黄土高原小流域生态恢复的研究进展

政策与管理研究Policy & Management Research引用格式：傅伯杰, 刘彦随, 曹智, 等. 黄土高原生态保护和高质量发展现状、问题与建议. 中国科学院院刊, 2023, 38(8): 1110-1117, doi: 10.16418/ j.issn.1000-3045.20230525001.Fu B J, Liu Y S, Cao Z, et al. Current conditions, issues, and suggestions for ecological protection and high-quality development in Loess Plateau.Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2023, 38(8): 1110-1117, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20230525001. (in Chinese)黄土高原生态保护和高质量发展现状、问题与建议傅伯杰1,2*刘彦随3曹智3王壮壮1武旭同21 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京1000852 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京1008753 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101摘要黄河流域生态保护和高质量发展已上升为国家战略。

2021年《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》的发布与实施，促使黄土高原生态建设进入了生态治理成效巩固、经济社会发展转型的关键期。

文章系统总结了黄土高原生态建设与社会经济发展的现状特点和主要问题，从生态系统稳定性和可持续性提升、社会经济系统绿色转型、国土空间科学布局、全流域统筹协调治理等方面提出对策建议，为黄土高原乃至黄河流域生态保护和高质量发展提供科技支撑。

关键词生态保护，高质量发展，人地系统，乡村振兴，黄土高原DOI10.16418/j.issn.1000-3045.20230525001CSTR32128.14.CASbulletin.20230525001黄土高原位于我国中北部、黄河中游地区，面积约64万平方千米，是中华文明的重要发祥地。

