祁连山水土流失动态变化及防治措施研究

任忠山

（祁连山国家级自然保护区管护中心西营河自然保护站，甘肃 张掖 734400）

水土流失是指在风力、水力、冻融、重力等诸多自然因素和人为活动的综合作用下，土地生产能力与水土资源遭受损失与破坏的过程及后果，由水的损失与土地表层侵蚀两大部分组成。在甘肃祁连山地区，受到自然因素、人为不合理开发利用等因素的影响，出现了严重的水土流失现象，引发了大量土壤养分流失、土地损坏、河道淤积、土地生产力下降等问题，危害了生态环境与人类生存发展。本文参考其他地区水土流失动态变化相关的文献资料，重点分析了1982 年—2020年祁连山地区水土流失动态变化特征，并在此基础上提出几点有效防治措施，对有效缓解该地区水土流失现象，建设良好的生态环境等提出意见。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

祁连山位于青藏高原东北部，横跨青海、甘肃两省份，长约850 km，宽200～300 km。祁连山东部源于乌鞘岭，南接柴达木盆地，西靠阿尔金山，北临河西走廊，平均海拔4 000～4 500 m，山势表现出西高东低的特点。祁连山属于高原大陆性气候区，由于该地区境内地形复杂多样，海拔差异明显，导致其水热条件也存在着显著差异，中西部地区温度较低且降水稀少，东部地区相对温度较高且降水量比较多。

1.2 材料来源与方法

数据类型主要包括：土壤资料、气象资料、地形数据与遥感影像等。本文选用1982 年—2020 年土壤侵蚀监测结果，对比分析各年份祁连山地区土壤侵蚀时空变化。每年数据技术与技术路线有所不同，导致数据精度也存在一定差异，但对数据对比影响较小。

2 祁连山水土流失动态变化特征分析

人类不合理生产活动与气候异常变化导致土壤加速侵蚀，特别是在干旱、半干旱地区，土壤侵蚀率增加将会导致土壤养分大量流失，土地生产力显著下降，还会引发水污染、河道淤塞等一系列环境问题，进而导致恶性循环，水土流失明显加剧。因此，本文主要分析祁连山土壤侵蚀时空变化特征，直观反映祁连山地区水土流失动态变化。

2.1 土壤侵蚀的时间变化特征

据统计，1982 年—2020 年，祁连山保护区水土流失年平均侵蚀量达7.90 t/hm2·年。由图1a 可见，2012 年土壤侵蚀量最大，达到8.27 t/hm2·年；2020 年最小，为1.21 t/hm2·年。整体而言，近年来祁连山保护区年平均土壤侵蚀量呈现出增加趋势，增加速率为1.3 t/hm2·年/10年。由图1b可见，祁连山保护区年平均土壤侵蚀量的累积距平值在2010 年附近出现拐点。由于2012 年、2017 年与2019 年极端降水频发，导致此3年土壤侵蚀量较高。

图1 祁连山保护区土壤侵蚀统计Fig.1 Soil erosion statistics in Qilianshan protected area

2.2 土壤侵蚀的空间变化特征

据统计，祁连山自然保护区土壤侵蚀速率位于-4.89～23.64 t/hm2·年，土壤侵蚀速率的平均值为0.13 t/hm2·年。祁连山保护区有62.62%的地区土壤侵蚀量呈下降趋势，达到显著水平的区域约56.92%；有5.70%的地区土壤侵蚀量呈现出轻微的上升趋势，其中达到显著上升水平的区域达12.54%。尽管祁连山自然保护区土壤侵蚀量呈下降趋势的区域要明显多于上升趋势，但是其变化速率的平均值依然表现为正值，主要是由于祁连山保护区土壤侵蚀量呈下降趋势的下降速率要明显低于增加趋势的增加速率。结合海拔条带进行分析能够得出，位于海拔2 700 m 以下地区与海拔介于2 700～3 200 m地区的土壤侵蚀量趋势值均表现为负值，其平均趋势值分别为-0.013 t/hm2·年与-0.023 t/hm2·年。此海拔范围之内广泛分布着草地、林地，由此可见，植被覆盖及采取有效的水土保持措施可以明显缓解土壤侵蚀现象；海拔高度在3 200 m 以上区域的土壤侵蚀量趋势值表现为正值，而且土壤侵蚀增加幅度随着海拔高度的增加而呈现出增加趋势，由此可见，高海拔地势起伏明显地区的土壤侵蚀风险要明显高于其他区域，因此，必须结合这一特征采取科学、有效的土壤保持措施，以有效缓解水土流失现象。

2.3 各等级土壤侵蚀的时空变化特征

为深入分析祁连山保护区土壤侵蚀状况，可以与土壤侵蚀分类分级标准相结合，细化土壤侵蚀等级，具体见表1。

表1 土壤侵蚀等级Tab.1 Grade of soil erosion

与上述土壤侵蚀分级标准相结合，祁连山自然保护区1985年—2020年土壤侵蚀面积，见表2。

表2 祁连山自然保护区各年份各等级土壤侵蚀面积统计Tab.2 Soil erosion area statistics of Qilianshan Nature Reserve in different years and grades %

