我国水土保持技术研究现状与进展

李 露 马 啸

（1.湖北理工学院土木建筑工程学院，湖北 黄石 435005；2.湖北师范大学城市与环境学院，湖北 黄石 435002）

当今世界危害人类生存的两方面因素为：一是环境污染，二是水土流失。据统计，全世界现有2.0×109km2土地退化，水土流失面积2.642×107km2，占世界耕地总面积的28.3%［1］。全世界各种侵蚀造成的土壤流失，水蚀部分约占31%，风蚀部分约占34%，为216亿t。我国已成为世界上水土流失最严重的国家之一［2］。中国水土流失与生态安全综合科考组经过近3年调查发现：截至2008年，中国现有水土流失面积356.92×l04km2，其中水力侵蚀面积约占45%，风力侵蚀面积约占55%。近年来，国际上有关全球性的重大研究计划都把水土流失及其防治列为一项重要内容。为此，笔者在研究国内外水土保持技术现状的基础上，调查影响水土流失的因素，并研究其给环境带来的危害，对防治我国水土流失的措施进行归纳总结和展望。

1 国内外水土保持研究现状

水土流失是在陆地表面由外营力引起的水分和土壤同时流失的现象。风、水和温度皆可造成水土流失。水土流失的研究在全世界已有一百多年的历史，各国纷纷根据本国国情，有目标、有计划地开展和实施流域治理。

美国水土保持研究领域取得很大进展，主要内容包括：土壤侵蚀过程及其环境影响评价、水土流失预测、水土保持效应、生态建设的评价。通过对山区治理的深入研究，先后提出了USLE、RUSEL、WEPP的水土壤侵蚀模型［3］。我国水土流失研究开始于1942年，经过半个多世纪的研究，在水土保持学科体系建设、水土流失规律与土壤侵蚀机理、水土保持动态监测与效益评价、以小流域为单元的水土流失综合治理与试验示范等方面取得了较大的进展［4］。

2 水土流失的类型

侵蚀土壤的外力种类不同，同时受土壤、覆盖植物及土地利用方式的影响，土壤侵蚀呈现出不同的形式，具备不同程度的危险。水土流失主要涵盖以下几种类型。

一是水力侵蚀。降雨导致的侵蚀，根据不同的侵蚀形式，可分为溅蚀、面蚀、沟蚀和山洪侵蚀。二是重力侵蚀。以重力作用为主造成的土壤侵蚀，包括陷穴、泻溜、崩塌和滑坡等。三是风力侵蚀。在气流冲击作用下，由于地表破碎，植被很少，气温年变化和日变化较大，土粒、沙粒脱离地表，被搬运、堆积的过程。四是植物侵蚀。由于人为作用，使某些植物侵蚀土壤，主要表现为土壤理化性质恶化。五是其他。由于温度的影响导致的冻融侵蚀，由于现代冰川活动导致的冰川侵蚀以及在水流冲力和重力共同作用下的混合侵蚀，也称为泥石流。

3 水土流失的影响因子

通常将水土流失的影响机制分为自然因子与人为因子两大类。自然因子包括地貌、地质、土壤、气候和植被5个方面，人为因子是指人类活动对水土流失产生影响。

3.1 自然因子

地质：影响主要体现在地质构造背景、地质构造运动和地层的结构方面。地貌：通过斜坡的性状、河床的形态、侵蚀基准面和沟谷密度等产生作用。气候：降水和风是造成土壤侵蚀的基本动力。土壤：土壤的物理、力学性质与水土流失直接相关。植被：植被是控制或加速水土流失最敏感的方面。

3.2 人为因子

人为活动影响水土流失表现在以下两方面［5］。一方面是加剧水土流失，破坏地表植被，开垦陡坡、开矿、采石、修路等；另一方面是减弱水土流失，应用各种水保措施，如生物措施植树种草，工程措施坡改梯及修筑拦沙坝。这些影响可通过人为改变土壤、植被得以实现。

4 水土流失的危害

水土流失直接导致土地资源的破坏、水旱灾害频发，使生态环境退化，严重威胁了生态安全，这是非常严重的环境问题。主要体现在以下四方面：降低土壤肥力；破坏土地资源，加剧洪涝灾害，降低水库湖泊的综合利用功能，水土资源破坏；地质灾害加剧，水库湖泊水体富营养化。

5 水土保持措施

制定水土保持措施应遵循以下三条基本原则［6］：统筹考虑生态、社会和经济效益、遵从环境规律，分析自身问题、分区分类制定和实施适合当地的措施。水土保持措施包括耕作措施、工程措施、植物措施以及2种或者3种措施同时实施的复合措施。

