从长江洪水看土壤环境保护的重要性

土壤与环境1999,8(1):5~9ISSN1008-181XSoilandEnvironmentalSciencesCN44-1441/P收稿日期：1998-11-10从长江洪水看土壤环境保护的重要性龚子同陈鸿昭石华骆国保(中国科学院南京土壤研究所，南京210008)摘要从1998年长江流域发生的特大洪水说起，分析从汉代到清末2000年间及近40年来长江流域水旱灾害的变化趋势，认为造成长江洪水灾害的原因主要是气候异常，但也与生态环境遭到破坏有关，其中土壤侵蚀、水土流失是最重要的因素。探讨了防治长江水患的对策；基于对土壤的吸水和贮水功能主要靠地被层和土壤有机质层，而水土流失是从植被破坏、地被层消失开始的，以及对古今治水、治土正反两个方面的认识，提出了治水的同时应治土的观点及5条有效的途径。关键词土壤环境保护；水土流失；洪水；长江SoilEnvironmentProtection___AnlmportantWaytoCombatFloodingHazardsoftheChangjiangRiver.GongZitong,ChenHongzhao,ShiHuaandLuoGuobao(InstituteofSoilScience,ChineseAcademyofSciences,Nanjing2l0008).Soil&EnvironSci,1999,8(1):5~9ThispaperprobesnotonlythereasonofaseriousfloodingalongtheChangjiangRiverin1998,butalsothetendencyoffloodinghazardstakingplaceintheChangjiangRiverduring2000yearssincetheHanDynasty.Theconclusionwouldpopupthatthemainreasonresultinginfloodinghazardsistheabnormalclimateandisrelatedtoecologicalenvironmentincludingakeyfactor____soilerosion.Meanwhile,thecontrolmeasurestofloodinghazardsalsoarediscussed.Soilshaveapowerfulfunnctiontoabsorbwaterandstorewaterduetotheirsurfacevegetationhorizonandorganichorizon,however,soilerosioneasilyweakensorvanishesthisfunction.Therefore,weshouldpayattentiontocombatingfloodinghazardsaswellascombatingsoilerosion.Inthispaper,5detailedwaysareproposedtocontrolfloodinghazardsaccordingtothisviewpoint.Keywordssoilenvironmentalprotection;Soilerosion;flooding;ChangjiangRiver土壤是一种有限的资源和整体的地理环境的一个组成要素，对人类的生存和发展乃至地球上多种生命形式的生息繁衍至关重要。土壤是矿物质、有机化合物和生命物质的复杂混合物。它直接或间接地作用于人类的生产和生活活动，并引起生态环境的变化，而变化了的生态环境反过来又影响着土壤及人类的生产和生活[1]。1998年长江流域发生的特大洪水就是土壤侵蚀、水土流失制约洪涝灾害的鲜活例证。长江是我国第一大河，流域面积占全国土地的1/5，耕地面积的1/4；人口占全国总人口的l/3；工农业产值占全国总量的40%以上；可供开发的水能资源占全国的40%，在我国经济建设中具有举足轻土壤与环境Vol.8No.16重的地位。