太行山片麻巖區水土流失的原因和特點

崔向東

（河北政法職業學院建設工程系 河北 石家莊 050061）

太行山地處海河流域西部，屬大清河、子牙河和漳衛河上游山區，主要分布在山西、河北、河南省境內，總面積約75 716km2，是華北平原的天然屏障和重要水源區，同時也是著名的革命老區。由于歷史原因和人類不合理生產活動的影響，太行山區水土流失嚴重，生態環境惡化，嚴重影響了該地區經濟的發展。低山片麻巖區是太行山區的重要類型區，約占太行山區面積的62%。因此，研究該區域片麻巖區的水土流失規律，為配置防護林、水土保持林提供依據，進而達到改善太行山區生態環境，促進地區經濟發展具有重要意義。

近年來，為了加快太行山區水土流失治理速度，改善生態和農業生產條件，國家開展了一系列水土流失防治工程建設，許多專家學者也不懈努力，推動了老區的水土流失治理和生態環境建設步伐。但太行山區水土流失規律的研究起步較晚、也不深入，導致其水土流失防治工作成效緩慢。本文對太行山片麻巖水土流失原因和特點進行了分析和總結，以期為太行山區的水土保持工作提供依據和參考，促進水土保持工作順利進行。

一、太行山片麻巖區的自然概況

太行山區屬新華夏構造體系或山西臺背斜控制區,生成于古生代晚期，由一系列北東向復式背斜隆起和凹陷組成，由南向北依次為武安—涉縣凹陷，內丘—贊皇隆起，井陘—獲鹿凹陷，崗南—阜平隆起。片麻巖山地主要分布于上述2 個隆起的軸部，多為海拔高度小于1000m 的低山、丘陵區。由于這些地區巖石破碎，切割劇烈，溝網密度大，加之植被稀疏，裸露的片麻巖山地侵蝕強烈，水土流失非常嚴重，是山地災害滑坡、泥石流的主要物源地之一。經測定每年的侵蝕量達1000t/km2 以上，最高達5000t/ km2。嚴重的水土流失使當地農業生產條件日趨惡化，旱、洪災害猖獗。

區內主要為暖溫帶半濕潤、半干旱大陸性氣候。一般年均降雨量550～700mm。降水年變率大，具有明顯的季節變化，夏季6～8 月份集中了全年70%左右的降雨量，年平均氣溫6～13℃。最冷月平均氣溫-4.8～-17℃。無霜期190～100d，凍土層在北部山區可達lm。

二、太行山片麻巖區水土流失的原因

水土流失受自然因素和人為因素的影響。

自然因素取決于氣象、地形(主要是坡度與坡長)、地質、土壤及植被諸多要素。區內平均年降水量550～700mm，降雨主要集中在6～8 月，占全年降水量的70%，且常以暴雨形式出現，這是引起水土流失的氣候條件。坡度和坡長是影響水土流失的重要地形因素，太行山山高坡陡，這就構成了水土流失發展的潛在可能性。而片麻巖在夏季高溫、高濕及冬季凍融作用下，巖石的物理風化加劇，質地疏松，為水土流失提供了豐富的物質來源。森林植被可以攔截減緩地表徑流，固結土壤，一旦植被遭到破壞，表土便失去了天然保護屏障，導致侵蝕加速。而太行山片麻巖區地表植被稀疏，裸露和半裸露的片麻巖坡地較多，占該類型山地總面積的1/3，約600多萬畝，這也是構成其水土流失的自然因素之一。

人為因素主要表現在人們不合理的開發利用而對該地區植被造成的破壞。由于生活貧困，當地居民但大多靠“吃山”來維持生活，不斷地毀林開荒、過度放牧以及人們對生活燃料的需求使該地區的植被受到嚴重破壞，使該地區植被更加稀疏，裸露和半裸露坡底面積不斷擴大。此外，隨著經濟的發展，采石、采礦及相關設施建設迅速發展，但其生產建設過程中忽視了水土保持，亂挖亂采，任意傾倒廢棄沙石，破壞植被，使本來不堪重負的太行山變得千瘡百孔，點源破壞匯集成為嚴重的水土流失。這些人類不合理的開發利用是觸發和加劇水土流失的根本原因。