黄土高原实施措施引言黄土高原是我国重要的生态区域之一，也是全球最为脆弱的生态环境之一。

长期以来，该地区面临着严重的水土流失和生态环境破坏问题。

为了改善黄土高原的生态环境，保护该地区的生态资源和生态系统的稳定性，政府采取了一系列的实施措施。

本文将介绍黄土高原实施的主要措施，以及这些措施对该地区生态环境保护和恢复的影响。

植被恢复黄土高原地区的植被覆盖度较低，是导致水土流失问题严重的主要原因之一。

为了改善这一状况，政府实施了大规模的植被恢复工程。

植被恢复的主要措施包括：1.退耕还林还草工程：政府出台退耕政策，将农地退耕还林还草，以增加植被覆盖率。

通过植被的恢复，可以防止水土流失，改善土壤质量。

2.人工造林：政府组织人工造林活动，引进适应当地环境的树种，以提高植被覆盖率。

人工造林不仅能够改善生态环境，还可以提供木材资源。

3.围植护坡：政府提倡在坡地上进行围植护坡活动，通过种植适应当地环境的植物，来加固土壤，防止水土流失。

这些植被恢复措施的实施，显著提高了黄土高原地区的植被覆盖率，改善了生态环境。

水土保持黄土高原地区水土流失的问题十分严重，严重影响了该地区的生态环境和可持续发展。

为了解决这一问题，政府采取了一系列的水土保持措施。

水土保持的主要措施包括：1.建设防护林带：政府在黄土高原地区建设了一系列的防护林带，以减缓水流速度，防止水土流失。

这些防护林带还可以提供生态服务功能，增加植被覆盖率，改善生态环境。

2.构建水土保持设施：政府修建了一系列的水土保持设施，如溪流整治、农田水利设施建设等。

这些设施可以有效地减少水土流失，保护土壤资源。

3.推广节水技术：黄土高原地区水资源匮乏，政府积极推广节水技术，如滴灌、地下灌溉等。

通过合理利用水资源，可以减少土壤水分蒸发，降低水土流失的风险。

水土保持措施的实施，显著减少了黄土高原地区的水土流失，改善了土壤质量。

生态补偿为了鼓励农民积极参与黄土高原的生态环境保护和恢复，政府实施了生态补偿政策。

第29卷第4期2022年8月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .29,N o .4A u g.,2022收稿日期:2021-06-18 修回日期:2021-07-08资助项目:国家自然科学基金(41877083,41440012,41230852) 第一作者:许小明(1990 ),男,山西广灵人,博士研究生,研究方向为植被恢复的水土保持效益评价㊂E -m a i l :1559668557@q q.c o m 通信作者:张晓萍(1971 ),女,河南温县人,研究员,博士生导师,主要从事植被恢复的水土保持效益评价研究㊂E -m a i l :z h a n g x p@m s .i s w c .a c .c n 黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持效应研究进展许小明1,易海杰2,何亮1,吕渡2,贺洁1,邹亚东1,王浩嘉1,薛帆1,田起隆2,王妙倩1,张晓萍1,2(1.西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;2.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100)摘 要:枯枝落叶层是林地垂直结构中参与水文循环过程的重要作用层,在涵养水源和保持水土中发挥着重要作用㊂黄土高原经过20年植被快速恢复,枯落物覆盖使近地表植被特征和生态过程变化明显,这必将影响地表土壤水分入渗㊁产汇流等水文和土壤侵蚀过程㊂为全面掌握黄土高原地区林地枯枝落叶层的水土保持效应研究动态,系统回顾了林地枯枝落叶层在凋落动态㊁蓄积量变化㊁截留降雨㊁阻延地表径流㊁提高土壤抗蚀抗冲能力和增加土壤入渗等方面的研究历史㊂分析了目前林地枯枝落叶层研究中存在的若干问题,提出未来黄土高原地区应加强野外坡面枯落物原位长期监测和降雨试验研究,开展多地貌㊁多尺度研究,关注天然林和人工林枯枝落叶层水土保持功能的对比研究,以及水文物理过程模型建立和参数确定,并重视林地枯枝落叶层的保护和监管㊂关键词:林地;枯枝落叶层;水土保持效应;黄土高原中图分类号:S 714 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2022)04-0415-07R e s e a r c hA d v a n c e s o n W a t e r a n dS o i l C o n s e r v a t i o nE f f e c t s o fF o r e s tL i t t e rL a ye r o n t h eL o e s sP l a t e a u X U X i a o m i n g 1,Y IH a i j i e 2,H EL i a n g 1,L ÜD u 2,H EJ i e 1,Z O U Y a d o n g 1,WA N G H a o j i a 1,X U EF a n 1,T I A N Q i l o n g 2,WA N G M i a o q i a n 1,Z H A N G X i a o p i n g1,2(1.