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广东水土流失类型和成因及其整治措施
沈灿燊 林健枝
广东处于亚热带和热带季风区,气温高降雨多,径流大,且常为狂风暴雨,造成严重的水土流失。
广东省森林十分丰富, 但经多次、长期的全面滥伐,目前的森林覆盖面积仅8818万亩,覆盖率只有28.4%(1979年资料),不到宜林地1/2,加上本省气温高,暴雨多,土壤被雨水冲淋,使水土流失更为严重。
水土流失有极大的危害:①使土壤养分大量流失,全省每年表土流失达4285万吨, 造成氮磷钾的大量流失。②大量泥沙流入附近农田, 影响耕种。③淤高河床,淤塞河道,如韩江许多河段已成为地上河,一遇洪水便成灾害。④缩短航道通航里程,如韩江50年代至今已缩短航道260多公里。⑤山塘水库被淤满,不能利用。以梅县地区为例,近年来淤积了山塘3507宗, 占全区山塘总数31.6%,报废了水库305座, 淤积严重的水库370座, 占全区水库的50.3%,13 座水电站失去效用。大型水库如合水水库己淤积了1269万方库容, 为总库容1/3。中型的石壁水库已淤积了433万方库容,为正常库容86.6%。如气候变劣, 生态循环失调。水土流失结果, 使径流调节能力差,蒸发加大, 一雨成灾, 无雨乾旱。
广东共有70多个县市水土流失比较严重,其中有个38个县市流失面积超过100平方公里,最严重的是韩江上游的五华县(875.83平方公里)和兴宁县(600.38平方公里)龙川县也在600-800平方公里之间。
1 水土流失情况与冲蚀类型
广东省水土流失地区主要分布在山区和各江的上游,以韩江上游的面积最大, 超过3000平方公里。东江上游也接近1500平方公里。北江上游达1158平方公里, 如加上喀斯特区的不明流失区,则达1500平方公里以上。西江的肇庆地区,包括南江流域、德庆等地也达到1400平方公里,其余的则分布在潮州市、湛江地区、东江中下游和海南岛。
水土流失类型一般可分为崩岗(最严重)、沟蚀(次之)和面蚀(开始)三类,这是以地貌为准则的形态上的分类。
由于水土流失的发生和过程与下垫面的土壤、成土母岩、植被、气象、雨量、雨强有关,所以,考虑母岩和冲刷程度作为类型指标是恰当的。广东水土流失类型可以分为5种类型:
1.1 暴雨径流花岗岩冲蚀多沙型
广东雨量多温度高, 温差大,花岗岩风化较厉害。土层厚(最厚可达40多米)疏松、风化所成的赤红壤内所含矿物质为石英,正长石,白云母,黑云母和角闪石等,粘性不大。
在花岗岩地区,风化土层抗冲性一般小于0.5,水稳性指数常在5-6%之间。
花岗岩风化殻粒较粗,以砂粒为主,且夹有一些砾石、粘性物不多,当暴雨径流发生,先冲刷较轻而少的粘性物,留下较重的砂砾,雨过后,表层出现砂化现象,土壤结构不良。植物根系在这种砂粒大、多,水分养分都十分少(有机质在0.5-1%)的土壤中生长困难,不利于发育。在龙川县的龙铁场,经五华的新桥、华城连成一线,有明显的白色石英粒露出的,宽约2公里,长约70公里的地带,是韩江上游一个典型严重水土流失区。
花岗岩风化区在暴雨径流初期,先形成广泛的面状冲蚀,接着,水流沿地势较低和风化较厉害的疏松土壤处冲蚀成一条条的冲蚀沟,或大或小, 深入土层,这些网状蚀侵沟随着暴雨的增大,渗漏加重,水流沿山坡开裂,最后形成崩岗。特别是粗粒花岗岩发育的土壤,石英颗粒大,粘结性差,土质十分疏松,遇暴雨连续冲刷,形成崩岗最多。这种过程很快,几次大暴雨便有崩岗现象,故花岗岩水土流失区崩岗很多,尤以暴雨迎风面更明显。崩岗面积常占坡面面积50%以上,有的崩岗深度、宽度达几十米,面积达数十亩,相邻的崩岗互相串通成崩岗群,使地形支离破碎。
崩岗的形成与所处的地貌情况有密切关系,一般可以分为瓢形崩岗,条形崩岗和箕形崩岗,每种崩岗的形成过程有所不同。
按德庆县的资料,两眼圹一号崩岗,1958年3月到11月278天的观测,崩岗侵蚀模数达23 000 m3/km2 (崩岗面积353 m2)。而新牙登云崩岗从1982年4月15日至83年6月19日, 崩岗侵蚀模数达62670 m3/km2。(崩岗面积1009 m2)。
