土壤是一種有限的資源和整體的地理環(huán)境的一個組成要素,對人類的生存和發(fā)展乃至地球上多種生命形式的生息繁衍至關(guān)重要。土壤是礦物質(zhì)、有機(jī)化合物和生命物質(zhì)的復(fù)雜混合物。
它直接或間接地作用于人類的生產(chǎn)和生活活動,并引起生態(tài)環(huán)境的變化,而變化了的生態(tài)環(huán)境反過來又影響著土壤及人類的生產(chǎn)和生活。1998年長江流域發(fā)生的特大洪水就是土壤侵蝕、水土流失制約洪澇災(zāi)害的鮮活例證。
長江是我國第一大河,流域面積占全國土地的1/5,耕地面積的1/4;人口占全國總?cè)丝诘膌/3;工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占全國總量的40%以上;可供開發(fā)的水能資源占全國的40%,在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有舉足輕重的地位。
長江流域是一個巨大的復(fù)雜的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。但由于處在東亞副熱帶季風(fēng)氣候區(qū),降水量豐沛而變率大,常發(fā)生旱澇災(zāi)害,給人民生命財產(chǎn)安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了嚴(yán)重的威脅。
據(jù)記載,長江流域從漢代到清末的2000年間,曾出現(xiàn)大旱113次,發(fā)生洪水災(zāi)害200多次,平均18年一次大旱,10年一次洪水災(zāi)害。本世紀(jì)以來出現(xiàn)大旱6次,洪水災(zāi)害10次,平均17年一次大旱,10年一次大洪水,其中1931年、1954年、1998年為全流域性特大洪水。
據(jù)近40年農(nóng)田受災(zāi)面積分析,從50年代到80年代,旱災(zāi)和洪澇災(zāi)害都呈上升趨勢,特別是80年代以后增加明顯,如以50年代受旱面積為100,則80年代為277。洪澇災(zāi)害70年代、80年代比50年代分別增加了0.12、2.09倍。
1998年長江流域發(fā)生了1954年以來的特大洪水,造成這一災(zāi)害的原因是氣候異常,普降暴雨,但是洪水位長期居高不下,造成嚴(yán)重?fù)p失,也與生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞有關(guān)。
1 土壤的保水功能不能忽視
土壤是發(fā)育在地球陸地表面具有生物活性和孔隙結(jié)構(gòu)的介質(zhì)。它在生態(tài)系統(tǒng)中的主要作用是為植物提供物理支承、水分、養(yǎng)分,甚至空氣。由于土壤的多孔性,它既能容納水分,又具有貯水能力。
土壤貯水能力的大小決定于一系列因素。其中以植被最為重要,因為森林下有深厚的地被物,草地有草氈層,表土有良好保水性和透水性的有機(jī)質(zhì)層。所以有植物被覆下的土壤能起阻留降水和調(diào)節(jié)徑流的作用。
據(jù)研究,有林地所阻留的降水約為年降水量的30%,同時可將5%~30%的地表徑流轉(zhuǎn)化為壤中水或地下水。草地的蓄水量介于林地與無林地(裸地)之間。冷杉林內(nèi)表層土壤的最大持水量達(dá)80~90 mm,一般10 mm以下的降水能全部被林下的地被層吸收。
據(jù)觀測,在等雨量條件下,植被覆蓋度為95%的農(nóng)地徑流系數(shù)為0.23,而覆蓋度為15%的農(nóng)地徑流系數(shù)為0.59。通常發(fā)育良好的森林(具有林、灌、草、枯枝落葉層)水土流失量僅為農(nóng)地的0.1%,甚至更低。