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S o i lE r o s i o na n dD r y l a n dF a r m i n g on t h eL o e s sP l a t e a u ,I n s t i t u t e o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,N o r t h w e s tA&F U n i v e r s i t y ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a ;2.I n s t i t u t e o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,C A S &MW R ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100,C h i n a )A b s t r a c t :L i t t e r i sa n i m p o r t a n t l a y e r i n v o l v e d i nt h eh y d r o l o g i c a l c yc l e p r o c e s s i nt h ev e r t i c a l s t r u c t u r eo f f o r e s t l a nd s ,a n d p l a y s a n i n d i s pe n s a b l e r o l e i nw a t e r r e t e n t i o na n d s o i l c o n s e r v a t i o n .Af t e r 20y e a r s o f r a p i d v eg e t a t i o nr e s t o r a t i o no nth eC hi n e s eL o e s sP l a t e a u ,l i t t e rc o v e r a g ei nf o r e s t l a n d sh a sc a u s e ds i gn i f i c a n t c h a n g e s i nv e g e t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n de c o l o g i c a l p r o c e s s e s o n t h en e a r s u r f a c e ,w h i c hw i l l c e r t a i n l y a f f e c t t h eh y d r o l o g i c a l a n d s o i l e r o s i o n p r o c e s s e s s u c h a s s o i l i n f i l t r a t i o n ,s u r f a c e r u n o f f a n d c o n f l u e n c e .I no r d e r t o c o m p r e h e n s i v e l yg r a s p t h e d y n a m i c s o f s o i l a n dw a t e r c o n s e r v a t i o n e f f e c t s o f l i t t e r l a ye r i nf o r e s t l a n d s o n t h e L o e s sP l a t e a u ,w e s y s t e m a t i c a l l y r e v i e w e d t h e r e s e a r c h p r og r e s s o f l i t t e r l a ye r i nf o r e s t l a n d s i n t e r m s o f t h e l i t t e r d y n a m i c s ,a c c u m u l a t i o n c h a ng e s ,r a i n f a l l i n t e r c e p t i o n ,s u r f a c e r u n o f f i n t e r c e p t i o n ,s o i l e r o s i o n r e s i s t -a n c e a n d s o i l i n f i l t r a t i o n .S o m e e x i s t i n gp r o b l e m s i n th e c u r r e n t s t u di e so n l i t t e r l a ye r i nf o r e s t l a n d so nt h e L o e s sP l a t e a uw