黄河流域的生态环境 黄土高原的水土流失及其防治

　　黄河不同于其他大江大河的仅次于特点是：水少沙多，水沙异源，时空产于近于不均匀分布；继而产生了下游的“地上悬河”及河口的转动、伸延等特点。这些特点莫不与黄河流域的生态环境涉及。　　1、黄土高原的水土流失是流域头号生态环境问题　　1.1关于对生态环境的了解　　国外曾把生态和环境作为两个比较独立国家的概念。

生态是指生命“代码”、生物习性及它们与周围环境的联系[1]。在有所不同的环境条件下，可以构成有所不同的生态系统。

如陆地生态、海洋生态……高原生态、河流生态、草原生态等。环境是相对于中心事物而言的背景。在环境科学中，指以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类再次发生相互作用的大自然要素及其总体，是一个客观的物质体系[2]。

因此其还包括了生命要素和非生命要素。生命要素中主要为动物、植物和微生物；非生命要素主要为大气、水、土壤、光热（温度）。由此可见生态和环境是密切相关的，生态的流失将毁坏和污染环境，环境的污染和毁坏不会影响生态，人在研究环境问题过程中很难把生态和环境区分出去，他们与人类联合构成了一个可观而简单的生态环境系统，人类也沦为整个生态环境系统中的关键要素，可以用非常简单的结构关系图来回应。

　　生态系统是指特定地段中的全部生物和物理环境相互作用的任何统一的整体[2]，因此可以指出是生态环境中的一个局部整体。在生态体系统内，能量的流动造成构成一定的营养结构、生物多样性、物质循环和信息传送，当正处于平稳和畅通状态时，被称作生态系统均衡（均衡还展现出为物种数量的比较平稳）。生态系统之所以能保持平衡稳定状态是因为其内部具备自动调节（或自我完全恢复）能力。自动调节能力是有限度的，外力阻碍多达限度就不会引发生态平衡毁坏，展现出为结构毁坏或功能衰落。

　　1.2黄土高原的生态环境特点　　主要反映在大气、水、土壤、植物（被）这些要素的相互关系，以及人类活动对生态环境的阻碍上。　　（1）表层覆盖面积着很深的黄土。黄土土质质地，遇水瓦解，不易风化。当水以集中于、一定强度的运动时，就能产生风化—水蚀。

　　（2）降水较少而失衡（由图三年降雨等值线及历史暴雨记述图可见）。黄土高原自东面向西北，年降水从700mm递增到严重不足200mm，由半湿润向干旱地区过渡性，但又归属于暴雨集中于的地区。　　（3）光热通量大。

日照时间宽，冷却能力强劲，蒸发量小于降水量，加之反感的大陆季风，在西北部干旱地区，产生了另一种风化—风蚀。　　（4）植被覆盖率较低。

且自东南至西北逐步递增，由乔灌植被向草溪边植被转化成，以后北部鄂尔多斯荒漠植被。大量的地面露出，使土壤丧失了有效地维护及对水的调节作用。　　（5）随着该地区人口的快速增长，毁林（草）垦荒、陡坡种地、过度耕种、毁坏植被，使原先薄弱的生态系统遭毁坏而无法完全恢复。

现代社会生产力的大大发展，在矿业、基础设施建设，城镇拓展等导致生态环境新的流失。　　以上五个方面互相联系、相互作用的后果即是构成了相当严重的水土流失。

最典型的是河口镇至龙门区间，集水面积11.2万km2,科半湿润气候向干旱气候过渡性地带，全年降雨集中于在夏季，倒数4个月降雨量占到全年降雨量的70—80%，暴雨强度平均1mm/min以上，暴雨期的径流系数平均66%，地表被暴雨洪水切割成千沟万壑，沦为典型的黄土丘陵沟壑区，沟壑密度约7km/ km2以上，每年以66.7亿m3的地表径流向黄河运送约9亿t泥沙[3]。　　1.3黄土高原的水土流失是黄河流域头号生态环境问题。　　黄土高原地区，西起日月山，东至太行山，南靠秦岭，北返阴山，海拔800～3000米，是地球上最集中于且产于面积仅次于的黄土区，总面积64万km2。