按1 hm2計算,在森林土壤中,30 cm厚的地被層和表土層的田間持水量為1000~1500 t,100 hm2森林土壤的蓄水能力相當(dāng)于一個蓄水量為10萬~15萬m3的水庫。
可見土壤吸水和貯水功能主要靠地被層和土壤有機(jī)質(zhì)層,而水土流失的過程,首先是從植被破壞,地被層變薄或消失開始的,接著便引起表土沖刷,土層變薄,土壤物理性質(zhì)變壞,從而導(dǎo)致土壤貯水量減少,地表徑流增加,加劇了水土流失。
同時植被也迅速演替為草灌群落。同森林群落相比,草灌群落的結(jié)構(gòu)和種類成分大為簡化,生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力下降,最重要的是植物賴以生存的土壤條件惡化,從而生產(chǎn)力衰減。
由于表土被侵蝕掉,緊實瘠瘦的心底土層層位相對上升或直接外露,如果沒有外部能量和物質(zhì)的投入,僅靠自然條件本身恢復(fù)植被則比較緩慢。
若植被再遭連續(xù)砍伐,便演替為草叢或寸草不生的光板地或石質(zhì)山坡,完全喪失農(nóng)林業(yè)利用價值?!捌ぶ淮?,毛將焉附”,林下地被層和土壤有機(jī)質(zhì)層的喪失意味著大量蓄水庫的消失。一旦洪水來臨,本來可以成為“中流砥柱”的森林土壤卻因遭摧殘而自顧不暇了。
2 治水同時應(yīng)治土、護(hù)土
土壤是地球表面的一圈脆弱的薄層。土壤的生成很緩慢,一般可能2萬年才形成1 m土層。土壤具有位置和數(shù)量的固定性,也無法從外地進(jìn)口。因此,可認(rèn)為土壤是不可再生的資源,必須倍加珍惜。
土壤和水的關(guān)系至為密切。早在春秋戰(zhàn)國前期,我們的祖先就認(rèn)識和掌握了水、土之間的辨證關(guān)系。
據(jù)《吳越春秋?吳大伯傳》記載,唐堯時代,有9年水災(zāi),洪水泛濫,人民遷到山區(qū)居住。這時,唐堯聘請農(nóng)學(xué)家教人民在山區(qū)區(qū)種(即穴種、窩種),以起到保水、保土、保肥的作用。
《漢書?食貨志》說,夏代禹受舜命,治水13年,平治水土,將全國土壤進(jìn)行分類,因地制宜進(jìn)行耕作,開渠進(jìn)行排水和灌溉。這種治水與治土結(jié)合起來的思想至今還有積極的指導(dǎo)意義。
1998年我國南北遭受了特大洪水,從另方面警示我們:治水同時要治土。治水與治土結(jié)合,才有利于水利建沒成果的鞏固。
眾所周知,1998年長江汛情次于1954年,一些河段的洪水量比50年代減少104 m3/s,然而洪水位卻比1954年高出幾十厘米或一二米。這種現(xiàn)象與流域內(nèi)森林過度采伐,植被破壞,水土流失,河流泥沙量增加有直接關(guān)系。
目前長江河床正以每年1 cm的速度抬高,長江也有成為“懸河”的危險,荊江汛期洪水位高出兩岸地面8 m以上就是事實。
由于河湖淤積,湖底河床抬高,水體容量減少,調(diào)蓄洪峰能力衰減,行洪不暢,即使水量不大也會形成較高的水位,出現(xiàn)“小雨量,高水位,大水災(zāi)”的局面。
吸取古今治理江河水患中正反兩方面的經(jīng)驗教訓(xùn)。我們提出災(zāi)后治水不忘治土、護(hù)土,是在加強(qiáng)水利建設(shè),提高防范洪澇災(zāi)害能力的同時,要更加注意土地的合理利用和優(yōu)化配置,把投資重點(diǎn)放在土地綜合治理上。
3 治土和護(hù)土的主要途徑
3.1 調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu),陡坡地退耕還林、還草,恢復(fù)植被