e r e a n a l y z e do b j e c t i v e l y .I n t h e f u t u r e ,t h e l o ng -t e r mi n -s i t u m o n i t o r i n g a n d r a i n f a l l e x pe r i -m e n t s o nf i e l ds l o p e ss h o u l db es t r e ng th e n e d ,a n d m u l ti -l a n d f o r m a sw e l la s m u l t i -s c a l ed yn a m i cs t u d i e s s h o u l db e c a r r i e do u t .I na d d i t i o n ,w ea r es u p p o s e d t o p a y a t t e n t i o nt o t h ec o m p a r a t i v es t u d i e so nt h ee c o -h y d r o l o g i c a l f u n c t i o n so f l i t t e rl a y e r i nn a t u r a l f o r e s t sa n da r t i f i c i a l f o r e s t s ,a n de s t a b l i s hh y d r o -p h ys i c a l p r o c e s sm o d e l s a n dd e t e r m i n e t h e r e l e v a n t k e yp a r a m e t e r s ,a sw e l l a s e n h a n c e t h e p r o t e c t i o n a n d s u pe r v i s i o n of l i t t e r l a ye r i nf o r e s t l a n d s .K e y w o r d s:f o r e s t l a n d s;l i t t e r l a y e r;s o i l a n dw a t e r c o n s e r v a t i o ne f f e c t s;L o e s sP l a t e a u全球范围内,黄土高原以水土流失最为严重而闻名于世[1]㊂据陕县水文站观测资料显示,1919 1959年黄土高原地区多年平均输沙量为16亿t[2-3]㊂为控制严重水土流失造成的原位效应和异位效应,自20世纪70年代末期,国家和地方各级政府陆续实施了流域综合管理(1970s 1980s)和退耕还林(草)(1999年至今)等一系列重大水土保持措施㊂据统计,黄土高原地区水土流失面积由1980年代早期的4.3ˑ105k m2下降到2018年的2.14ˑ105k m2[1,3]㊂多年平均输沙量由过去的1.6ˑ109t减少至2000 2018年的2.44ˑ108t[2,4-5]㊂植被恢复是遏制黄土高原地区土壤侵蚀和控制黄河输沙的最重要的因子且其作用具有长效性[6],这已被1999年至今黄土高原地区锐减且近些年保持低位稳定的年输沙量所证明[2,7-8]㊂过去有关植被水土保持功能的研究,主要关注林冠层降雨截留㊁削弱雨滴动能[9-11]和根系土壤层在增加降雨入渗㊁固土防蚀能力和减少径流输移等[12-15]方面的作用㊂然而针对黄土高原林地枯枝落叶层的水土保持效应研究比较薄弱㊂枯枝落叶层,即死地被物层,是森林垂直结构中最重要的层次,是参与森林水文循环过程中的重要作用层,在涵养水源和保持水土中发挥着重要作用[16-18]㊂国内学者就黄土高原地区典型天然林地和人工林地(乔木㊁灌木)枯枝落叶层凋落速率㊁分解速率㊁蓄积量变化㊁水分含量㊁截留降水㊁持水能力㊁降低雨滴溅蚀㊁抑制土壤蒸发㊁阻延地表径流㊁土壤表层理化性质改善㊁养分归还和提高生物活动强度等方面开展了一些有意义的研究[10,18-22],有助于明晰林下枯落物的分布特征和减轻土壤侵蚀的重要作用㊂较为系统性地归纳和分析黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持综合效应,可以及时报导最新研究成果,促进对黄土高原半干旱㊁半湿润地区主要林地枯落物分布规律的深入认识,并深刻理解其持水能力㊁拦蓄径流和调控土壤侵蚀的生态功能㊂本文从6个方面梳理当前黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持功能的研究现状,并对其进行综合评价,提出需要进一步研究的科学问题,以期为黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持功能的深入研究㊁植被恢复措施优化和森林抚育管理提供科学支撑㊂1林地枯枝落叶层水土保持效应研究现状森林是陆地防止水土流失的积极因素,枯枝落叶层(O层)是森林生态系统特有的层次,是近地表水文效应的主要作用层,对保护森林土壤资源,减轻土壤侵蚀具有非常重要的作用,根据分解程度,划分为3个层次,即未分解层㊁半分解层和粗腐殖质化层[6,18,23]㊂国内外科研工作者很早认识并重视到枯枝落叶层在涵蓄降水㊁拦蓄泥沙方面的水文功能,并陆续开展了一系列野外定位研究和室内试验,取得了许多重要成果[18,24-38]㊂由图1可知,以往有关黄土高原地区乔木㊁灌木群落枯枝落叶层的野外调查样地(黑色点位)主要分布在区域中南部㊂土石山区㊁丘陵沟壑区和高塬沟壑区虽均有分布,但以土石山区研究最多,主要涵盖六盘山㊁子午岭㊁黄龙山和秦岭地区,而水土流失严重的丘陵沟壑区和高塬沟壑区的研究相对较少㊂以往研究主要采用野外坡面样地调查㊁定位监测㊁野外自然和人工模拟降雨㊁室内人工模拟降雨和浸泡等方法来研究天然林和人工林主要恢复植被类型[山杨(P