三、太行山片麻巖區水土流失的特點

通過實地調查和對歷史資料的統計分析，該區域水土流失的主要形式有：重力侵蝕、濺蝕、坡面侵蝕、山洪侵蝕、泥石流和水的流失等。

（一）重力侵蝕

重力侵蝕大體分兩類：自然狀態下的坡體失衡和人為干預下的坡面毀壞。

1.自然狀態下的重力侵蝕

它是指由于受巖石特性影響，各層片麻巖風化物質地軟硬差別很大，侵蝕速率各異，較軟的部分被剝落，較硬的部分殘留下來形成陡坎，由于斷層、裂隙的影響和重力作用，常造成立崖巖體滑塌。1996 年8 月，河北太行山遭受了嚴重的洪澇災害，崩塌和滑坡等重力侵蝕也大面積發生。顧新慶等認為重力侵蝕的誘因是暴雨，他與立地坡度有關，坡度越大發生重力侵蝕的危險性越大。這與馬平安等的研究結果一致，其研究結果表明：坡度越陡重力侵蝕越強烈,平均坡度37°比平均坡度24°重力侵蝕量高28.9%。

2.人為干預下重力侵蝕

太行山區資源豐富，是著名的煤炭、鋼鐵及建材生產基地，為當地經濟建設的發展提供了豐富的物質資源。隨著經濟的發展，太行山區的采石、采礦業及相關設施建設得到迅速發展，在此生產過程中，爆破是山區開發利用的常用手段，而且也逐漸應用于荒山整地生產中。爆破雖然為山區開發創造了條件，但也增加了陡坡發生重力侵蝕的危險性。顧新慶等研究表明，由爆破整地而引起的重力侵蝕也與坡度有關，其認為：在緩坡（坡度小于15°）上實施爆破整地，不會造成重力侵蝕，隨著坡度增大，其重力侵蝕程度急劇增大。

（二）濺蝕

濺蝕是指裸露的坡地受到雨滴的擊濺而引起的土壤侵蝕現象。它是在一次降雨中最先導致的土壤侵蝕。張金柱等研究表明土壤濺蝕量與降雨強度和雨滴動能呈顯著相關性。其中，土壤濺蝕量與降雨強度呈冥函數關系，降雨強度增大，土壤濺蝕量增大，并且當降雨強度為0.2～1.0 mm/min 時濺蝕量增加較快，當降雨強度>1 mm/min 時，將逐漸變慢。濺蝕量與降雨雨滴動能呈顯著線性正相關，雨滴動能越大，由此引起的土壤濺蝕量越大，雨滴動能是引起土壤分散的主要原因。

（三）坡面侵蝕

坡面侵蝕是指由于分散的地表徑流沖走坡面表層土粒的一種侵蝕現象，它是土壤侵蝕中最常見的一種形式。因此，它與地表徑流是密切相關的。坡面侵蝕一般面積大，侵蝕的又是肥沃的表土層，所以對農業生產的危害很大。

1.低山片麻巖區地表徑流

低山片麻巖區坡面產流是片麻巖山區洪水的主要來源。其坡面產流量受土壤條件、降雨條件、地形、植被等諸多因素的影響。史東超等對片麻巖區坡地產流規律做了詳細研究，認為坡地產流與雨前土壤含水量、降雨時間、降雨量、降雨強度呈正相關，其中與降雨時間呈對數函數關系，與降雨量呈冥函數關系，且研究表明最大30 min 雨強是影響產流的關鍵因子。不同土地類型土壤的蓄水量呈負相關，其中與坡面植被蓋度呈線性函數關系。這些結論與張金柱等、高福軍等的研究結果一致。在地形因素方面，范世香等徑流量隨坡度增大而增大，但并非線性遞增；R.Lai 認為，在采用免耕法條件下，徑流隨波長增加而減小。

2.低山片麻巖區坡面侵蝕

坡面侵蝕現象主要發生在沒有植被或植被稀少的坡地上。張金柱等研究了坡面土壤侵蝕量與雨滴動能和徑流勢能之間的關系，結果表明土壤侵蝕量與二者均呈正相關，但以徑流勢能對侵蝕量的影響較大(坡度大于15°時)。并且利用回歸分析認為河北片麻巖區降雨強度、土壤塑性指數、土壤滲透系數、坡度及土地利用狀況對土壤侵蝕量有顯著影響。這也與史東超等、高福軍等的研究結論相近，但高福軍認為土壤侵蝕量與徑流量呈線性關系，而徑流量又受土壤條件、降雨條件、地形、植被等諸多因素的影響，實質上與張金柱等的結論一致。