長江上游地區(qū)最突出的問題是森林過度采伐,使土壤侵蝕和水土流失面積與強(qiáng)度增大。森林覆蓋率由建國初期的30%~40%,下降到現(xiàn)在的10%,水土流失面積達(dá)35.2萬km2,土壤年總侵蝕量由以往的13億t,增加到目前的15.6億t,占全流域總侵蝕量(24億t)的一半以上,相當(dāng)于每年36萬hm2耕地喪失了肥沃的耕作層。
林業(yè)部決定從1998年9月1日起禁止在上游地區(qū)砍伐天然林木,封山種樹,到2000年把25度以上陡坡耕地退耕還林,這無疑是正確的。
為了實現(xiàn)把長江上游的防護(hù)林建設(shè)好的目標(biāo),一方面要注意科學(xué)地造林綠化。首先必須對林種布局做出宏觀規(guī)劃,避免盲目性和投資的浪費(fèi)。其次,要講究造林方式,禁止煉山全墾造林,提倡條帶化造林,以防止水、土、肥流失和空氣污染。第三,要強(qiáng)調(diào)針、闊葉樹種混交,喬、灌、草結(jié)合的人工多層植被,并根據(jù)坡度和土層厚薄進(jìn)行樹種選擇和搭配。
另方面,陡坡退耕還林是個難題,因為一些貧困山區(qū),幾乎所有坡耕地都超過25度。為了解決群眾賴以生存的口糧,建議先發(fā)展復(fù)合農(nóng)林業(yè),逐步做到退耕還林。
3.2 以小流域為單位,改坡耕地為梯田,建立水土保持生態(tài)農(nóng)業(yè)工程體系
長江流域的坡耕地集中分布在上、中游廣大山丘區(qū),尤其是上游地區(qū)。這些農(nóng)地水土流失劇烈,據(jù)對典型地區(qū)的調(diào)查,耕地的年侵蝕量占該區(qū)年土壤侵蝕總量的60%,嚴(yán)重制約了水庫壽命和土地生產(chǎn)力的提高。
但在川東地區(qū),從1991年起貫徹水土保持法提出的“預(yù)防為主,全面規(guī)劃;綜合治理,因地制宜;加強(qiáng)管理,注重效益”的方針,實施以小流域為單位,堅持以坡耕地改造興建基本農(nóng)田為突破口,已取得初步成效。
據(jù)多點(diǎn)調(diào)查,其做法可歸納為:
(1)因地制宜,量力而行。緩坡地區(qū),可實行糧草等高分帶耕作,變長坡為短坡,以減緩徑流;種植柑桔的坡地,可以開濠溝、大窩穴種植;
(2)根據(jù)地形特點(diǎn),改坡耕地為梯田。首要條件是做好地塊規(guī)劃,確定地塊高度,頂寬及邊坡坡度。
(3)整治坡面水系,變害為利。為避免雨后坡面水亂流,造成地坎垮塌,在修梯田時一定要與整治坡面水系統(tǒng)一規(guī)劃,同步進(jìn)行。
(4)加速培肥地力及使用配套高產(chǎn)技術(shù)。要多施用有機(jī)肥,適當(dāng)增加間套種綠肥,或采用豐產(chǎn)溝和聚土壟溝法結(jié)合增施有機(jī)肥。
(5)狠抓改后利用,提高復(fù)種指數(shù)。梯田土層增厚,質(zhì)地改善,保水保肥力增強(qiáng)。再輔以推廣良種、規(guī)范化栽培、配方施肥、病蟲害防治等,不僅可擴(kuò)大小春種植面積,而且可實行水旱輪作。
3.3 因地制宜,推廣復(fù)合農(nóng)林業(yè),發(fā)展多種經(jīng)營
長江流域丘陵山地占土地總面積的85%,其特點(diǎn)是地面起伏,坡地多、土層薄。坡地利用,一要保存和培肥土壤,二要防止土壤侵蝕。除修梯田外,最好的方法是發(fā)展復(fù)合農(nóng)林業(yè),因為它能抗蝕并使雨水充分入滲和大量保留在土中。
復(fù)合農(nóng)林業(yè)的主要特點(diǎn)是在一個經(jīng)營單位內(nèi)配置不同土地利用,如亞熱帶地區(qū)的果-茶-農(nóng)生態(tài)模式,利用它們生物學(xué)特性的不同,構(gòu)成立體種植。
同時根系分布深淺不同,可充分吸收利用土壤的養(yǎng)分、水分??葜β淙~可增加土壤有機(jī)質(zhì)的積累,改善富鐵鋁土壤的生態(tài)環(huán)境,也有利于幼林、幼果間套農(nóng)作物(花生、旱糧、綠肥、瓜、果等)提高土壤覆蓋率,達(dá)到保土、保水的目的。
