业技术措施及水土保持坡地农林（果）、农牧复合系统等。研究表明（范厚明等，2004；康玲玲等，2003），在黄土高原采用水土保持农业技术措施，能有效拦蓄降雨、防止径流产生，增加土壤养分，减少土壤冲刷流失，大幅度提高粮食产量。据山西省水土保持科学研究所测定丰产沟在一次持续了41天、降水7mm的降雨过程中，沟中的雨水全部入渗，无径流产生，而一般田块却侵蚀严重。水土保持耕作大都结合农业耕作措施实施，一般每1hm2用工比普通耕作多15～30个，而其增产幅度为10%～30%，即每投1个水土保持治理工，当年可多获得10kg左右的粮食（张子成，2003）。水土保持综合治理不仅防治水土流失，同时也增加可利用的土地资源，起到培育资源的功能。一方面，增加梯田、坝地、水田等高产稳产基本农田面积，提高农业产出效率。通过调整土地利用结构，封山育林育草，改变农林牧用地不合理的状况，增加林草地比重，充分挖掘荒山、荒坡、荒沟、荒滩、荒沙等资源潜力。另一方面，通过水土保持农业技术等措施应用，增加土壤水肥含量，改善土壤理化性质，使得土壤质量得到提高。崔晓伟研究表明（崔晓伟等，2005），龙江县小流域经治理的坡面可增加土壤含水量，土壤肥力逐年提高，过去偏粘、偏砂质的土壤有所改善，团粒结构开始形成，田面土壤肥力普遍增强，氮磷钾等养分含量增加，土壤微生物增多，腐殖化程度增强。甘肃省定西水保试验站研究表明（康玲玲等，2003）坡耕地和荒坡地的土壤养分含量基本不随时间变化，而有措施地块的土壤养分含量随时间推移而递增；有措施较无措施地块的土壤养分含量增加，pH向中性变化，阳离子代换量增加；对相同情况下旱梯田与坡地的土壤肥力分析结果表明，旱梯田土壤肥力明显高于坡地，因此条田比同等塬坡地平均增产粮食975kg/hm2，梯田比同等山坡地平均每1hm2增产粮食795kg/hm2，最高的达到1575kg/hm2。（二）涵养功能水土保持涵养功能主要体现为对降水资源的拦截和存蓄。拦截作用主要是通过修建坡地工程和增加林草植被来实现的。据测算，坡地修水平梯田保水率达85%～95%；坡式梯田保水率达78%～85%；地埂保水率达75%～80%；灌木防冲带保水率达70%～75%（胡建民等，2005；刘小兰等，2002）。增加流域内林草植被，可以使流域内降水截留和入渗量加大，水分蒸发受到一定程度的抑制，并使流域内降水增加。在空间上，水土保持综合治理措施能够将降雨产生的地表径流转化为土壤径流和地下径流，或者通过蒸发蒸腾的方式将水分返回大气中，进行大范围的水分循环，对大气降水进行再分配。冉大川研究表明，1970～1996年，河龙区间及泾河、北洛河、渭河流域水土保持措施年均减少径流5456×108m3，占对应区间及流域多年平均来水量的6%（仇亚琴等，2006）。据研究，经工程措施和植物措施相结合治理的侵蚀沟保水率达75%～85%（常丹东等，2005）。土壤和土壤表面的枯枝落叶层都具有存蓄水资源的能力，被称为“土壤水库”。土壤存蓄水分的能力与土壤总孔隙度、土壤有机质含量、土壤植物根系的密度及深度呈正相关关系。水土保持增加地表植被、土壤腐殖质层，增加土壤孔隙度，提高土壤有机质含量，增加植物根系含量，改善土壤结构，提高了土壤水库的存储能力。研究表明，林草土壤根系空间达1m深时，1hm2森林比无林地能多蓄水300m3。土壤表面植物枯枝落叶层对降水截流、植物根系在土壤中穿插，也增加土壤水库的贮水能力，延长流域内流时间，在洪水时减缓洪水的流量，在枯水位时补充河流的水量，起到调节河流水位的作用（张子成等，2003；宋红波等，2004）。水土保持涵养水资源对于干旱地区的重要意义在于，可以有效降低当地干旱灾害发生的频率。