5.1 耕作措施

主要是横坡耕作和等高植物篱技术［7］。横坡耕作即通过耕地微型坡面水系工程和横坡聚土垄作提高土壤的蓄水能力，储蓄天然降雨，改革农业耕制，该技术能有效地治理水土流失。坡地等高植物篱是指为控制或减轻水土流失，在坡地上沿等高线种植的条状灌木带或多年生草带。

5.2 工程措施

主要分为以下4种类型。一是山坡防护工程：防止山坡水土流失而修筑的工程，如梯田、山边沟埂、边栅、拦水沟埂、水平沟、水平阶、钱鳞坑以及蓄水池等。二是山沟治理工程：固定沟床、拦蓄泥沙、防止水土流失在山区沟道中修筑的工程，如沟头防护工程、谷坊工程、拦沙坝等。三是山洪导排工程：防止山洪、泥石流危害，保护各种建筑安全的工程，如排洪沟、泄水建筑物等。四是小型水利工程：拦蓄坡地径流和地下潜流，既可以减少水土流失危害，又可用于灌溉农田，如小水库、塘坝等。

5.3 植物措施

包括人工水土保持林、草建设和天然林、草地的封育等［8］。

5.4 复合措施

即将耕作措施、工程措施、植物措施三者进行有效配置。农林复合措施［9］是指在同一块土地不同时间和空间上将乔木和作物、家畜结合在一起而形成的土地利用系统集合。通过长期观测，无锄草管理下混交林地的水土保持功能最好，人工经济林功能较差。茶叶园在几种经济林中保水功能最差，而林草地的水土保持效益较好。

6 国内外水土保持研究进展

随着水土保持研究工作不断地深入，各国开始关注一些新的领域。以西方发达国家为代表，美国、加拿大、德国、澳大利亚等国家基本完成大规模治理工程后，近年来其研究视角和领域逐步扩大，提出了一些新的领域。如“土地保护”“土壤健康”“土地免耕”“机耕道控制性耕作”等，并且从关注农业逐步扩展到与人类和谐发展密切相关的“水质量”“温室气体排放”“碳循环”等［10］。

我国幅员辽阔，各地环境各异，形成不同的侵蚀特征，且影响土壤侵蚀因素众多，时间和空间上的不可把握，过程的复杂性，均给土壤侵蚀科学研究进展造成很大的阻碍。为此，我国应在发展科学的同时，提倡土地可持续利用概念和技术，并进一步深化我国的水土保持研究工作。今后应加强以下几个方面的研究：通过对水蚀和风蚀的动力学过程的研究，逐步建立预报模型，建立水土流失环境效应评价理论及水土保持指标体系，分析并揭示侵蚀土壤与水土保持对地区环境的影响，采取区域尺度土壤侵蚀试验研究技术，主要研究侵蚀因子信息采集和提取技术、区域水土流失快速调查技术、水沙汇集传递过程的演算方法、工程项目建设区新增水土流失监测技术以及3S技术在水土流失与水土保持研究中的应用。

7 结语

水土保持工作应贯彻人与自然和谐共处的发展方针，坚持自然与社会相结合，保证人口、自然和社会高效有序的发展。限制和消除一切破坏生态的因素，从自然生态和社会经济形式出发，统筹规划，分类施治，在充分利用大自然自我恢复能力同时，采取科学的措施，恢复和重建受损、退化的生态系统，防治水土流失，改善生态环境。

［1］Mueller T G，Cetin H，Fleming R A，et a1.Erosion probability maps：Calibrating precision agriculture data with soil surveys using logistic regression［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2005（6）：462-468.

［2］笪志祥，汪绍盛，方天纵.国内外水土保持研究现状［J］..亚热带水土保持，2009（2）：24-26.

［3］Westarp S V，Chieng S，Schreier H.A comparison between low-cost drip irrigation,conventional drip irrigation,and hand watering in Nepal［J］.Agricultural Water Management，2004（64）：143-160.

［4］常慧娟.浅谈水土流失治理中林业技术措施的应用［J］.中国林业产业，2017（4）：4-6.

［5］张毅.浅谈水土流失危害及治理措施［J］.水能经济，2016（12）：256-256.

［6］:Kenneth G R.RUSLE：Revised universal soil loss equation［J］.Soil and Water Conservation，1991（1）：30-33.

［7］刘孝盈，吴保生.美国五大流域减沙效果分析［J］..西安理工大学学报,2008（4）：462-466.

［8］杨群良，李琴.水保植物措施可见效益初探［J］.城市建筑，2016（27）：369.

［9］唐夫凯，齐丹卉，卢琦，等.中国西北地区农林复合经营的保护与发展［J］.自然资源学报，2016（9）：1429-1439.

［10］周春火，刘士余.生态修复对防治水土流失的作用探讨［J］.安徽农业科学，2006（18）：4716-4717.