　　根据1990年全国土壤侵蚀遥测普查资料，黄土高原风化模数小于1000t/km2.a的轻度以上水土流失面积为45.4万km2，占到全区土地总面积的70.9%，其中水蚀面积33.7万km2。　　风化模数小于8000 t/km2·a 的极强度以上水蚀面积为8.51万km2，占到全国同类面积的64.1%；风化模数小于15000 t/km2·a的轻微水蚀面积为3.67万km2，占到全国同类面积的89%。局部地区的风化模数甚至多达30000 t/km2·a。

　　从时间上来看，水土流失主要集中于在汛期（6～9月），其产沙量一般占到年产沙量的80%以上，且往往又是几场暴雨导致的。从地域上来看，据近期研究成果，赢沙模数小于5000t/km2、粗沙（细泥沙粒径0.05mm以上）模数小于1300 t/km2的黄河中游多沙粗沙区，面积为7.86万平方公里，仅有占到黄土高原总面积的12.2％，而多年平均值输沙量（11.8亿t）却占到黄河总输沙量的62.8％。　　相当严重的水土流失使大量的泥沙转入黄河，使黄河的多年平均值输沙量（陕县车站，折合）约16亿t。

每年大约有4亿t泥沙淤积在下游河道，河床的压低速率约10cm/年左右，构成了闻名于世的“地上悬河”，黄河下游防洪形势陡峭不缓的原因于此。一旦决口，严重威胁12万平方公里的人民生命财产和严重影响社会安定及国民经济的长时间发展，大片土地沙化导致长年的生态环境问题。　　相当严重的水土流失也给黄土高原带给相当严重的生态环境问题，地表被切割成千沟万壑，减轻了风蚀、水蚀、重力风化的互相交融和减小了雨洪及旱季灾害的产生频率，植被毁坏、植物发育、生态功能急遽衰落，构成了恶性循环，而人类不合理的经济活动又激化了生态环境的好转。因此，黄土高原的水土流失使黄河产生了不同于其他江河的引人注目对立，沦为黄河流域头号生态环境问题。

　　2、水土流失预防途径及成就　　2.1 水土保持的发展历程　　黄土高原水土流失的预防—水土保持工作确实积极开展是在新中国正式成立以后，大体经历了四个时期。　　（1） 首创时期（上世纪50年代）　　这世纪末黄土高原水土保持被作为“变害河为利河”的关键工作，开始成立一定数量的水保管理和科研机构，积极开展试验样板推展。1955年全国人大一届二次会议通过了《关于根治黄河水害和研发黄河水利的综合规划报告》，把黄土高原水土保持月列为国民经济建设计划。与此同时，水土保持由过去集中展开单项管理，发展为一沟一坡成片管理。

　　（2）规划及有序管理阶段（上世纪60、70年代）　　60年代起，黄土高原水土保持开始从无序管理向全面规划，综合治理改变。国务院陆续开会了三次黄河中游水土保持会议，奠定了重点管理区。

70年代，强化了梯田、坝地、小片水地等基本农田建设，明确提出了“以土派、水土林综合治理，为农业生产服务”的方针。同时，在陕、甘、晋三省,水坠引水、机修梯田和飞播林草的科技攻关和推展也获得重大突破。　　（3） 以小流域为单元的综合预防阶段（上世纪80年代）　　80年代，水土保持以小流域为单元，山水田林路统一规划，明确提出了工程措施、耕作措施与生物措施结合，经济效益、生态效益和社会效益顾及，以经济效益居多的基本工作思路。

各地随着农村家庭联产承包责任制的实施，经常出现并大力实行以户总承包管理小流域，调动了群众管理研发的积极性，减缓了管理工程进度。　　（4） 依法预防与科学预防结合阶段（1990－1996年以后）　　1991年《水土保持法》的颁布实施，标志着水土流失的预防引人注目了“预防为主”的指导思想，这既确认了依法预防的观念，也确认了科学预防的新观念。1999年中央经济工作会议明确提出了以生态建设为主体的“西部大研发战略”，把水土保持纳为生态建设的最重要内容，维护生态环境已沦为全党全民的共识，在此期间，国务院批准后实行了《黄河流域黄土高原地区水土保持专项管理规划》，把黄土高原水土保持列入国家经济研发和国土整治的重点项目，构成了集中于规模管理的格局。

