【正文】 關于黃土高原水土流失與缺水的文字報告 黃土高原水土流失 黃土高原跨中朝地臺和祁連山褶皺帶兩個一級大地構造單元。黃土高原從地質(zhì)構造上可分為 3 個盆地 ,即六盤山以西“甘肅盆地”、六盤山至呂梁山之間“陜北盆地”、呂梁山至太行山之間的“汾渭盆地”。這些盆地于中生代形成 ,開始接受陸相堆積 ,到第四紀開始緩慢上升 ,同時接受黃土堆積 ,在晚更新世末全新世早期整個黃土高原劇烈抬升 ,隨之黃土高原在地貌上經(jīng)歷了盆地 — 堆積平原 — 高平原 — 高原的發(fā)育歷史。 1 水土流失狀況 黃土高原水土流失 ,以流水侵蝕為主 ,其邊緣山 地以重力侵蝕為主。最嚴重的區(qū)域包括陜西北部、內(nèi)蒙古南部、山西西北部以及渭河、涇河、洛河的上游 ,面積 11. 4 萬 km2,其中大部分屬于黃土丘陵區(qū) ,年均輸沙量占全區(qū)的 80%,占入黃泥沙總量的 74%。一般地區(qū)輸沙模數(shù)在5 000~10 000 t/(k 2m a),部分地區(qū)輸沙模數(shù)在 10 000 t/(k 2m a)以上。其侵蝕強度的區(qū)域分異規(guī)律是 : (1)東西方向上 ,呂梁山和六盤山是黃河中游流失強度區(qū)域差異的主要分界線。呂梁山以東 ,絕大部分地區(qū)侵蝕模數(shù)都在 5 000 t/(k 2m a)以下。六盤山以西的侵蝕強度都在 5 000 t/(k 2m a)左右。其中又以渭河為界 ,渭河以北地區(qū)包括散渡河、葫蘆河等侵蝕模數(shù)都在 5 000~8 000 t/(k 2m a)之間 ,渭河南岸除局部地區(qū)外 ,在 5 000 t/(k 2m a)以下。 (2)呂梁山和六盤山之間的渭河北山南北向是侵蝕強度的 分界線之一 ,渭河北山至延安、志丹、慶陽一線 ,侵蝕模數(shù)都在 5 000 t/(k 2m a)以下 。由此線向北侵蝕強度逐漸增強 ,至延安為 6 500 t/(k 2m a),至綏德、米脂為 15 000 t/(k 2m a),再向北至府谷、準格爾旗則大于18 000 t/(k 2m a)。渭河北山以南主要是黃土臺塬、沖積平原、山地 ,侵蝕強度一般都在 1 000t/(k 2m a))以下。 (3)中、小流域的水平分異規(guī)律明顯 ,一般中游的侵蝕強度最大 ,上游最小。 2 水土流失的地質(zhì)背景 黃土高原水土流失的原因是多方面的 ,它與內(nèi)力地質(zhì)作用是分不開的。內(nèi)力地質(zhì)作用對水土流失的形成 ,起著控制性的作用 ,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 新構造運動為流水作用提供了潛能 據(jù)調(diào)查 ,黃土高原西部發(fā)育著北西向活動斷裂 , 20 世紀有強震活動。其東部有汾渭裂谷系 ,其強震活動 1900 年前非?；钴S , 20 世紀以來活動很弱。這一構造基本輪廓主要是由白堊紀 末的燕山運動最后奠定的。強烈的構造運動使臺向斜、臺背斜四周的地層發(fā)生褶皺、斷裂 ,隆起部分成為山地 ,如賀蘭山、六盤山、太行山、呂梁山及渭河北岸的山地等 。而斷陷部分成為谷地 ,如汾渭地塹等。黃土高原占主導地位的黃土丘陵和黃土塬區(qū) ,屬區(qū)域性上升區(qū) ,就是在近代 ,上升運動也比較顯著。據(jù)記載 ,六盤山兩側近百年內(nèi)上升速度為 5~15 cm /a[1, 2]。有關文獻資料也表明 :蘭州附近上更新世末形成的“甘肅期侵蝕面” ,高出河面 300 m以上 ,晉陜之間黃河干流下切到相應地形面之下 140~150 m,反映蘭州地區(qū)新構造運動上升 幅度至少300m,晉陜黃河干流地區(qū)上升至少 150 m。 