南水北調中線水源區水土流失機制研究

李春杰

（南陽師范學院地理科學與旅游學院，河南 南陽 473061）

0 前言

南水北調中線核心水源區位于伏牛山和小秦嶺的過渡地帶，山高坡陡的地形狀況復雜，76.30% 的基巖是由石灰巖構成，石灰巖抵御侵蝕的能力較弱，易受風化剝蝕和流失侵蝕，在密集且集中的降水下極造成侵蝕和水土流失。石漠化問題較為突出，石漠化使貧瘠的表層土壤和脆弱的植物種群易受流水搬運和侵蝕，造成土地肥力下降，植被減少，泥沙淤積等問題，從而減少水源涵養能力，形成水土流失。水源區中上游地區嚴重的水土流失，直接影響著丹江口水庫的使用壽命和水質安全。

南水北調中線水源區山體多為石灰巖，淋溶作用較強，地勢南高北低。存在居民毀林開墾、陡坡耕種等不合理的生產方式，致使該地土壤侵蝕水土流失嚴重。水源區石漠化土地分布較為廣泛，石漠化程度較高。廣泛分布的石漠化對當地居民的生產生活有著很大影響，會造成可利用的土地減少，嚴重影響當地經濟社會發展，并且會對當地生態環境造成巨大威脅，降低生物多樣性等。研究以南水北調中線水源區為例，通過調查法、實例分析法、歷史研究法，依據不同水土流失等級分類，分析了水源區不同土地利用類型水土流失分布以及不同坡度對水土流失的影響。

1研究區概況和研究方法

1.1 研究區概況

南水北調中線水源區氣候溫和，年平均氣溫為16℃，無霜期長。雨量豐沛，降水主要集中在6-9 月，年均降水量為750～900 mm 之間。研究區位于南水北調中線水源區是中國西南巖溶地區的北緣，喀斯特地貌發育，土壤類型以黃棕壤為主，易被降雨沖刷侵蝕使土壤貧瘠，地形以坡地為主，易發生水土流失。

1.2 研究方法

在前期工作中，利用南水北調中線水源區SRTM90 m DEM數據和水源區TM 影像圖，對獲取的遙感數據進行統計分析，分析了不同土地利用類型水土流失分布，探討了坡度與水土流失形成的內在關系。研究通過調查法、實例分析法、歷史研究法，依據對不同等級石漠化土地分布格局，根據大量的野外調查并結合已有的水土流失研究資料，將水土流失等級劃分為微度、輕度、中度和強烈4個等級。

2 研究結果分析

2.1 南水北調中線水源區不同土地利用類型水土流失分布

南水北調工程核心水源區位于伏牛山與小秦嶺的過渡地帶，以山地和丘陵為主。高山陡坡的地形條件和廣泛分布的石灰巖地質條件，在集中強降水條件下極易遭受侵蝕，造成局部水土流失，地表巖石裸露發生石漠化（見表1）。土地利用變化對水土流失的影響是國內外學者研究的熱點問題，不同土地利用方式對水土流失具有明顯的分異效應。從不同土地利用類型來看，林地水土流失面積占水源區總面積的比例最大，其次是耕地、草地和灌木林地，最后是建設用地（見表2）。其比例分別為35.83%、26.16%、23.32%、11.27% 和3.41%。微度水土流失等級下，林地所占比例最大，達26.06%；輕度水土流失等級下，草地所占比例最大，為17.70%，中度水土流失等級下，林地所占比例最大，為2.80%；強烈水土流失等級下，草地和灌木林地的水土流失面積最大（見表3）。

表1 石漠化程度及面積表

表2 不同土地利用類型水土流失面積（km2）表

表3 不同土地利用類型水土流失面積所占比例（%）表

2.2 南水北調中線水源區不同坡度對水土流失的影響

坡度反映地表的起伏，直接影響水力侵蝕的速度和加速度，進而影響地表物質的侵蝕、搬運和堆積的速度。從坡度與土壤侵蝕的關系可以發現，土壤侵蝕與坡度密切相關。一般來說，在有坡度的地方，輕度石漠化災害最嚴重，＜8°和8°～＜15° 的斜坡上微度等級水土流失最嚴重，15°～＜25° 和25°～＜35° 的斜坡上輕度等級水土流失最嚴重，中度水土流失在25°～＜35°和≥35°的坡面上最為嚴重，重度石漠化在≥35° 的坡面上最為嚴重（見表4）。中線水源主要分布在東部季風區，集中強降水會對地表巖石產生一定程度的侵蝕，破壞表層土壤。當下墊面有一定坡度、破碎度且植被覆蓋率較低，極易造成水土流失和石漠化。核心水源良好的水熱條件加速了巖石的化學溶蝕速度，加劇了石漠化災害。核心水源區土壤主要為灰土和黃棕壤，土層較薄，抗侵蝕和風化能力較弱。受降雨侵蝕和風力影響，植被覆蓋度降低，土層薄肥力差，并且常有基巖裸露。通過實地調查，發現核心水源區部分土壤表面存在明顯的石漠化現象，嚴重地區甚至存在無法耕作的情況。

表4 不同坡度下水土流失占比表

4 結論

研究表明，不同土地利用類型地表特征差異很大，土壤侵蝕特征也不同，林地的水土流失面積最大，不同坡度下水土流失程度有所差異。水土流失與石漠化密切相關，水土流失災害在水源區極易發生。因此，解析水土流失現狀，對于研究和恢復現有石漠化和潛在石漠化地區生態環境，保護水源區水生態、水環境和水質安全，具有重要意義。為了進一步分析水土流失問題，應研究不同石漠化程度的侵蝕強度和侵蝕模數變化規律。針對石漠化的各種危害，可以采取建立國家公園、轉變農業發展模式、調整農業種植結構等措施，同時應完善治理頂層設計，加強石漠化防治的基礎科學研究。