探讨土壤崩岗侵蚀形成与危害及其水土保持治理思路*
2021-04-11路思明
张 传,张 晟,路思明
(江西应用技术职业学院,江西 赣州 341000)
赣州是我们国家稀土矿的主要产地之一,其中地处赣州北部的赣县是赣州八个稀土矿县其中之一。这些矿区大部分的地形地貌为丘陵区,当矿区废弃之后,这些丘陵区受崩岗侵蚀而导致的水土流失比较严重,生态环境也受到了严重破坏,甚至有些非矿区的丘陵区生态环境也会受到严重破坏。由此可以看出崩岗侵蚀是整个丘陵区的普遍现象,而不仅仅是针对有稀土矿区的丘陵区。因此对土壤崩岗侵蚀区的水土保持的恢复治理可以把研究对象扩大到以山地丘陵区为研究对象,这样更具有普遍意义。
1 概述
崩岗是指岩土体在自重或水力、风力等综合作用下产生的岩土体的崩塌、分离或者堆积的一种岩土体侵蚀现象。在我国南部的山地、丘陵区这种岩土体侵蚀现象非常严重,很多山体、丘陵都因发生崩岗侵蚀而使得原来的地形地貌受到破坏,由崩岗侵蚀而产生的水土流失现象也非常严重。为了减少崩岗侵蚀的危害,保证生态环境的稳定,提出合理的水土保持措施显得尤为重要[1]。
在山地丘陵区,土壤的侵蚀现象主要是指土壤在相应的外营力的作用下发生土壤与其母质分离、移运、沉积甚至被破坏的动态过程;而水土保持则是指对这些因外营力而发生的土壤侵蚀现象所采取的预防和治理措施,用来保护水土不流失、保护土壤的营养成分不流失、不破坏耕地农田等。土壤侵蚀和水土保持既有相对立的一面,同时又有千丝万缕的联系。土壤侵蚀与水土保持学科一般以土壤侵蚀过程为研究对象,揭示其形成的过程、机理和规律,以此为基础提出相对应的水土保持措施来治理土壤侵蚀问题。
2 土壤崩岗侵蚀导致的危害
首先崩岗侵蚀会严重破坏山地丘陵区的地形地貌,使得原来的地形地貌发生较大改变,从而使得山地、丘陵区“千秋万壑”,严重的破坏了国家的土地资源。其次崩岗侵蚀现象的发生必然伴随着大量的沙土随着雨水或其他外力的冲击而最终侵蚀山坡上的耕地、或者坡下的农田,从而会大大减少耕地面积。耕地面积减少了,粮食产量也会随之而减少,从而进一步深化为国家的粮食安全问题。另外,当一个山地丘陵区发生崩岗侵蚀后,必然会带走一部分上部土壤[2]。上部土壤里面往往含有植物所需的养分和水分,从而要想重新在发生崩岗侵蚀的区域种植树木花草就难上加难,因此要想靠自然来恢复植被就比较困难了。
3 土壤崩岗侵蚀的形成、影响因素及与气候变化的关系
崩岗侵蚀的形成不是一个简单的过程,而是由多种外营力共同作用的物理过程。这里所说的外营力主要有水力侵蚀、风力侵蚀以及土体自身的重力侵蚀等。而在山地丘陵区的崩岗侵蚀主要以水力侵蚀和重力侵蚀为主,也可以说岩土体在雨水和重力的综合作用下很容易产生崩岗侵蚀现象。降雨产生的雨水冲击是诱发崩岗侵蚀现象发生的主要原因之一。雨水对表面土体的冲刷以及雨水渗入土体内部破坏土体内部结构,从而会降低土体的抗剪切能力,当然也会增加土体的自重。这样就增加了土体发生崩岗侵蚀的可能性,有些严重的甚至会产生滑坡等地质灾害。在丘陵区,降雨量的多少直接影响着土体崩岗侵蚀现象[3]。雨滴打击可直接分散土壤颗粒,也可通过改变径流能量影响土壤分离过程;土壤分离与输移过程存在线性互馈机制,其中利用水流剪切力、水流功率等表征水动力学特性,土壤抗蚀性与临界剪切力刻画土壤抗蚀性,挟沙力描述输沙能力。降雨能量越大,土壤分离出泥沙中的细颗粒含量越高,可吸附更多的养分与污染物;侵蚀泥沙呈现双峰分布,悬移-跃移和推移搬运机制在不同粒级泥沙颗粒上的贡献率有所差异。土壤的崩岗侵蚀也受表层土壤含水量的影响[4]。表层土壤含水量是影响降雨入渗和径流分配的关键因素,也是影响地球表面有效能量的分配以及感热和潜热与大气交换的重要因素。