任务三任务三 保护土壤保护土壤防治水土流失,保护和合理利用水土资源是改变山区、丘陵区、风沙区面貌,治理江河、减少水、旱、风沙灾害,建立良好生态环境,走农林业生产可持续发展的一项根本措施,是国土整治的一项重要内容水土保持是山区生态建设的生命线,必须采取行之有效的水土保持综合治理措施国内外通过大量的生产实践和科学研究,总结出了以水利工程、生物工程和农业技术相结合的水土保持综合治理经验,经推广应用取得了良好的效果一、土壤侵蚀及其与水土流失关系一、土壤侵蚀及其与水土流失关系1.基本概念 (1)土壤侵蚀:《中国大百科全书•水利卷》 (1992.3)对土壤侵蚀(soil erosion)的定义为:土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外劳力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程2)水土流失:(water and soil loss)在《中国水利百科全书•第一卷》 (1990.12)中定义为在水力、重力、风力等外营力作用下,水土资源和土地生产力的破坏和损失,包括土地表层侵蚀及水的损失,亦称水土损失3)水土保持在《中国大百科全书•农业卷》 (1990.9)中水土保持的定义为:防治水土流失,保护、改良与合理利用山丘区和风沙区水土资源,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,建立良好生态环境的事业。
4)水土保持与土壤侵蚀关系显然土壤侵蚀是水土保持的工作对象,水土保持就是在合理利用水土地资源基础上,组织运用水土保持林草措施、水土保持工程措施、水土保持农业措施、水土保持管理措施等构成水土保持综合措施体系,以达到保持水土、提高土地生产力、改善山丘区和风沙区生态环境的目的二、土壤侵蚀形式二、土壤侵蚀形式1、水力侵蚀(water erosion)是指在降雨雨滴击溅、地表径流冲刷和下渗水分作用下,土壤、土壤母质及其他地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全部过程2、风力侵蚀(wind erosion)系指土壤颗粒或沙粒在气流冲击作用下脱离地表,被搬运和堆积的一系列过程,以及随风运动的沙粒在打击岩石表面过程中,使岩石碎屑剥离出现擦痕和蜂窝的现象风力侵蚀简称为风蚀3、重力侵蚀(gravitational erosion)是一种以重力作用为主引起的土壤侵蚀形式4、混合侵蚀(mixed erosion)是指在水流冲力和重力共同作用下的一种特殊侵蚀形式,在生产上常称混合侵蚀为泥石流(debris flow)混合侵蚀(mixed erosion)是指在水流冲力和重力共同作用下的一种特殊侵蚀形式,在生产上常称混合侵蚀为泥石流(debris flow)。
5、当温度在 0℃上下变化时,岩石孔隙或裂缝中的水在冻结成冰时,体积膨胀(增大9%左右) ,因而它对围限它的岩石裂缝壁产生很大的压力,使裂缝加宽加深;当冰融化时,水沿扩大了的裂缝更深地渗入岩体的内部,同时水量也可能增加,这样冻结、融化频繁进行,不断使裂缝加深扩大,以致岩体崩裂成岩屑,称冻融侵蚀(freeze-thaw erosion)也称冰劈作用6、由冰川运动对地表土石体造成机械破坏作用的一系列现象称为冰川侵蚀(glacier erosion)7、土壤中的多种营养物质在下渗水分作用下发生化学变化和溶解损失,导致土壤肥力降低的过程称为化学侵蚀(chemical erosion) 8、沙尘暴是大风扬起地面沙尘,使空气变得混浊,水平能见度低于 1000m 的恶劣天气现象在气象学中规定,凡水平方向有效能见度小于 1000m 的风沙现象,称为沙尘暴沙尘暴是大风扬起地面沙尘,使空气变得混浊,水平能见度低于 1000m 的恶劣天气现象在气象学中规定,凡水平方向有效能见度小于 1000m 的风沙现象,称为沙尘暴三、三、土壤侵蚀的防治:土壤侵蚀的防治:(一)水利工程措施 1. 坡面治理工程 按其作用可分为梯田、坡面蓄水工程和截流防冲工程。