3.4 重建家園和改造低湖田要與治理江、河、湖水患結(jié)合起來
長江中、下游地區(qū)是全流域洪澇災(zāi)害最集中、最嚴(yán)重、最頻繁的地區(qū),出于地面高程普遍低于洪水位數(shù)米至十幾米,全靠3600余km的長江干堤和30000余km的支堤保護(hù),每屆大汛來臨,防御洪澇形勢十分嚴(yán)峻。
災(zāi)后應(yīng)堅持高起點(diǎn),重新進(jìn)行土地利用總體規(guī)劃,把新城鎮(zhèn)建設(shè)與舊城改造結(jié)合起來,把低湖田綜合治理和生態(tài)環(huán)境建設(shè)與治理江、河、湖水患結(jié)合起來,對不利蓄洪、滯洪和行洪的農(nóng)田退耕還湖,嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)、分洪區(qū)建設(shè)和人口規(guī)模,合理布局,節(jié)約用地,制訂出一個經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益相統(tǒng)一的綜合治理開發(fā)規(guī)劃,使災(zāi)區(qū)早日把生產(chǎn)恢復(fù)和發(fā)展搞上去。
3.5 防止水田土壤“隱性侵蝕”
土壤侵蝕有3種類型。一是漸發(fā)性侵蝕,如片蝕、溝蝕。二是突發(fā)性侵蝕,如重力侵蝕。三是看不見且不易被人覺察的“隱性”侵蝕。
前兩者主要分布在坡耕地及山坡、谷坡,后者則發(fā)生于水田。據(jù)調(diào)查,不僅是坡地,甚至平原的水田,由于串灌或帶水耕耙,把大量粘粒帶入江河之中。
在山地丘陵區(qū),每單位面積的田塊流出的過田水,每年帶走的粘??烧计涓麑油馏w總量的0.4%;在平原地區(qū),土壤侵蝕也常發(fā)生,以蘇州市為例,河道年總淤泥量可達(dá)1.27億m3。
長江流域是我國水田最集中、面積最大的地區(qū),長此以往將使河湖淤塞,并帶來嚴(yán)重后果,對此我們不能不加注意和防范。
長江流域是一個巨大、復(fù)雜的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。出于處在東亞副熱帶季風(fēng)氣候區(qū),降水量年際變化大,年內(nèi)分配不均,地區(qū)分布不勻,造成洪澇災(zāi)害頻繁,加上農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)既是經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn),又是自然再生產(chǎn)的過程,對自然條件依賴性強(qiáng),生產(chǎn)周期長,投資回收慢的特點(diǎn),這就決定了治水、治土任務(wù)的長期性和艱巨性;
吸取以往的經(jīng)驗教訓(xùn),治水不能忘記治土和護(hù)土,應(yīng)在災(zāi)后加強(qiáng)水利建沒的同時,強(qiáng)調(diào)因地制宜合理的利用土地,優(yōu)化資源配置;
治土和護(hù)土要從整個流域大系統(tǒng)著眼,統(tǒng)一規(guī)劃,在上游地區(qū)退耕還林還草,改坡耕地為梯田,發(fā)展復(fù)合農(nóng)林業(yè)。中、下游地區(qū),抓住機(jī)遇,高起點(diǎn)進(jìn)行災(zāi)后重建,退耕還湖,綜合治理低湖田和防止水田“隱蝕”,把防洪減災(zāi)落到實處,防患于未然。
來源:土壤與環(huán)境(現(xiàn)生態(tài)環(huán)境學(xué)報)(1999年第1期)