第二节 土壤侵蚀类型及特点
一、全国土壤侵蚀类型区
全国土壤侵蚀类型区划分,可分为水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀三大类型区。水力侵蚀又可划分为西北黄土高原区、东北黑土区、北方土石山区、南方红壤丘陵区、西南石质山区等五个二级类型区,各类型区具有明显的不同范围和特点。全国土壤侵蚀类型分布情况见下页图1-10。
(一)东北黑土漫岗区
主要分布在松花江中上游的大兴安岭山前台地上,水蚀面积约13万km2。该地区是松辽流域的商品粮基地,垦殖指数较高。耕地表层土壤疏松、底层粘重,透水性差,加之顺坡耕作习惯,一遇暴雨耕作层含水饱和,形成地表径流,水土流失严重,平均每年每公顷流失土壤30~75t左右,使耕地日趋贫瘠。水土流失严重地区形成了深2~5m的侵蚀沟,平均沟壑密度为5km/km2,使耕地严重受损,有的被迫弃耕(图1-11)。
图1-11 东北黑土漫岗区地貌
图1-10 全国土壤侵蚀类型分布图
(二)南方红壤丘陵区
我国红壤丘陵主要分布在长江中、下游和珠江中下游,以及浙江、福建、海南、台湾省的部分地区。全国红壤土总面积为200万km2,其中丘陵山地约占二分之一面积,属于水土流失区。红壤丘陵区的水土流失类型除一般面蚀、沟蚀外,还存在崩岗流失的现象。面蚀主要发生在坡耕地和荒坡上,坡度5~10度左右的,每公顷每年流失土壤15~30t,15~25度坡地,流失量则上升为45~75t左右。有植被覆盖的荒坡水土流失量较小,但由于许多地方有铲草皮作肥料的陋习,破坏了植被,水土流失量增加,甚至形成侵蚀沟。“崩岗”现象主要发生在花岗岩地区,一旦地表植被破坏,在坡面浅沟处集中形成崩口,不断发展成数十米或百米以上、深度达20m左右的大冲沟,对土地破坏迅速而严重。
我国红壤丘陵区,降水量大,人口密集,是农业发达地区,但部分地区水土流失严重,原有很薄的土层流失殆尽,已不能耕种;流失的泥沙下泄淤塞水库、池塘,不但影响农田灌溉,还使一些中小河流河床上升,变成“地上河”,两岸耕地变成“落河田”,深受洪涝灾害之苦(图1-12)。
图1-12 南方红壤丘陵区地貌
(三)北方土石山区
我国北方土石山区总面积达75.4万km2,其中水蚀面积48万km2,土石山区的特点是石多土少、土质松散且夹有石砾。坡耕地或荒地因水土流失,使土中细颗粒减少,造成土质“粗化”,严重地区岩石裸露,已完全不能利用。该地区由暴雨形成的地表径流流速很大,因而产生的冲刷力和挟运力较强,是形成突发性山洪灾害的重要原因。山洪冲毁村庄,淤塞河道,其危害十分严重(图1-13)。
图1-13 北方土石山区
(四)西南石质山区
我国西南石质山区主要分布在四川、云南、贵州、广西四省(区)和甘肃、陕西两省的南部,总面积约94万km2,其中水土流失面积约34万km2。西南石质山区水土流失区,可分为石灰岩山区和泥石流山区两类。
石灰岩山区主要分布在长江上游和珠江上游的贵州、广西、云南、四川以及甘肃和陕西的南部。具有山高、坡陡、谷深、河沟比降大、地表土层薄的自然特点,加之该区雨量多、暴雨强度大,地表土层流失十分严重,导致坡耕地“石化”面积不断扩大,直接威胁到群众的生存。泥石流山区则主要分布在长江上游的各支流区域,仅四川境内金沙江上游攀枝花至宜宾段,就有泥石流沟258条,占沟谷总数的70%。暴雨形成洪水挟带泥石流,从坡面到沟底,从上游到下游,来势凶猛,可形成突发性灾害(图1-14)。
图1-14 西南土石山区
除水力侵蚀的上述四个类型区外,西北黄土高原区水土流失最为严重。它西倚青藏高原、东临华北平原、北接内蒙古高原、南连秦巴山区,既是抵御风沙南侵的前哨阵地,也是保卫华北平原环境安全的屏障。因此,西北黄土高原不仅以黄土堆积深厚、地貌多样和奇特而著称于世,而且还以在我国北部生态环境中居于十分重要的地位而引人注目。
二、黄土高原区水土流失现状及特点
(一)黄土高原地貌特征
黄土高原西起日月山,东至太行山,南界秦岭,北抵阴山,总面积64.2万km2,涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南七省(区)50个地(市)、317个县(旗),总人口8742.2万人,农业人口6907.7万人。