随着农村经济体制改革的深化，水土保持也逐步适应环境市场经济的运作机制，黄土高原在全国首度发售了“四荒”地拍卖会管理研发的根本性措施。流域各省及流域机构同时还侧重了行政执法队伍的建设，增强了防治监督和监督执法人员。　　1997年，江泽民总书记收到了“再生一个山川秀美的西北地区”的最出色声援，很大地唤起了黄土高原人民群众管理水土流失的积极性，国家投资快速增长，黄土高原的水土保持工作转入了建国以来发展最慢的时期。　　2.2预防途径　　（1）通过删除措施，利用生态系统的自动调节（或自我完全恢复）能力，完全恢复黄土高原生态环境中最重要的生态要素—大自然植被。

　　（2）通过人工植被措施，提升土地利用和生态效率，提高生态环境中各要素的相互关系，有效地反对删除措施的实施；　　（3）通过工程措施，截击水、土，提升土地生产力，协商水对土壤的侵蚀作用，增加水土流失，同时为删除、人工植被获取基本保障。　　（4）通过耕作措施，增加土壤结构的扰动和毁坏，合理利用（雨）水资源减半，较少水土流失；　　（5）通过法规措施，增强监督执法人员，防治在再行，规范人的生活、生产活动，掌控人为水土流失。

　　这五方面的措施有机融合构成了有效地的水土流失预防途径。能用图四的水土流失预防途径转身框图形象表明。

　　根据有所不同的风化类型区，还可以创建起适当的综合预防体系，黄土低塬沟壑区水土流失综合预防的结构模式见图五。　　黄委明确提出了“预防融合、维护优先、增强管理”的水土保持近期方略，是水土流失预防途径和经验的基本总结。

　　2.3预防成就　　截至2002年底，黄土高原水土流失可行性管理面积超过18万多平方公里，竣工淤地坝11.35万座，营造水土保持林1.3亿亩，人工种草4000多万亩，建设基本农田9700万亩。现有管理措施平均值每年可跃进粮食50多亿公斤，使1200多万人解决问题了温饱和农村生活用水问题，年均增加进黄泥沙3亿吨左右。　　2000年—2002年我委第一次展开了大规模的流域水土保持遥测普查，其结果与1990年全国土壤侵蚀遥测普查资料较为见表一[4]。　　黄土高原水土流失预防成就的获得，必不可少黄土高原大型水土保持项目的推展。

无定河、皇甫川、三川河和甘肃省定西县四大国家重点管理区，1983年开始实行，目前项目早已实行了两期。累计2002底，共计已完成水土流失管理可行性面积15400 km2，通过近20年的管理，项目区生态环境获得明显改善，人民生活水平也获得相当大提升。

其中三川河沦为我国目前唯一通过国家验收的一级重点支流。　　1986年国家批准后立项的重点萎缩区治沟骨干工程项目，完结了长期以来闸极管理无序的状况，挽回了淤地坝拦阻泥是“零存整取”的广泛了解，使大型淤地坝建设步入了科学正规化的基本建设管理程序，表明出有淤地坝工程根本性、类似的管理效益。截至2002年底，已竣工治沟骨干工程1500多座，掌控水土流失面积1.2万多平方公里，对中游地区中小型淤地坝的安全性和拦阻泥保土、利用水资源起着了十分最重要的起到。

　　黄土高原水土保持世行贷款项目，是我国第一次利用世界银行贷款展开的大型水土保持生态环境建设项目，共计牵涉到陕、晋、蒙、甘四省（区）的59个县（市、旗）。第一期项目1994年启动实行，项目引入世界银行贷款1.5亿美元，项目总投资人民币近21亿元，共计管理水土流失面积4900km2。2002年，一期项目成功通过世界银行的竣工验收。

二期项目于1999年启动实行，建设期为5年。项目利用世行贷款1.5亿美元，项目总投资20.95亿元人民币，计划管理水土流失面积4400km2。　　2001年月启动的黄河水土保持生态工程重点支流管理项目，是黄河水健生态工程的主体项目，也是黄委必要立项管理的大型水保项目。共计牵涉到黄河流域的11条支流和8个省（区）的36个县（旗、市、区），共17个项目区，项目区总面积9761km2，该项目2001年全面启动，计划五年管理水土流失面积2620 km2，修筑骨干坝590座。