祁连山自然保护区土壤侵蚀情况整体比较轻，主要表现为微度侵蚀。大多数年份祁连山自然保护区微度侵蚀面积所占的比例均在80.0%以上，几乎每年祁连山保护区都会有少数区域出现剧烈侵蚀。剧烈侵蚀与极强度侵蚀所占的比例较少，多出现在祁连山自然保护区东南部坡度较陡且海拔较高区域。结合表2 可见，在1995 年前，祁连山自然保护区土壤微度侵蚀面积占比高于80%；2000 年—2015 年，土壤微度侵蚀面积有所减少，均在80%以下；2015 年土壤微度侵蚀面积占比最少，为73.16%；到2020 年该地区土壤微度侵蚀面积占比明显增加，达到95.40%，与2020 年降水量稀少、极端降水事件较少等存在着一定程度的关联。而各年份剧烈侵蚀占比均较少，除2015 年外，其他各年份土壤剧烈侵蚀面积占比均未超过1%。

2.4 祁连山水土流失的原因分析

2.4.1 自然原因

引发祁连山水土流失的自然原因主要包括以下几点：①气候因素。祁连山隶属于温带大陆性气候区，深居亚欧大陆内部且距离海洋较远，降水稀少。另外，受到青藏高原、西北寒冷气流、内蒙古地区干冷空气等多种因素的影响，祁连山地区沙尘暴频发，并受西北季风的影响；②地貌因素。祁连山地区海拔高度较高，再加上冻土地貌的影响，土壤极为坚硬，地下水很难向下渗透并存储，因此，祁连山特殊的地貌类型无法涵养丰富的水资源；③水文因素。祁连山主要有疏勒河、黑河、石羊河共三大水系，需水量总计81×108m3，可以利用的水资源仅有62×108m3。受到当地气候、地貌因素的影响，其自然降水量比较多，再加上高温、地表蒸发量大等因素的影响，祁连山地表水存储量较少。随着水土流失现象的日益凸显，土地砂土化愈演愈烈，地表土明显缺少，地下水位显著下降，部分地区水质恶化，严重时还会导致居民生活饮水困难。

2.4.2 人为原因

①人为损坏植被与地貌而引发水土流失。近年来，当地居民对祁连山过度索取，掠夺式开垦土地，与因地制宜的和谐可持续发展理念相违背。草地与植被具有涵养水土等功能。降水天气发生后，植被可以将水分保持在地表上。将林牧用地开辟为农田虽然可以增加农业用地面积，但是却破坏了草地和植被，降低了土地蓄水功能，引发严重的水土流失，直接破坏自然生态系统；②水污染严重。社会经济的飞速发展，城镇化进程加快，祁连山地区城镇废污水量显著增加，再加上当地居民水资源保护意识薄弱，生活垃圾随意堆放在地表、倒入河道中，使水资源遭受严重污染；③自然灾害发生频率较高。祁连山地区林业资源丰富，且富有多种药用植物。然而由于人类不合理的开采导致草地林木锐减，森林植被遭受严重破坏，植被覆盖率大幅下降，大量的地表裸露在外，导致其涵养水土的功能无法得到充分发挥，地表荒漠化、砂土化现象愈演愈烈，最终引发严重的水土流失现象。另外，洪水会引发泥石流、滑坡、塌方等自然灾害。在洪水作用下，大量泥沙汇集于下游水库，使其容量显著下降，蓄水、抗灾功能下降。

3 祁连山水土流失防治措施

3.1 强化宣传

祁连山自然保护区相关部门应当充分利用“中国水周”“世界水日”等特殊日期，综合运用广播、电视、互联网、微博、微信等媒体，通过张贴标语、海报等多层次、全方位宣传水土流失的危害、水土保持基本国策等，还要积极开展水土保持进乡村、进学校、进机关等活动，多种力量共同营造人人知晓并参与的良好氛围，使大众对防治水土流失的认识及其迫切性实现显著提升。

3.2 采取多种举措提升生态系统的自我修复能力

主要包括以下几点：①始终坚持“绿水青山就是金山银山”的理念，针对各个区域采取有针对性的治理措施。有关政府部门加大湿地、林草等的保护力度，积极开展荒地、低效林等治理工作，有效推动人与自然的和谐相处；②祁连山相关部门应当积极动员全社会力量参与绿化活动，组织全民参加义务植树活动，适当增加林草面积，通过多种形式多个途经实现增绿增汇，加速森林、草地生态系统恢复；③结合祁连山境内退耕还林成果，强化生态环境建设，持续做好封禁管护与治理工作。要分散治理、连片规模治理相结合，使全区林草覆盖率得到大幅提升。同时还要切实做好河流保护工作，开展河流污染治理工作，减少河道泥沙淤积，降低洪水的发生率和灾害性，达到有效遏制水土流失和降低自然灾害的目的，保障人民生命财产安全。

3.3 切实做好水土保持预防的监督与管理工作

①加大对不法行为的监管与惩处力度，严厉惩处滥砍滥伐、毁林开荒、过度放牧等引发水土流失的不法行为；下大力气杜绝“未批先建”“未验先投”等行为，有关部门在实际的检查工作当中一旦发现问题与隐患，必须第一时间下达整改通知书，并提出有效意见，同时还要确保整改严格落实到位；②强化项目前期管理工作，规范水土保持方案审批流程，严守生态红线，严禁许可与水土保持法律法规不符的项目；③强化各部门的对接合作工作，妥善做好项目建设过程中水土保持方案审批工作，同时还要严格做好项目监管，以有效防止不当行为造成的水土流失现象。