黃土高原在第四紀時期大幅度階段上升可以從蘭川剝蝕面和河流階地的關系上得到證明（圖 1）。從古土壤層產(chǎn)狀和河流階地所反映的黃土剝蝕期的研究 ,可恢復黃土高原更新世水土流失的歷史。上新世以來 ,由新構造運動導致的構造地貌演變 ,控制著黃土高原及其周邊地區(qū)的古湖興衰和水系發(fā)育 ,特別是最近 1. 50Ma 的間歇性構造運動導致河流階段性深切侵蝕和多級河流階地發(fā)育。在最近 0. 2Ma,黃土高原發(fā)生了三次顯著的構造活動 ,形成相應的三級黃土覆蓋階地或廣泛分布的黃土侵蝕面。渭河寶 雞段和洛河洛川段的 T3階地 ,以及大荔人和丁村人化石出土地點的階地 ,都形成于距今 0. 15 Ma 左右。在構造作用的影響下 ,這一時期是黃土高原及鄰區(qū)的一個強烈侵蝕期 ,使黃河上、中游從各自獨立的內(nèi)流水系逐步相互連通 ,因而干流水量增加 ,匯集于古三門湖。在此情況下 ,湖水可能先從中條山與崤山之間低緩的分水埡口向東溢流 ,不斷下切 ,終于貫通三門峽谷地 ,干流得以進入華北平原 ,成為東流入海的黃河水系。此后 ,黃河中游水系谷地內(nèi)又先后發(fā)育二級階地 ,如發(fā)育于距今 40 ka 左右的渭南北莊村游河階地 ,以及形成于 15 kaBP 左右保存良好 的 T1階地。這兩次侵蝕期使密布于黃土高原的低級支流和溝谷系統(tǒng)得到進一步發(fā)展。 總之 ,黃土高原的上升 ,侵蝕基準面的下降 ,增大或保持著大的地形高差 ,因而增大和保持著土體侵蝕的動力 ,使黃土高原水土流失等自然地質(zhì)現(xiàn)象始終活躍地存在著。 控制黃土切割程度的黃土節(jié)理裂隙 黃土高原新構造運動的發(fā)展 ,長期存在著統(tǒng)一的區(qū)域構造應力場 ,在黃土地層中留下了構造形跡 ——— 完整的構造節(jié)理體系 ,如汾渭斷陷盆地、西安地裂縫 ,黃土構造節(jié)理體系很明顯黃土構造節(jié)理規(guī)律性強、延伸遠 ,在大的地震或地表水的滲入和潛蝕下 ,會進一步擴大 ,形成大裂隙或地裂縫。構造節(jié)理控制了黃土溝谷的密度和走向 ,并影響著塬面洼地、塬邊緣坡及“黃土喀斯特”洞縫的形態(tài)。 強烈地震的突發(fā)性 活動性的深大斷裂 ,在發(fā)震構造部位突然釋放應力時有地震發(fā)生。黃土高原地震密集區(qū) ,呈帶狀分布 ,如六盤山地震帶、賀蘭山地震帶、汾渭地震帶等。 巖石性質(zhì)的影響 地表巖石的種類不同及巖性的差異直接影響流水地質(zhì)作用的強弱 ,主要表現(xiàn)在地表巖石的抗蝕性和巖石的透水性兩個方面。 黃土高原出露的古生代、中生代的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖 ,風化后基巖風化面上常形成 0. 1~0. 5 m的黏 土層 ,透水性差 ,當傾向溝床時 ,這層隔水層成為滑坡床 ,覆蓋其上的黃土出現(xiàn)成群的滑坡體、滑塌體。晚第三紀黏土與黃土底部的黃褐色粉沙質(zhì)亞黏土 ,出露幾米至數(shù)十米 ,有時形成溝岸陡壁。紅黏土是很好的隔水層 ,往往成為滑坡床 ,上覆黃土容易形成滑坡和滑塌體。第四紀黃土顆粒組成以粉土為主 ,粒徑為 0. 01~0. 05 mm,由于顆粒細、孔隙小、透水慢 ,其表面容易形成徑流 ,更助長了侵蝕 [4, 9, 11]。另外 ,黃土中的古土壤某種隔水性能 ,可形成滑坡床 ,因此黃土中滑坡、滑塌體分布較廣。 綜上所述 ,黃土高原的水土流失具有明顯的地區(qū) 差異 ,但從地質(zhì)構造來看 ,多為第三紀或中生代晚期形成的一些構造盆地 ,早期接受沉積 ,新構造運動特別是第四紀以來的垂直上升運動 ,將上述易風化流失的巖土物質(zhì)不斷抬升 ,而成為受侵蝕地區(qū)。