长江流域是一个巨大的复杂的生态经济系统。但由于处在东亚副热带季风气候区，降水量丰沛而变率大，常发生旱涝灾害，给人民生命财产安全和社会经济发展带来了严重的威胁。据记载，长江流域从汉代到清末的2000年间，曾出现大旱113次，发生洪水灾害200多次，平均18年一次大旱，10年一次洪水灾害。本世纪以来出现大旱6次，洪水灾害10次，平均17年一次大旱，10年一次大洪水，其中1931年、1954年、1998年为全流域性特大洪水。据近40年农田受灾面积分析，从50年代到80年代，旱灾和洪涝灾害都呈上升趋势，特别是80年代以后增加明显，如以50年代受旱面积为100，则80年代为277。洪涝灾害70年代、80年代比50年代分别增加了0.12、2.09倍[2]。1998年长江流域发生了1954年以来的特大洪水，造成这一灾害的原因是气候异常，普降暴雨，但是洪水位长期居高不下，造成严重损失，也与生态环境遭到严重破坏有关。1土壤的保水功能不能忽视土壤是发育在地球陆地表面具有生物活性和孔隙结构的介质。它在生态系统中的主要作用是为植物提供物理支承、水分、养分，甚至空气。由于土壤的多孔性，它既能容纳水分，又具有贮水能力。土壤贮水能力的大小决定于一系列因素。其中以植被最为重要，因为森林下有深厚的地被物，草地有草毡层，表土有良好保水性和透水性的有机质层。所以有植物被覆下的土壤能起阻留降水和调节径流的作用[3]。据研究，有林地所阻留的降水约为年降水量的30%，同时可将5%~30%的地表径流转化为壤中水或地下水。草地的蓄水量介于林地与无林地(裸地)之间。冷杉林内表层土壤的最大持水量达80~90mm，一般10mm以下的降水能全部被林下的地被层吸收。据观测，在等雨量条件下，植被覆盖度为95%的农地径流系数为0.23，而覆盖度为15%的农地径流系数为0.59。通常发育良好的森林(具有林、灌、草、枯枝落叶层)水土流失量仅为农地的0.1%，甚至更低。按1hm2计算，在森林土壤中，30cm厚的地被层和表土层的田间持水量为1000~1500t，100hm2森林土壤的蓄水能力相当于一个蓄水量为10万~15万m3的水库。可见土壤吸水和贮水功能主要靠地被层和土壤有机质层，而水土流失的过程，首先是从植被破坏，地被层变薄或消失开始的，接着便引起表土冲刷，土层变薄，土壤物理性质变坏，从而导致土壤贮水量减少，地表径流增加，加剧了水土流失。同时植被也迅速演替为草灌群落。同森林群落相比，草灌群落的结构和种类成分大为简化，生态系统自我调节能力下降，最重要的是植物赖以生存的土壤条件恶化，从而生产力衰减。由于表土被侵蚀掉，紧实瘠瘦的心底土层层位相对上升或直接外露，如果没有外部能量和物质的投入，仅靠自然条件本身恢复植被则比较缓慢。若植被再遭连续砍伐，便演替为草丛或寸草不生的光板地或石质山坡，完全丧失农林业利用价值。“皮之不存，毛将焉附”，林下地被层和土壤有机质层的丧失意味着大量蓄水库的消失。一旦洪水来临，本来可以Vol.8No.1龚子同等：从长江洪水看土壤环境保护的重要性7成为“中流砥柱”的森林土壤却因遭摧残而自顾不暇了。2治水同时应治土、护土土壤是地球表面的一圈脆弱的薄层。土壤的生成很缓慢，一般可能2万年才形成1m土层。土壤具有位置和数量的固定性，也无法从外地进口。因此，可认为土壤是不可再生的资源，必须倍加珍惜。土壤和水的关系至为密切。早在春秋战国前期，我们的祖先就认识和掌握了水、土之间的辨证关系。据《吴越春秋·吴大伯传》记载，唐尧时代，有9年水灾，洪水泛滥，人民迁到山区居住。这时，唐尧聘请农学家教人民在山区区种(即穴种、窝种)，以起到保水、保土、保肥的作用。《汉书·食货志》说，夏代禹受舜命，治水13年，平治水土，将全国土壤进行分类，因地制宜进行耕作，开渠进行排水和灌溉[4]。这种治水与治土结合起来的思想至今还有积极的指导意义。1998年我国南北遭受了特大洪水，从另方面警示我们：治水同时要治土。