（四）溝道山洪侵蝕

由于片麻巖山地的滲漏性，在一般降雨條件下坡面不會產生地表徑流，因此太行山片麻巖區的山洪侵蝕并不普遍。但在有特大降雨時個別地方的危害也相當嚴重。溝道山洪侵蝕發生的原因主要有：①特大暴雨或連續多次強降雨；②溝道不合理開發利用造成河槽行洪道過窄，行洪不暢。

（五）泥石流

泥石流是一種復合的水土流失形式。在多雨年份，尤其是有充分前期降雨再遇暴雨時，極易形成泥石流。重力侵蝕產生的固體物質和人為的溝底堆放物（整修溝底臺田放置的石塊、沙土等）是發生泥石流的物質基礎。形成泥石流的人為因素有：①坡面植被破壞；②陡坡開荒，盲目造田；③溝底臺地、梯田不留行洪道或行洪道標準太低；④開礦、建房、修路等形成的大量砂石傾倒于溝道中；⑤修筑谷坊壩設計不合理：標準低、不穩定，壩間距大，溝道較寬不適合修建谷坊壩等。

（六）水的流失

片麻巖坡地土壤孔隙度，尤其是非毛管孔隙度較大，是黃土荒坡的2.6 倍。因此片麻巖母質上發育的土壤滲透性能好，但保水能力差。片麻巖土壤的滲透強度比石灰巖性土和黃土均高數倍至數十倍。所以，在太行山片麻巖山區，當降雨強度不是太大時，水的流失形式以下滲到不透水層，沿基巖或母質斜坡向下滲漏為主，而以坡面徑流的形式流失的水量很小。隨著降雨強度增大，超過土壤的滲透能力時，即產生超滲徑流。

四、結論與建議

（一）水土流失受自然因素和人為因素的影響，自然因素為土壤侵蝕提供了潛在可能性，而人類不合理的開發利用則是觸發和加劇水土流失的根本原因。針對這種狀況，進行水土流失防治工作首先要認真宣傳水土保持法，提高全民水土保持意識，貫徹落實“預防為主”的工作方針，建立健全水土保持監測管理制度。

（二）重力侵蝕的誘因是暴雨，多發生在坡度大于35°的陡坡坡面，重力侵蝕的產生物和溝底的固體物質（如溝底臺田等）為泥石流的發生創造了條件，是下游河道泥沙的重要來源。治理重力侵蝕的重點是規范坡地開發。

（三）土壤濺蝕量與降雨強度呈冥函數關系，與降雨雨滴動能呈顯著線性正相關，其中雨滴動能是引起土壤分散的主要原因。

（四）低山片麻巖區坡面侵蝕與地表徑流相輔相成，都受到土壤條件、降雨條件、地形、植被等諸多因素的影響。坡面是產生水土流失較嚴重的地區，治理的措施在于因地制宜，根據水土流失的不同特點、不同地形條件和土地利用方式，在坡耕地修筑水平梯田，在荒坡地營造喬灌草混交林、薪炭林、經濟林或封山育林、育草，調節地表徑流，減緩沖刷。

（五）溝道山洪侵蝕和泥石流的發生并不普遍，但在有特大降雨或連續強降雨時，對個別地方危害也相當嚴重。預防措施是：恢復坡面植被、嚴禁陡坡開荒和盲目造田、按設計標準預留河槽行洪道、禁止向河道內傾倒工程垃圾、科學設計和修筑谷坊壩等。

（六）水的流失是低山丘陵區坡面水土流失的重要形式，當降雨強度不大時，水的流失形式以滲漏為主，隨著降雨強度增大，超過土壤的滲透能力時，即產生地表超滲徑流。由于降水的大量滲漏或流失，極易發生干旱或洪澇災害，給農林業生產帶來損失。因此，防治重點為控制地下徑流，增加重力水儲量，例如，可以在母質層上開出一道道水平溝槽，能保持相當數量的重力水。