o p u l u sd a v i d i a n a D o d e)㊁油松(P i n u s t a b u l i f o r m i s C a r r.)㊁刺槐(R o b i n i a p s e u d o a c a c i a L.)㊁栎树(Q u e r c u s L.)和沙棘(H i p p o p h a er h a m n o i d e s L i n n.)等]枯枝落叶层的水土保持效应(表1)㊂图1黄土高原不同地貌类型区林地枯枝落叶层主要调查样地的空间分布1.1枯枝落叶层凋落及蓄积量动态变化枯枝落叶层是森林生态系统物质能量循环中的一个重要垂直结构层次,具有重要的生态水文功能,研究枯落物的凋落动态对掌握枯枝落叶层积累特征,识别枯落物初级生产力具有重要意义㊂常见的枯落物凋落动态研究方法主要有野外样地凋落物收集器法和蓄积量定期实测法[22]㊂气候植被带和植被类型等是导致林地枯枝落叶凋落起始时间和凋落过程产生差异的重要影响因子㊂黄土高原地区不同气候带或同一气候带内典型植被类型枯枝落叶在年㊁季节㊁月和半月尺度的凋落速率已被研究[22,43]㊂北部森林草原带和南部森林带落叶乔木㊁灌木植被分别在9月中下旬和10月上中旬叶片开始凋落㊂受不同树种生态学特性影响,其凋落过程存在差异㊂研究表明,黄614水土保持研究第29卷土高原地区落叶阔叶林和灌木林地,如山杨㊁栎树㊁刺槐㊁桦树(B e t u l a p l a t y p h y l l a)和沙棘等枯枝落叶以9月和10月最为集中,该阶段凋落量约占全年凋落总量的75%以上[19]㊂而针叶林如油松,其凋落过程主要发生在10月 次年4月,呈现明显的节律性[53]㊂凋落物主要成分均为落叶,约占总凋落量的60%~90%[43],又以半分解层为主[54-55]㊂森林枯枝落叶层蓄积量随凋落量和分解量的变化而一直处于动态变化中㊂以乔木群落为例,吴钦孝等[54]认为陕北丘陵沟壑区人工山杨林和油松林枯落物分别以1月份和4月份蓄积最大,而10月和7 8月蓄积量分别达到全年最低值㊂在中龄林的林分结构下,山杨林和油松林枯落物蓄积量均无明显增减㊂蓄积量受植被类型㊁密度㊁林龄㊁地形因子㊁气候(温度和降水)和人为活动等因子的影响㊂黄土高原地区枯落物蓄积量表现为乔木群落>灌木群落>草本群落[39];针叶林枯落物蓄积量>落叶阔叶林[48]㊂六盘山地区华北落叶松(L a r i x p r i n c i p i s-r u p p r e c h t i i M a y r.)枯落物厚度和蓄积量随密度增大存在一定上限,密度在1600株/h m2时厚度和蓄积量最大[55]㊂不同坡向㊁坡度㊁坡位等地形因子的对比分析表明阴坡枯落物蓄积量较阳坡枯落物蓄积量明显增加,陡坡不利于枯落物蓄存,枯落物蓄积量表现出下坡位>中坡位>上坡位㊂黄土高原从南到北,随降水量的递减,枯落物蓄积量表征为减少的趋势㊂人为放牧㊁火灾和采伐林木等也会减少枯落物的蓄积量㊂表1黄土高原地区林地枯枝落叶层主要研究成果地貌类型调查地点植被类型测定指标研究方法参考文献丘陵沟壑区陕西安塞站及纸坊沟流域陕西宜君县 内蒙古鄂尔多斯陕西安塞站刺槐㊁油松㊁沙棘和狼牙刺刺槐㊁杨树㊁柠条和黄蔷薇沙棘凋落动态和持水性质凋落物蓄积量空间变化蓄积量和持水特征野外样地调查㊁定位监测和浸泡法野外样地调查浸泡法[22][39][40]土石山区六盘山香水河小流域黄龙山铁龙湾林场子午岭连家砭林场秦岭山地桦树㊁辽东栎和华北落叶松山杨㊁油松和沙棘柴松㊁油松㊁山杨㊁辽东栎㊁桦树㊁沙棘㊁白刺花㊁虎榛子和胡枝子锐齿栎㊁油松和华山松凋落物持水特征和截持降雨过程凋落和分解速率㊁蓄积量㊁截留降雨㊁拦蓄效应㊁击溅侵蚀㊁提高土壤抗冲性和增加土壤入渗等凋落物厚度㊁蓄积量㊁分解状况㊁持水特征和拦蓄效应凋落速率和蓄积量㊁地表蒸发量㊁持水特征和养分含量野外定位监测㊁人工模拟降雨试验和浸泡法野外定位监测㊁溅蚀板法㊁水槽法㊁人工模拟降雨试验野外样地调查㊁定位监测和浸泡法野外定位监测㊁浸泡法和化学分析[10],[18],[20],[21],[40],[41][19],[42],[43],[44],[45],[46][47],[48][29]高塬沟壑区山西吉县蔡家川流域山西吉县红旗林场山西吉县蔡家川流域甘肃泾川县官山林场刺槐㊁油松㊁沙棘和虎榛子油松㊁刺槐和山杨刺槐㊁油松和刺槐ˑ油松混交林刺槐截持降雨能力凋落物糙率系数n值蓄积量和持水特征蓄积量和持水特征野外定位监测试验槽法野外样地调查和浸泡法野外样地调查和浸泡法[49][50][51][52]1.2枯枝落叶层截留降雨能力森林垂直结构分层中,除林冠层以外,枯枝落叶层具有截留林内降水,减少林地净雨量,延缓地表产汇流过程,补充土壤水分的作用[25,44],其截留机理一直被关注[56]㊂依据枯落物的截留速率,将其划分为截留阶段㊁渗透阶段和饱和阶段[18,20,57]㊂截留量大小不仅与不同植被类型枯落物蓄积量存在直接关系,还与其自身特性(分解速率和持水能力)有关[58]㊂随林地郁闭度增加,枯落物厚度和蓄积量一般越大,截留降水能力越强㊂当枯落物厚度超过标准厚度(0.8~ 