梯田是治坡工程的有效措施,可拦蓄 90%以上的水土流失量梯田的形式多种多样,田面水平的为水平梯田,田面外高里低的为反坡梯田,相邻两水平田面之间隔一斜坡地段的为隔坡梯田,田面有一定坡度的为坡式梯田坡面蓄水工程主要是为了拦蓄坡面的地表径流,解决人畜和灌溉用水,一般有旱井、涝池等截流防冲工程主要指山坡截水沟,在坡地上从上到下每隔一定距离,横坡修筑的可以拦蓄、输排地表径流的沟道,它的功能是可以改变坡长,拦蓄暴雨,并将其排至蓄水工程中,起到截、缓、蓄、排等调节径流的作用 2. 沟道治理工程 主要有沟头防护工程、谷坊、沟道蓄水工程和淤地坝等沟头防护工程是为防止径流冲刷而引起的沟头前进、沟底下切和沟岸扩张,保护坡面不受侵蚀的水保工程首先在沟头加强坡面的治理,做到水不下沟其次是巩固沟头和沟坡,在沟坡两岸修鱼鳞坑、水平沟、水平阶等工程,造林种草,防止冲刷,减少下泻到沟底的地表径流在沟底从毛沟到支沟至干沟,根据不同条件,分别采取修谷坊、淤地坝、小型水库和塘坝等各类工程,起到拦截洪水泥沙,防止山洪危害的作用 3. 小型水利工程 主要为了拦蓄暴雨时的地表径流和泥沙,可修建与水土保持紧密结合的小型水利工程,如蓄水池、转山渠、引洪漫地等。
(二)生物工程措施 生物工程措施是指为了防治土壤侵蚀、保持和合理利用水土资源而采取的造林种草,绿化荒山,农林牧综合经营,以增加地面覆被率,改良土壤,提高土地生产力,发展生产,繁荣经济的水土保持措施,也称水土保持林草措施林草措施除了起涵养水源、保持水土的作用外,还能改良培肥土壤,提供燃料、饲料、肥料和木料,促进农、林、牧、副各业综合发展,改善和调节生态环境,具有显著的经济、社会和生态效益生物防护措施可分两种:一种是以防护为目的的生物防护经营型,如黄土地区的塬地护田林、丘陵护坡林、沟头防蚀林、沟坡护坡林、沟底防冲林、河滩护岸林、山地水源林、固沙林等另一种是以林木生产为目的的林业多种经营型,有草田轮作、林粮间作、果树林、油料林、用材林、放牧林、薪炭林等 (三)农业技术措施 水土保持农业技术措施,主要是水土保持耕作法,是水土保持的基本措施它包括的范围很广,按其所起的作用可分为三大类: 1. 以改变地面微小地形,增加地面粗糙率为主的水土保持农业技术措施:拦截地表水,减少土壤冲刷,主要包括横坡耕作、沟垄种植、水平犁沟、筑埂作垄等高种植丰产沟等 2. 以增加地面覆盖为主的水土保持农业技术措施:其作用是保护地面,减缓径流,增强土壤抗蚀能力,主要有间作套种、草田轮作、草田带状间作、宽行密植、利用秸秆杂草等进行生物覆盖、免耕或少耕等措施。
3. 以增加土壤入渗为主的农业技术措施:疏松土壤,改善土壤的理化性状,增加土壤抗蚀、渗透、蓄水能力,主要有增施有机肥、深耕改土、纳雨蓄墒、并配合耙耱、浅耕等,以减少降水损失,控制水土流失 防治土壤侵蚀,必须根据土壤侵蚀的运动规律及其条件,采取必要的具体措施但采取任何单一防治措施,都很难获得理想的效果,必须根据不同措施的用途和特点,遵循如下综合治理原则:治山与治水相结合,治沟与治坡相结合,工程措施与生物措施相结合,田间工程与蓄水保土耕作措施相结合,治理与利用相结合,当前利益与长远利益相结合实行以小流域为单元,坡沟兼治,治坡为主,工程措施、生物措施、农业措施相结合的集中综合治理方针,才可收到持久稳定的效果 四、土壤沙化的防治四、土壤沙化的防治土壤沙化的防治必须重在防土壤沙化的防治必须重在防从地质背景上看,土地沙漠化是不可逆的过程防治重点应放在农牧交错带和农林草交错带,在技术措施上要因地制宜主要防治途径如下一)营造防沙林带 我国沿吉林白城地区的西部一内蒙古的兴安盟东南一哲里木盟和赤蜂市一古长城沿线是农牧交错带地区,土壤沙化正在发展中我国已实施建设“三北”地区防护林体系工程,应进一步建成为“绿色长城”。