对于洪水灾害较为严重的地区，水土保持综合治理开发体系中各种高标准、高质量的水保工程，能够层层拦蓄径流，发挥缓洪、削洪的作用并通过减少河库淤积，提高行洪能力，减少洪水灾害。（三）平衡功能水土保持平衡功能主要体现为，水土保持利用生物措施、工程措施和农业技术措施，使生态系统中土壤存量和土体结构相对稳定以及区域中水分存量保持动态平衡。首先，阻断外营力作用路径，防止土壤、土壤母质及岩屑、松软岩层被破坏、剥蚀、转运，保存了土壤及其所贮存的养分和水分。其次，改善土体结构，提高土壤空隙率，增加土壤渗透水分能力和保存水分能力。再次，土壤水、肥、气状况改善，为动植物生长提供有利条件，反过来又会促进土壤水肥状况改善，形成良性循环。由于水土资源在生态系统中具有不可替代的基础作用，因此，水土保持的这一功能对于维持生态系统平衡具有十分重要的意义。（四）优化功能将经济发展目标与生态环境保护目标协调整合并优化，使得经济发展不仅对生态环境造成的破坏尽可能减小，而且还要尽可能促进生态环境改善，这是水土保持的重要功能。在实践中，水土保持综合防治结合流域或区域的生产布局，科学配置各项治理开发措施，使工程措施体系成为保护和利用资源的基础，使植物措施体系成为培育资源和开发利用资源的条件。坡面治理开发与沟道治理开发相结合，按不同层次、不同部位合理配置治理开发措施，实行立体开发；植物措施体系与工程措施体系相结合，发挥开发利用资源的互补效应；种植林草与封禁治理相结合，增加持续利用的再生资塬；田间工程措施体系与农业耕作措施体系相结合，发展优质高效农业。最终变水土流失区为经济小区和商品生产基地，促进农村经济发展。（五）改善功能水土保持综合治理的一个显著功能就是生态环境改善。以水土保持防治洪水灾害为例，首先，坡面工程措施与植物措施相互配合，有效截蓄暴雨径流，消减暴雨击溅强度，减少地表径流汇集；其次，延长汇流时间，对下游水库、塘坝调洪错峰起到了重要作用；再次，上游对土壤的固结作用，大大降低了土壤侵蚀模数和输沙量，减少了下游河库湖泊的淤积，增强了下游河库湖泊的行洪和缓洪能力。据统计，沟道治理开发体系的拦沙缓洪作用显著，在形成完整的小流域沟道治理体系中，可消减洪峰流量的60%～80%。同样，水土保持综合措施在防风固沙过程中也起到了显著作用。例如，水土保持农业技术措施的留茬间作措施对于风蚀的防治就很有效。据研究测定，与传统耕翻相比，采用小麦和马铃薯带状留茬间作措施，风蚀量减少67%左右。秋季在田间保留作物秸茬，扩大玉米、油菜和莜麦的比例，相应减少杂豆等越冬和生长期地表裸露面积较大的作物，能有效地减少风蚀（王尔大等，2002）。另外，水土保持在固碳供氧、净化空气、保护生物多样性等方面也发挥了重要作用。据统计，到2002年底，黄土高原地区淤地坝工程共增加有机碳贮量为123Gt，占1994～1998年全国大面积人工造林工程增加碳贮量的08%，这对于缓和全球的温室效应具有十分积极的意义（宫照红，2004；李少宁等，2004；李勤等，2004）。随着人们观念的更新，崇尚自然、注重美观逐渐成为引领时尚的品味，水土保持功能也相应调整。如今，水土保持综合防治除了实用功能外，在措施的选择、搭配与布设上也更加注重美观、贴近自然，水土保持的景观功能日益彰显。例如，宏伟的梯田工程、具有水土保持特色的旱作农业以及大中小型塘坝水库，已成为我国重要景观组成。这些景观的存在既提高了斑块的多样性从而有利于景观格局的稳定，又为科学研究提供了重要的研究场地。近年来我国大量关于水土保持方面的科学研究成果都是基于对这些景观长期观测试验得到的，因此它们具有重要的科学研究价值（李世华等，1995；梁春荣等，2005）。

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