土壤含水量对土壤养分的迁移与转化也有一定影响,从而可能影响崩岗侵蚀区的植被,进一步影响崩岗侵蚀现象的发生。另一方面在土壤侵蚀驱动下,碳氮元素转化以及温室气体排放均可能影响当地的气候变化,但影响程度随降雨、地形、植被、土壤、人为管理等不同而异。气候变化则可通过改变降雨径流、植被覆盖和人类活动直接或间接地影响侵蚀过程;气候变化模式与土壤侵蚀模型耦合,可预测未来土壤侵蚀的变化与碳循环响应,及其对气候变化的反馈[5]。由此可以看出,山地丘陵区的土壤侵蚀不仅仅影响着被破坏区的地形地貌,还影响着被侵蚀区的植被、气候等生态环境问题。而这些生态环境问题如果得不到及时的治理,则又会反过来继续加重土壤的侵蚀。若任其发展下去,那么被侵蚀的山地丘陵区的生态环境则会越来越恶化,进入一个恶性循环。因此,治理土壤的侵蚀是非常有必要的,这样才能减少土壤侵蚀现象的发生,才能使生态环境进入良性循环。
4 崩岗侵蚀的水土保持治理思路
随着认识的深入和社会需求的变化,水土保持学科也在不断的发展。水土保持这门学科之前只是对土壤侵蚀现象与影响因子的简单描述,现在已经发展到研究土壤侵蚀过程、研究水土保持措施防侵蚀机理及其适应性,并逐步延伸至面源污染、物质循环与全球变化等科学问题。本文接下来将针对土壤侵蚀提出对应的水土保持治理思路:
4.1 以生态功能提升为主的土壤侵蚀防治
在生态文明建设背景下,提升生态功能已成为继流域综合治理之后土壤侵蚀防治的新需求。其注重生态系统的整体性与长期性,统筹流域及区域的空间分异与功能分区,基于生态系统的功能与服务,融合使用包括综合治理在内多种土壤侵蚀防治措施、高效农业技术与流域及区域管理策略,对侵蚀泥沙的物质流、能量流与功能流进行生态调控,实现生态系统和环境的可持续发展。目前这种以生态功能提升为主的土壤侵蚀防治研究主要包括:以生态系统服务功能提升为核心的多尺度土壤允许流失量阈值确定;水土保持措施布局整体性优化;土壤多样性对水土保持措施配置的影响机理;水土保持与生态系统功能的权衡与协同机制;土壤侵蚀防治过程中物质、能量和信息流演变规律及模拟。
4.2 生物措施
生物措施是指为管控山地丘陵区土壤侵蚀、保护和合理利用土壤和水资源、改善土壤和改善土地潜在生产力而采取的多种植树造林种草的相关措施。应用于崩岗侵蚀区的生物措施与其他的水土保持治理措施差不多。水土保持治理措施是采用森林措施还是草坪措施,不仅要根据治理区的地形,还要与灾害的性质和社会与经济要求有关。目前应用于崩岗管理的生物措施主要是护坡林草工程、侵蚀沟防护林草工程[5]。其中,边坡防护林草工程主要分为坡地水土保持林、边坡保护牧林、边坡保护经济林、边坡保护草等,可以用于减少丘陵区边坡土壤崩岗侵蚀,通过林草的根系来稳定坡面土体。侵蚀沟防护林草工程主要分为沟头防护林、沟底防护林等,目的是稳定崩塌堆、减少水蚀、重力侵蚀等,一般禁止生产活动[6]。另外还有研究表示,通过恢复丘陵区的植被,让丘陵区不再成为不毛之地,让其植被覆盖越来越好,可以使得之前有崩岗侵蚀的区域萎缩,由此可知恢复丘陵区的植被也是治理崩岗侵蚀的良策[7]。
5 结束语
土壤的崩岗侵蚀对生态环境的破坏是很大,它不仅仅是破坏山地丘陵区的地形地貌,还会破坏山地丘陵区的耕地农田,最关键的是还会带走土壤的水分和养分,让崩岗侵蚀区自然恢复植被难以实现。从而需要采用一定的人工干预来治理。为了保证水土不流失,对崩岗侵蚀治理的思路主要集中在以生态功能提升为主的土壤侵蚀防治和采用一些生物措施来防治[8]。在水土保持治理思路的工作开展中,我们要加强研究土壤崩岗侵蚀与水土保持之间的相互影响关系,从而将山地丘陵区崩岗侵蚀的治理工作做得更好,建立更加美好的生态环境。