治水与治土结合，才有利于水利建没成果的巩固。众所周知，1998年长江汛情次于1954年，一些河段的洪水量比50年代减少104m3/s，然而洪水位却比1954年高出几十厘米或一二米。这种现象与流域内森林过度采伐，植被破坏，水土流失，河流泥沙量增加有直接关系。目前长江河床正以每年1cm的速度抬高，长江也有成为“悬河”的危险，荆江汛期洪水位高出两岸地面8m以上就是事实。由于河湖淤积，湖底河床抬高，水体容量减少，调蓄洪峰能力衰减，行洪不畅，即使水量不大也会形成较高的水位，出现“小雨量，高水位，大水灾”的局面。吸取古今治理江河水患中正反两方面的经验教训。我们提出灾后治水不忘治土、护土，是在加强水利建设，提高防范洪涝灾害能力的同时，要更加注意土地的合理利用和优化配置，把投资重点放在土地综合治理上。3治土和护土的主要途径3.1调整土地利用结构，陡坡地退耕还林、还草，恢复植被长江上游地区最突出的问题是森林过度采伐，使土壤侵蚀和水土流失面积与强度增大。森林覆盖率由建国初期的30%~40%，下降到现在的10%，水土流失面积达35.2万km2，土壤年总侵蚀量由以往的13亿t，增加到目前的15.6亿t，占全流域总侵蚀量(24亿t)的一半以上，相当于每年36万hm2耕地丧失了肥沃的耕作层[5]。林业部决定从1998年9月1日起禁止在上游地区砍伐天然林木，封山种树，到2000年把25度以上陡坡耕地退耕还林，这无疑是正确的。为了实现把长江上游的防护林建设好的目标，一方面要注意科学地造林绿化。首先必须对林种布局做出宏观规划，避免盲目性和投资的浪费。其次，要讲究造林方式，禁止炼山全垦造林，提倡条带化造林，以防止水、土、肥流失和空气污染。第三，要强调针、阔叶树种混交，乔、灌、草结合的人工多层植被，并根据坡度和土层厚薄进行树种选择和搭配。另方面，陡坡退耕还林是个难题，因为一些贫困山区，几乎所有坡耕地都超过25度。为了解决群众赖以生存的口粮，建议先发展复合土壤与环境Vol.8No.18农林业，逐步做到退耕还林。3.2以小流域为单位，改坡耕地为梯田，建立水土保持生态农业工程体系长江流域的坡耕地集中分布在上、中游广大山丘区，尤其是上游地区。这些农地水土流失剧烈，据对典型地区的调查，耕地的年侵蚀量占该区年土壤侵蚀总量的60%，严重制约了水库寿命和土地生产力的提高。但在川东地区，从1991年起贯彻水土保持法提出的“预防为主，全面规划；综合治理，因地制宜；加强管理，注重效益”的方针，实施以小流域为单位，坚持以坡耕地改造兴建基本农田为突破口，已取得初步成效。据多点调查，其做法可归纳为：(1)因地制宜，量力而行。缓坡地区，可实行粮草等高分带耕作，变长坡为短坡，以减缓径流；种植柑桔的坡地，可以开濠沟、大窝穴种植；(2)根据地形特点，改坡耕地为梯田。首要条件是做好地块规划，确定地块高度，顶宽及边坡坡度。(3)整治坡面水系，变害为利。为避免雨后坡面水乱流，造成地坎垮塌，在修梯田时一定要与整治坡面水系统一规划，同步进行。(4)加速培肥地力及使用配套高产技术。要多施用有机肥，适当增加间套种绿肥，或采用丰产沟和聚土垄沟法结合增施有机肥。(5)狠抓改后利用，提高复种指数。梯田土层增厚，质地改善，保水保肥力增强。再辅以推广良种、规范化栽培、配方施肥、病虫害防治等，不仅可扩大小春种植面积，而且可实行水旱轮作。3.3因地制宜，推广复合农林业，发展多种经营长江流域丘陵山地占土地总面积的85%，其特点是地面起伏，坡地多、土层薄。坡地利用，一要保存和培肥土壤，二要防止土壤侵蚀。除修梯田外，最好的方法是发展复合农林业，因为它能抗蚀并使雨水充分入渗和大量保留在土中。复合农林业的主要特点是在一个经营单位内配置不同土地利用，如亚热带地区的果－茶－农生态模式，利用它们生物学特性的不同，构成立体种植。同时根系分布深浅不同，可充分吸收利用土壤的养分、水分。枯枝落叶可增加土壤有机质的积累，改善富铁铝土壤的生态环境，也有利于幼林、幼果间套农作物(花生、旱粮、绿肥、瓜、果等)提高土壤覆盖率