黄土高原地区总的地势是西北高、东南低。六盘山以西地区海拔2000~3000m;六盘山以东、吕梁山以西的陇东、陕北、晋西地区为典型的黄土高原,海拔1000~2000m;吕梁山以东、太行山以西的晋中地区由一系列的山岭和盆地构成,海拔500~1000m,个别山岭超过1000m。
该区宏观地貌类型有丘陵、高塬、阶地、平原、沙漠、干旱草原、高地草原、土石山地等,其中山区、丘陵区、高塬区占三分之二以上。东南部主要为黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区,西北部主要为风沙、干旱草原和高地草原区;银川平原、河套平原、汾渭平原地形相对平缓。黄土高原地区地形地貌特征见表1-1。
表1-1 黄土高原地区地形地貌特征表
(二)黄土高原水土流失类型区的特点
黄土高原地区自然环境差异明显,从东南到西北,降雨、土壤、植被等呈规律性的变化。依据地形、地貌、水土流失特点等,分为黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区等九个类型区、十三个亚区(见下页图1-15)。
按照侵蚀强度,该区的水力侵蚀可以划分为剧烈、极强度、强度、中度、轻度五个强度等级(见表1-2、表1-3)。
表1-2 黄土高原地区主要水土流失类型区基本情况表
注:其他类型区包括黄土阶地区、冲积平原区、风沙区、林区、干旱和高地草原区等。
表1-3 黄土高原地区水力侵蚀强度分级表
1.黄土丘陵沟壑区
黄土丘陵沟壑区分布广,涉及7省(区),面积21.18万km2,主要特点是地形破碎,千沟万壑,15°以上的土地面积占50%~70%。依据地形地貌差异分为5个副区。1~2副区主要分布于陕西、山西、内蒙古三省(区),面积为9.79万km2,该区以梁峁状丘陵为主,沟壑密度2~7km/km2,沟道深度100~300m,多呈“U”型或“V”字型,沟壑面积大。3~5副区主要分布于青海、宁夏、甘肃、河南四省区,面积12.08万km2,该区以梁状丘陵为主,沟壑密度2~4km/km2。小流域上游一般为“涧地”和“掌地”,地形较为平坦,沟道较少;中下游有冲沟。
图1-15 黄土高原水土流失分区图
2.黄土高塬沟壑区
主要分布于甘肃东部、陕西延安南部和渭河以北、山西南部等地,面积3.27万km2。该区地形由塬、坡、沟组成,塬面宽平,坡度1°~3°,其中甘肃董志塬和陕西洛川塬面积最大、塬面较为完整;坡陡沟深,沟壑密度1~3km/km2;沟道多呈“V”字型。沟壑面积较小。
3.土石山区
主要为秦岭、吕梁、阴山、六盘山等。涉及7省(区),面积13.87万km2,该区山高坡陡谷深,沟道比降大,多呈“V”字型,沟壑密度2~4km/km2。
4.其他类型区
包括风沙区、干旱草原区、高地草原区、冲积平原区、黄土阶地区和林区,由于地形、地表组成物质、植被等诸多原因,这些类型区沟壑密度小,侵蚀相对较轻。
(三)黄土高原水土流失现状
黄河流域黄土高原地区是我国乃至世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。据1990年公布的全国土壤侵蚀遥感普查资料,在黄土高原64.2万km2的总面积中,水土流失面积达45.4万km2,占总土地面积的71%。其中,水蚀面积为33.7万km2,占水土流失面积的74.2%;风蚀面积为11.7万km2,占水土流失面积的25.8%。多年平均输入黄河泥沙量20世纪50~70年代高达16亿t,虽经多年治理,上世纪80年代到本世纪初多年平均输入黄河泥沙量仍然为7.5亿t,其中,水利水保措施减沙量为3亿t。
黄土高原水土流失最严重的地区是黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区,面积约25万km2,一般侵蚀模数为每年每平方公里5000~10000t,少数地区高达20000~30000t。该地区土地面蚀和沟蚀均十分严重。面蚀以坡耕地为主,一般15~25°的坡耕地,每年每公顷土地流失土壤75~10t,土地日趋瘠薄。沟蚀主要发生在沟壑区,该区沟壑面积占30%~40%,沟头每年前进1~3m,沟底下切、沟岸扩张十分剧烈,崩塌、陷穴等重力侵蚀也很普遍。