这种类型在广东分布较广, 如东江、韩江上游的五华、梅县、兴宁、大浦、龙川、和平、紫金以及惠东、德庆、高要、广宁、信宜等地山丘区都属于这一类型。
1.2 暴雨径流砂岩、砂页岩片沟蚀中沙型
这种类型的岩石岩质比较坚硬, 为砂质胶结, 发育其上的赤红壤, 一般只有3-5米, 最多为10余米.当植被破坏以后, 地表温度差较大, 常胀缩分裂成碎粒, 随暴雨径流流失。一般来说,以面蚀为主,也有沟蚀,崩岗的现象远远比花岗岩区少。但有时在特大暴雨情况下,也发生滑坡和崩岗,造成面积不大的崩岗群。滑坡和崩岗往往是潜入地下的表层流作用而形成的,且发生在较厚风化层的地段。
砂页岩形成的赤红壤,矿质养分较高,有较多磷和钾,但有机质少,土壤粘结性差,植物被破坏后,便引起水土流失表层有较大的结构系数和较小的分散系数,其脱硅富铝化过程明显,硅酸盐类矿物强烈分解,当裸露土层受雨水冲洗,硅与盐基遭到淋蚀,粘粒与次生矿物不断生成, 累积较多铁、铝氧化物而呈酸性土壤。
1.3 暴雨径流紫色页岩沟蚀为主中沙型
紫色砂页岩岩性比较松软,且吸热性能好,在裸露的表层风化层上,夏秋间昼夜温差可达30-40℃ ,容易碎裂。紫色土中主要胶结物为碳酸钙,雨水中常溶有CO2, 经水流冲刷, 碳酸钙渐被溶浊,使土质疏散,成为碎粒。当植被大量破坏后, 裸露土层便以先沟后面方式大量流失。由于土层较薄, 一般只有1-4厘米土层流失后,再复分解,再流失,循环不已,在坡面上,极难有较厚的土层,坡下在平缓区,则可堆积成50 cm左右的碎屑土,渗透系数较大,暴雨时易成沟状侵蚀下切速度快,沟谷深而沟口阔,沟坡徒,形成遍地冲沟纵横的水土流失现象。
由于紫色页岩所成的紫色土,在碱性和中性时比较固定,当碱性愈强,色愈紫,紫色土中矿质成分较多,尤以磷钾较丰富,但土层薄,有机质易被淋蚀流失,土质疏松,透水性强,土壤吸热快,蒸发大,易成干早。
总的来说这种类型, 面蚀沟蚀交替发生, 在坡地面蚀为主, 而在缓坡上, 因土壤薄,大崩岗极少出现, 而以沟蚀现状明显这种类型主要分布在南雄、郁南、三水、罗定等地。连县、兴宁、五华、平远和惠阳、汕头等县市部分地区, 也有分布, 但面积远不及第一种类型。
1.4 暴雨径流喀斯特溶蚀严重流失型
石灰岩区植被破坏后, 原有浅薄的钙质上被暴雨冲蚀使山岭成为岩石裸露的光由秃岭,只在山坡的低室硅石洞或石缝中或不平缓岩盆中有面积不大灼土层,以粉粒为主,粘粒为次。
喀斯特区成土十分困难,据美国D.N.cargo的实验积分析, 认为石炭岩成土1英尺厚,必须咨蚀30立方英尺的纯石炭岩, 因此成土不易。以本类型为典型地区粤北为例, 许多岩溶是由泥盆纪的灰岩组成, 夹杂些砂岩、砂页岩和花岗岩于其间, 由于地处亚热带, 气温高,且当地雨水充足, 温度大, 溶解速度快一些成土条件也较好一些按我们在实地调查粗略估计, 粤北一般情况,石炭岩溶蚀厚度约为0.1-0.3毫米/年,即溶蚀体积为100-300立方米/平方公里,成土以2/30计(以比纯灰岩多1倍计)也不过只20立方公尺/平方公里/年。按目前粤北喀斯特区土壤冲刷量, 远远大于此数, 故土层日渐减薄。裸露岩石面积则日渐增多, 按上述土量计算, 粤北喀斯特区, 要形成20 cm的土壤耕作层(如全部不流失)需4-5万年。
在石灰岩区内, 河水比较清澈, 含沙量较少, 实际上因本身土壤已很少, 暴雨冲刷, 大部分从溶洞漏失到地下河, 一小部分才流到河流中。以成土过程土壤存蓄量来说, 本类地区的土壤流失程度是十分严重的。我国水电部所颁布的土壤侵蚀量, 侵蚀模数大于200吨以上(轻度浸蚀级)才作为危害侵蚀区, 这与石灰岩区实际不甚相符。
广东在粤北的英德、乐昌、阳山、连山、连南、清远是主要的喀斯特溶蚀严重流失型区, 其余阳江、阳春及其它一些地区, 也有分布。
1.5 在第四红色风化殻上的水土流失型
这种覆盖在红色岩石(如紫色砂页岩、页岩及红色砂岩炭岩)上沟第四纪红土, 如为河流沉积, 多在岗丘顶上, 土体中有少量砾石, 并有卵石层, 土壤属重粘土, 入渗少, 当植被被破坏后, 暴雨时发生面蚀, 甚至沟蚀, 但无崩岗现象, 而在沿海的第四纪松散沉积物, 常向海倾斜成为台地, 厚度可达2-10米左右, 下为砾石, 粘土质砂层, 上为粘上质砂层、砂质粘土或砂层, 当暴雨冲刷, 形成冲沟或个别小崩岗。