项目在建设过程中，全面推行工程建设监理制，资金管理上实施中央资金报账制，提升了资金用于效益和工程质量。　　3、今后黄土高原水土保持生态建设重点　　今后一个时期，黄土高原水土保持生态建设要以党的十六大精神和“三个代表”最重要思想为指导，以国务院国家发改委的《黄河近期重点管理研发规划》为依据，按照“预防融合，维护优先，增强管理”的水土保持方略，以多沙粗沙区为重点，减缓以治沟骨干工程为主体的小流域闸极坝系建设，增进退耕还林还草；充分利用生态系统的自我修缮能力，采行封山育林、封坡禁牧等措施，减缓林草植被完全恢复和生态系统的提高；通过机制创意和科技创新，构建由传统水土保持向现代水土保持改变，调整产业结构、节约维护、优化配备、合理开发利用水土资源；以提高群众生产生活条件，发展区域经济，增加进黄泥沙为目标，建设黄土高原地区生态屏障，为管理研发黄河，构建区域人口、资源、环境的可持续发展和西部大研发战略成功实行获取承托和确保。　　3.1在管理的战略布局上，以黄河中游多沙粗沙区为重点　　根据分析研究，黄土高原风化模数小于5000t/ km2·a的水蚀面积为14.6万km2，集中于产于在河龙区间、泾洛渭河上中游，以及青海省的湟水、内蒙古的十大孔兑、河南的伊洛河部分地区，其进黄泥沙多年平均值构成的输沙量为14亿t，占到黄河总输沙量的87.5%。

其中，7.86万km2的多沙粗沙区，集中于产于在河龙区间的21条支流及泾河、北洛河上游的部分地区，构成的多年均输沙量却约11.8亿t，其中粗沙3.19亿t，占全河粗沙输沙量的72.5％[5]。在黄河下游河道每年淤积的4亿t泥沙中，一半左右是粗沙，大部分源于中游的多沙粗沙区。该区域的产沙是影响下游河道冲淤积变化的关键因素。1986－1997年，下游河道平均值每年淤积2.5亿t泥沙，其中70%淤积在主河槽，使得平槽流量由过去的6000 m3/s上升到3000 m3/s。

该区相当严重的水土流失对黄河的管理研发和当地社会经济发展已产生了很大的影响和危害，集中于管理这一区域势在必行。　　由于该区为我国最重要的能源化工基地，人为追加水土流失比较严重，亟需管理区域环境条件更加劣，管理可玩性更加大。加之该区科国家级贫困县集中于地区，地方财政基础薄弱，群众生活贫穷，依赖地方政府和群众展开水土流失管理较为艰难。

今后黄河中游多沙粗沙区管理，将针对该区目前不存在的问题，增大中央投资力度，积极开展以闸极坝系建设居多的小流域综合治理，建设高产稳产基本农田，转变水资源利用条件，提升水资源利用率，增进退耕还林还草和删除轮牧，确保大面积的植被完全恢复，推展区域人口、环境、资源和经济社会的协调发展。　　3.2 在管理措施决定上，强化闸极坝系工程建设　　从黄土高原水土流失的成因机理上看，由于坡面的水蚀，汇聚后构成集中于径流，长年冲切土壤构成闸极，由深变深，导致沟坡逆陡峭流失，并产生枯拦（破损）、坍塌、滑塌、滑坡等形式的重力风化。

黄土高原的千沟万壑既是地表径流和泥沙的输移地下通道，又是主要的土壤侵蚀区域。据有关研究成果，黄土丘陵沟壑区沟谷面积占到总面积的45～55％，产沙量占到50～70％；低塬沟壑区沟谷面积占到总面积的30～40%，产沙量占到85％以上。这就要求了黄土高原水土流失预防必需以闸极管理居多的特点。　　初建闸极中的淤地坝，可以从源头上堵住泥沙的输移地下通道，它不但需要拦蓄坡面南流闸极的泥沙，而且需要相同沟床，压低风化基准面，平稳沟坡，阻止沟岸扩展、沟底堰塞湖和沟头行进，减低闸极风化。

同时，淤地坝的拦泥效益十分明显，是水土保持措施中拦阻泥减半沙最有效地的措施。据《人民治黄50年水土保持效益分析》计算出来，淤地坝减半沙量占到水土保持各项措施总减半沙量的67％。另据调查资料，黄土高原大型淤地坝每拦蓄8000t左右泥沙，中型坝每拦蓄6000t左右泥沙，小型坝每拦蓄3000t左右泥沙就可淤出一亩坝地，而一亩坝地的粮食产量是梯田的3—5倍，是坡耕地的5—10倍，利用淤地坝还可展开有计划的引洪淤地，改建荒碱地。如果通过产业结构合理调整，黄土高原地区的土地生产效率可大幅度提高。