(四)黄土高原水土流失特点
黄土高原地区水土流失形式多样,成因复杂,具有十分明显的特点。
1.面积大、强度高
根据全国第二次水土流失遥感调查,黄土高原地区水土流失面积为45.4万km2,其中水蚀面积33.7万km2。侵蚀模数大于5000t/km2·a的强度以上水蚀面积14.6万km2,占全国同类面积的38.9%;侵蚀模数大于8000t/km2·a的极强度以上水蚀面积为8.51万km2,占全国同类面积的64.1%;侵蚀模数大于15000t/km2·a的剧烈水蚀面积为3.67万km2,占全国同类面积的89%。局部地区的侵蚀模数甚至超过30000t/km2·a。
2.时空分布集中
据有关研究成果,黄河河口镇以上区域产沙较少;河口镇至三门峡区间产沙较多。黄河中游多沙粗沙区面积仅占黄土高原地区总面积的12.2%,而其多年平均输沙量却占输入黄河泥沙量的62.8%。
黄土高原地区水土流失多集中在汛期(6~9月),约占全年的60%~90%。来沙又往往集中于几场大的暴雨洪水,许多地方一次暴雨的侵蚀量占全年总侵蚀量的60%以上(见表1-4);河龙区间四条支流汛期输沙量占全年的90%以上(见表1-5)。
表1-4 黄土高原地区典型小流域一次暴雨侵蚀量表
3.沟道侵蚀十分严重
黄土高原地区的沟道侵蚀主要表现为沟底下切、沟岸扩张、沟头前进等几种形式。强烈的水土流失,特别是沟蚀,把地面切割得支离破碎、千沟万壑。全区长度大于0.5 km的沟道达27万条,仅河龙区间沟长在0.5~30km的沟道就有8万多条(见表1-6)。黄土高塬沟壑区和黄土丘陵沟壑区大部分地区沟头每年前进1~3m,有的地方一次暴雨就使沟头前进20~30m,甚至达到100m以上。宁夏固原县在1957~1977年的20年间,由于沟蚀,损失土地10万亩左右;甘肃董志塬在近1000年间,由于沟蚀,塬面面积减少了一半。
表1-5 河龙区间四条支流输沙特征表
表1-6 黄河河口镇至龙门区间沟道情况统计表
黄土高原的千沟万壑是泥沙的主要来源地。据有关研究成果,黄土丘陵沟壑区沟谷面积占总面积的45%~55%,而产沙量却占50%~70%;黄土高塬沟壑区沟谷面积占总面积的30%~40%,而产沙量却占85%以上(见表1-7)。
表1-7 黄土高原地区典型小流域产沙情况表
(五)多沙粗沙区水土流失状况及特点
1.黄土高原多沙粗沙区概念
根据黄河下游淤积泥沙组成及来源分析,按照输沙模数≥5000t/km2·a的地区为多沙区,以粒径≥0.05mm为粗沙,粗沙模数≥1300t/km2·a的地区为粗沙区(图1-16)。
图1-16 黄土高原多沙粗沙区位置图
2.多沙粗沙区水土流失特点及危害
多沙区总面积21.2万km2,水土流失面积19.1万km2,其中水蚀面积为14.6万km2,涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区和黄土阶地区的部分地区。集中分布在河龙区间、泾洛渭河中上游以及青海、内蒙古、河南沿黄部分地区。多年平均输入黄河的泥沙量为(1954~1969年系列)14亿t,占黄河总输沙量的87.5%(见表1-8),是黄河泥沙的主要来源区,也是黄河水患的罪魁祸首。
表1-8 黄土高原地区多沙区水土流失情况表
多沙粗沙区总面积7.86万km2,分布于河口镇至龙门区间的23条支流和泾河上游(马莲河、蒲河)部分地区、北洛河上游(刘家河以上)部分地区,主要涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区。该区多年平均输沙量(1954~1969年系列)11.82亿t,占黄河同期总输沙量的62.8%;粗泥沙输沙量为3.19亿t,占黄河粗泥沙总量的72.5%。
多沙粗沙区支毛沟发育,沟壑面积占总面积的50%~60%。该区大于3 km2的沟道有6785条,其中流域面积为100~300 km2的沟道有265条、50~100 km2的有435条、10~50 km2的有1792条、5~10 km2的有1771条、3~5 km2的有2495条(见表1-9)。
表1-9 多沙粗沙区主要支流水土流失基本情况表