这种类型分布地区甚广、但总面积不大, 沿海一带以雷州半岛较为典型。
2 水土流失的成因
广东水土流失的成因比较复杂, 主要的有下列几点。
2.1 暴雨量大, 气温高
我省雨量的暴雨区年雨量可达3000毫米, 一般也在1300-1900毫米之间, 且雨量季节集中, 4-9月雨量占年降雨的70-80%。暴雨量大, 次数多, 如兴宁县的石马区6小时雨量226.5毫米。以五华县来说, 50-100毫米的雨量来说, 每年高达7次以上, 涝沱大雨幕雨急流, 使表土大量冲刷, 加上气温高, 雨水冲淋时易于将土壤胶结质溶解, 导致土壤疏松, 易于为水流冲蚀。
2.2 植被被乱砍滥伐
由于人口增加, 燃料、用材、烧窑等需用木材和草料, 如按目前每人每日生活燃料要3500克草计, 则梅县全县60万人要7.5亿公斤柴草, 应有200万亩的山地,占全县224山地万亩85%以上, 加上造房、烧砖瓦等使植被大量破坏, 造成水土流失。
2.3 不合理的坡耕和乱垦山地
如五华县的棉洋区, 丰顺县的蒲田区, 1958年还是山清水秀的地区, 由于大量毁林并在顶坡开荒种木薯, 到1981年调查, 水土流失面积占山地面积37.6%成为一个严重水土流失地区。
2.4 政策不落实
由于政策的变化造成了三次乱砍滥伐森林, 加剧了水土流失, 以韩江横山水文站水沙实测资料来看:
1960年 年降雨 1 780 mm 年径流深 982 mm 年输沙量 516万吨
1973年 年降雨 1 793 mm 年径流深 1 141 mm 年输沙量 1020万吨
1983年 年降雨 2 283 mm 年径流深 1 616 mm 年输沙量 1320万吨
2.5 开山铺路造房等破坏表土, 引起水土流失
3 目前治理水土流失的情况和措施
在70年代末80年代初, 广东省政府十分重视水土流失的治理, 从1986年起连续10年, 每年安排大量投资, 计划年10内将北江、韩江上游严重流失的566万亩土地整好治好。由于各级领导、政府的重视, 韩江上游治理工作有了很大的成绩。治理方法主要有:
3.1 利用工程措施和生物措施相结合的方法, 重点治理崩岗
工程措施是沟头防护工程、沟床工程(包括谷坊、削坡升级工程和拦沙工程)。生物工程是在沟头沟尾种植防护林和崩壁防护林以及沟底防护林等。在拦沙坝上下植林加强拦沙坝稳定。
3.2 面蚀和沟蚀的治理
以封山为主, 并以人工植草, 修鱼鳞坑和小平沟,建梯田, 筑排洪道, 并与种植林木等相辅。
3.3 封山育林, 造林緑化
以种马尾松和湿地松为主并将单针叶林渐改为混交林, 辅以种牧草等。
3.4 建立大小水保站,作水土保持及以植林试验
3.5 健全各种法规
3.6 建立以户承包户联承包治管崩岗, 荒山的责任制
作者多年来在水土流失区作了较深入地调查研究, 发现有下列存在问题, 应加以改进:
(1)水土流失区的地理环境十分复杂, 不单是自然条件, 还大量牵涉到人为条件。如有些地方, 柴薪燃料缺乏, 靠林木为生活燃料, 且人口众多, 如不解决燃料问题, 则水土保持整治很难见效, 必须报据各地的特点“全面规划, 综合考虑, 因地制宜, 分片治理”。
(2)找出主要矛盾, 加以研究解决, 切忌千篇一律。在不同自然条件下, 水土流失过程机制是不同的。花岗岩区的崩岗和第四纪沉积的崩岗成因不同, 整治方法也应不一样。
(3)以短补长, 发展多方面的轻、手工业, 使水土保持时间内群众生活得以维持。特别是人口多, 耕地少的地区。
(4)落实各项政策。严格执行利民为本的措施, 如以户承包的方法, 是一个很好的方法, 可以试行, 但应制订对承包户经济发展有利的措施。
总之, 水土流失整治是一项十分复杂、科学性和政策性很强的工作, 应当全面、细致、因地制宜去研究和考虑。
最后, 建议组成各方面的科学研究队伍, 出政府有计划领导下, 进行不同学科和观点的研究,包括自然、经济、社会和政策方面的研究。如韩江上游花岗岩流失区和喀斯特水土流失区, 探索出水土流失的一套理论和整治方法。
(原载:生态科学,1989。)