影響水土流失強度的巖石性質(zhì)和地殼運動是內(nèi)力地質(zhì)因素不可分割的兩個方面。巖石性質(zhì)決定著地表的抗蝕性和對水分的保蓄能力 。新構造運動為流水侵蝕提供了潛能 ,二者共同作用 ,構成影響水土流失的深刻地質(zhì)背景。 3 內(nèi)力地質(zhì)作用地位及水土保持問題 造成水土流失強度差異的根本原因是地質(zhì)環(huán)境 一般認為 :影響水土流失的因素包括地形地貌、地質(zhì)、氣候、 水文、植被、土壤等 ,這些因素在自然界是互相影響、互相制約的 ,水土流失則是這些因素在某一地區(qū)的集中表現(xiàn)。地質(zhì)因素為流水侵蝕提供物質(zhì)源泉和潛能 。氣候因素 (大氣降水 )使地質(zhì)潛能轉(zhuǎn)化為流水動能 ,作用于地表。氣候因素的作用具有廣泛性 ,而地質(zhì)因素則表現(xiàn)出明顯地區(qū)差異性。植被、土壤因素受氣候、地貌以及人類活動等因素的影響和制約 ,既是影響水土流失的最直接因素 ,也是水土流失強度的表現(xiàn)。造成水土流失強度具有較大地區(qū)差異的根本原因應該是地質(zhì)環(huán)境。 水土保持措施 在治理措施上應著眼于 :①改變地表的抗蝕能力和對水分的保蓄能力 。②改變地表的坡度 ,減小水流的能量。并協(xié)調(diào)好主要影響因素 ——— 降水、地形、植被、地表組成物質(zhì)之間的關系。 3. 2. 1 植物措施 植被覆蓋可以防止暴雨對地表土層的沖擊 ,可以含蓄部分降水 ,植物根系可以固結土壤 ,增加有機質(zhì)和團粒結構 ,提高土壤的抗蝕能力 ,阻滯地表徑流以及增加下滲等。據(jù)福建省統(tǒng)計 ,森林覆蓋率 60%時 ,水土流失面積占總面積的比例 5%。覆蓋率為 50% ~60%時 ,水土流失面積占總面積的比例為 10% ~20%。覆蓋率 40%時 ,水土流失面積占總面積的比例 20%,這說明森林面積是與水土流失面積成負 相關關系的。另據(jù)觀測 , 5~7年的幼林 ,郁被度達到 50% ~70%,可以減少土壤沖刷量 30% ~60%。當樹冠全部郁被 ,枯枝落葉與雜草形成地表覆蓋層以后 ,土壤沖刷可以完全控制 [11]。具體措施包括 : (1)根據(jù)不同地形地貌、氣候條件引進、馴化、培育優(yōu)良樹種 ,種植固沙林、果樹林、油料林、用材林、薪炭林以及牧草等。造林樹種應以灌木為主 ,營造灌、草、喬相結合的水土保持林。 (2)研究植物的生態(tài)結構 ,林草間作、林糧間作 。在森林草原帶中 ,陰坡建立以喬木為主的多層結構 ,陽坡營造以灌叢、草本為主的多層結構的防護林。 (3)研究、總結、推廣以抗旱為中心的造林技術。包括選擇適宜造林立地條件的耐旱樹種和造林季節(jié) 。采用不同的整地工程措施 ,增加土地保墑能力 。采取就地攔蓄、合理調(diào)配、集中使用的辦法發(fā)展徑流林業(yè) 。研究防滲、抗旱材料 ,發(fā)展節(jié)水微灌技術 ,建立高效經(jīng)濟林果園。 (4)建立黃土高原生態(tài)經(jīng)濟型防護林體系。以當?shù)厮?、氣候和生物資源的生產(chǎn)潛力為依據(jù) ,以防護林為主 ,用材林、經(jīng)濟林、薪炭林和特用林科學布局 ,實行各林種、樹種的合理配置與組合 ,充分發(fā)揮多林種、多樹種生物群落的多種功能和效益。 3. 2. 2 農(nóng)業(yè)技術措施 (1)土壤改良 ,主 要是通過對耕地平整深翻和施肥 ,使土壤形成較厚的海綿結構層 ,以增加