一期工程已完成 600 万 hm2 植树造林任务目前已使数百万公顷农田得到保护,轻度沙化得到控制 (二)实施生态工程 我国的河西走廊地区,昔日被称为“沙窝子”、“风库”,当地因地制宜,因害设防,采取生物工程与石工程相结合的办法,在北部沿线营造了 1220 多 km 的防风固沙林 13.2 万hm2,封育天然沙生植被 26.5 万 hm2,在走廊内部营造起约 5 万 hm2 农田林网,河西走廊一些地方如今已成为林茂粮丰的富蔗之地 (三)建立生态复合经营模式 内蒙古东部、吉林白城地区、辽西等半干旱、半湿润地区,有一定的降雨量资源,土壤沙化发展较轻,应建立林农草复合经营模式 (四)合理开发水资源 这一问题在新疆、甘肃的黑河流域应得到高度重视塔里木河建国初年径流量100×108m3,50 年代后上游站尚稳定在 40×108-50×108m3但在只有 2 万人口、2000 多hm2 土地和 30 多万只羊的中游地区消耗掉约 40×108m3 水,中游区大量耗水致使下游断流,300 多公里地段树、草枯萎和残亡,下游地区的 4 万多人口、1 万多 hm2 土地面临着生存威胁因此,应合理规划,调控河流上、中、下游流量,避免使下游干涸、控制下游地区的进一步沙化。
(五)控制农垦 土地沙化正在发展的农区,应合理规划,控制农垦,草原地区应控制载畜量草原地区原则上不宜农垦,旱粮生产应因地制宜控制在沙化威胁小的地区印度在 1.7 亿 hm2 草原上放牧 4 亿多头羊,使一些稀疏干草原很快成为荒漠内蒙古草原的理论载畜量应为O.49 只羊/hm2,而实际载畜量每公顷达 0.65 只羊,超出 33%因此,从牧业持续发展看必须减少放牧量实行牧草与农作物轮作,培育土壤肥力 (六)完善法制,严格控制破坏草地 在草原、土壤沙化地区,工矿、道路以及其他开发工程建设必须进行环境影响评价对人为盲目垦地种粮、樵柴、挖掘中药等活动要依法从严控制五、五、 土壤退化与防治土壤退化与防治 (一)、土壤退化的概念(一)、土壤退化的概念 数量减少可以表现为表土丧失,或整个土体的毁失,或土地被非农业占用,质量降低表现 在土壤物理、化学、生物学方面的质量下降数量减少和质量降低 1 1.. 土壤退化的分类土壤退化的分类 引起土壤退化的因素森林砍伐,过度放牧,不合理的农业管理和工业活动,等等, 均是人为引起土壤退化的重要因素 2 2.我国土壤退化的现状与特点.我国土壤退化的现状与特点1)土壤退化的面积广,强度大,类型多中国是世界上受土壤退化影响最严重的国家之一。
据估计中国的退化土壤总面积为 4.65 亿 hm2,其中大部分属于轻微退化和轻度退化,面积为 3.07 亿 hm2,占总退化面积的66%(其中轻微退化为 5500 万 hm2,轻度退化为 2.52 亿 hm2) 2)土壤退化的发展快仅建设耕地占用一项,2000 年至 2002 年三年就达到 52.35 多万 hm2,并呈逐年增加的趋势 (二)、影响土壤侵蚀的因素(二)、影响土壤侵蚀的因素 1.土壤侵蚀的发生和发展是人为因素和自然因素综合影响的结果土壤侵蚀的发生和发展是人为因素和自然因素综合影响的结果 气候因素中的降水量、降水强度、降水持续时间是引起土壤水蚀的主要因素气候因 素中的风速和风的持续时间,是决定土壤风蚀强弱的重要因素 覆盖土壤的植被不同,水土流失也有显著差别,在不同植被条件下土壤侵蚀量是以林 地<草地<农地因此采取造林种草、合理轮作等措施,对于防治水土流失具有特别重要的 意义植被可以减轻或防止土壤的水蚀和风蚀植物根系有穿插,提高土壤的抗蚀能力 地形对于土壤水蚀的影响,主要决定于地面的坡度和坡 土壤的抗冲性是指土壤抵抗径流机械破坏和推移的能力土壤风蚀的强弱在很大程度 上决定于土壤的机械组成和有机质含量。
农作物对阻止土壤侵蚀的作用,因作物种类和栽培方式而不同 2.2.土壤侵蚀的防治土壤侵蚀的防治我国土壤侵蚀涉及到自然因素和人为因素而要从根本上治理,首先应该从大区域 生态环境的优化出发,因地制宜、科学规划、合理的安排土地利用的形式其次,要加大 生态建设的投入,包括资金投入、科技投。