因此，在黄土高原水土流失预防中，必需重点强化淤地坝工程建设。　　累计2002年底，黄土高原地区已竣工骨干坝1500多座，中小型淤地坝11.2万座，淤地32万hm2，维护川台地1.87万hm2。目前黄土高原淤地坝建设不存在的主要问题是投放严重不足，工程建设较为较慢，工程配备不合理，布局集中，设施不设施，同时现有工程老化比较严重。

水利部党组已将淤地坝建设列入近年内水利工作的“三大亮点”之一，我委也于今年上半年编成已完成了黄土高原淤地坝建设规划。今后，黄土高原淤地坝建设，将转变过去布局集中，规模效益较低的状况，坚决以多沙粗沙区为重点，以小流域为单元，以骨干坝为承托，以原先闸极工程为基础，完备设施，合理布局，构成闸极坝系，充分发挥工程群体防水和整体综合效益。

　　3.3 在人口密度较小的地区，充分发挥生态系统的自我修缮功能，减缓大面积的植被完全恢复　　长年的陡坡垦荒，滥伐森林，过度耕种，乱弃内乱凿等，使黄土高原的生态系统大大好转，生态建设的最迫切问题是植被完全恢复。地域辽阔且自然环境险恶的黄土高原，依靠人工的力量来完全恢复植被是不有可能的。事实证明：在有所不同的降雨条件下，就不会有适当种类的生物生长后代，这就使生态系统具备大自然修缮功能，其必要条件是暂停或增加人类的阻碍影响。

因此，在之后积极开展以小流域为单元的综合治理同时，必需竖立人与自然人与自然共处的理念，充分发挥生态系统的自我修缮功能。这一点钱正英院士在2000年11月对黄河中游多沙粗沙区、两河两川、十大孔兑展开了实地考察后首先明确提出，并且一再特别强调了这一论点。尤其是针对黄土高原大片人口密度较为小、降雨必要的地区，要采行退耕、封育、禁牧等措施，增进生态大自然修缮，完全恢复植被覆盖面积，减缓水土流失管理进程。

　　2001年，黄委在黄河流域的10个县首度积极开展了水土保持生态修缮试点工作，内蒙古自治区展开了年百万亩草场的禁牧、轮牧，2002年共计已完成封育管理面积8万hm2。同时在青海、四川两省启动了黄河源区水土保持防治维护项目。

水利部也在全国106个县启动实行了“水土保持生态修缮试点工程”，牵涉到黄河流域20个县。今后，黄土高原生态修缮将重点处置好大范围封育维护与小流域综合治理的关系，按照宜封则封、宜治则清领的原则，使小流域综合治理与大面积植被完全恢复和提高有机融合，把生态环境保护和建设的战略目标与群众存活、生活、发展的市场需求紧密结合一起，专责考虑到。

同时，积极开展生态修缮机制和潜力方面的研究，创建生态修缮效益监测和评价体系。　　4、今后要研究的根本性问题　　4.1黄土高原水土保持生态环境提高的长远目标及构建途径的研究　　研究要点：　　（1）黄土高原生态类型区区分及其生态环境的演进规律；　　（2）黄土高原有所不同生态类型区的生态环境容量（承载量）及其提高的目标体系；　　（3）构建黄土高原有所不同生态类型区生态环境提高目标的途径（战略思路及关键措施及配备的根本性原则）。　　4.2黄土高原水土保持生态建设评价体系研究　　主要还包括：　　（1）评价理论和评价方法　　白鱼通过能量循环和平衡理论探究生态系统内的生命构成、营养结构、生物多样性、物质循环、环境扰动等，创建黄土高原生态环境的分级平衡理论及评价方法。

　　（2）风化环境评价　　通过水资源、地质、地形、地貌等最重要大自然因子评价，确认风化特征、风化风险及可逆性分析，制定提高目标。　　（3）生态建设评价　　通过风化环境评价生态建设工程现状、经济社会发展趋势等研究，评价人类活动的毁坏风险、生态提高的制约因素，提升可逆性措施的合理性，从而指定提高生态环境的基本目标，明确提出密切相关人口、资源、环境可持续发展的技术经济指标和关键技术方法。　　4.。

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