1.2c m),在场次降雨过程中,枯落物厚度的差异不会造成其截留降水量的显著差异[57]㊂持水能力越大的枯落物层,分解速率越高,截留能力越强[59]㊂此外,枯落物干湿程度㊁降雨特征(降雨量㊁降水时长和雨强等)和植被类型等均会影响其截留量[18]㊂马雪华[59]研究认为,在降水初期,枯落物较为干燥,其截留量随降水量增大而增大,而截留率表征为相反的变化特征;截留量存在最大阈值,不会随降水过程的持续继续增加[18,49]㊂黄土高原典型土石山区 六盘山主要森林类型枯枝落叶层对大气降水截留的研究结果[18]表明,针叶林林内年截留量和截留率明显高于阔叶林,截留量总体与枯落物蓄积量呈正比例关系㊂此外,枯落物截留降雨能力具有明显的季节和月尺度变化㊂以油松林为例,季节尺度上,截留量表现出夏季>秋季>春季>冬季;月尺度上,6 9月截留量超过全年总截留量的50%[18]㊂1.3枯枝落叶层阻延地表径流能力地表径流流速及流量是土壤侵蚀的主要动力,枯落物覆盖能够直接增大近地表粗糙度,致使地表径流阻力系数增加,径流流动时间延缓,坡面径流流速降低,有利于增加林地土壤入渗,减小径流冲刷土壤,抑制洪峰形成或推迟洪峰过程㊁削减洪峰流量[16,18,41,50,58]㊂枯落物714第4期许小明等:黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持效应研究进展层在很大程度上就是黄土高原国土整治28字方略 全部降水就地入渗拦蓄 中 拦蓄 作用的具体物质和功能化结构的重要部分[60]㊂研究表明子午岭地区不同植被类型枯落物拦蓄量的大小表征为森林>灌丛[47]㊂黄土高原25ʎ坡面覆盖1c m厚度的枯枝落叶,其径流速度为裸坡的1/10~ 1/15[61]㊂坡长(60m)相同时,天然次生林㊁人工林和裸露荒坡的汇流时间分别为30~40m i n,10~20m i n和5.9 m i n,林地汇流时间明显长于裸露荒坡,枯枝落叶层对径流的阻延作用非常显著[62]㊂坡度和径流深(或降雨强度)与枯枝落叶层阻延地表径流速度呈反比,枯枝落叶层厚度则与其呈正比[18,41,57]㊂不同植被类型对比发现,宁南六盘山区华北落叶松枯枝落叶层有效拦蓄深(1.63mm)为辽东栎(Q u e r c u sw u t a i s h a n i c M a r y.)ˑ少脉椴(T i l i a p a u c i c o s t a t a M a x i m.)混交林(0.56mm)的2.9倍,这主要源于华北落叶松枯落物蓄积量较大[63],这已被在子午岭地区的研究结果[48]所证明㊂1.4枯枝落叶层持水能力栽植密度㊁枯落物类型㊁蓄积量㊁组分㊁分解程度的不同,会造成截持降水能力的差异[64]㊂目前,多数研究采用风干枯落物浸泡法来实测枯落物的最大持水量㊁最大持水率和持水过程[20-21]㊂研究结果表明枯落物在浸水前期(2h以内),吸水速度快,尤其在0.5h以内;随浸泡时间延长吸水能力逐渐下降,24h基本达到饱和;枯落物持水量与浸泡时间表征为对数函数关系[65]㊂人工降雨法实测的枯落物持水量也经历了从快速增加到缓慢增加直至趋于稳定的过程[57]㊂不同栽植密度的华北落叶松人工林枯落物最大持水率总体随栽植密度增大而增大,但存在一定的上限,密度在1600株/h m2持水率达到最大值[55]㊂黄土高原地区主要林分类型枯枝落叶层吸水量呈现出华北落叶松>青杨(P o p u l u s c a t h a y a n a R e h d.)>油松>樟子松(P i n u s s y l v e s t r i s v a r.m o n g o l i c aL i t v.),这主要与不同林分叶片生物学特性和结构有关[18]㊂枯落物持水量多少受蓄积量影响,据研究,宁南山区主要乔木和灌木群落枯枝落叶层最大持水率介于177%~387%,乔木群落枯落物蓄积量和最大持水量均大于灌木群落[21]㊂相同林龄条件下,针叶林由于分解速率慢,蓄积量大,其最大持水量>针阔混交林>阔叶林㊂从枯枝落叶层各组分来看,半分解层蓄积量㊁最大持水量和最大持水率均高于未分解层[18]㊂1.5枯枝落叶层抗蚀抗冲能力林地枯枝落叶层覆盖地表对减轻或消减土壤溅蚀具有决定作用㊂黄土高原地区林地土壤溅蚀量通常发生在7 8月,约占全年总溅蚀量的60%以上㊂在土壤类型和坡度相同情景下,枯枝落叶层厚度㊁最大30m i n雨强和林内降雨量是影响林内土壤溅蚀量的主要影响因素[66]㊂吴钦孝等[18]研究结果表明,随油松林和山杨林枯落物厚度增加,林地表土溅蚀量迅速减少,当枯落物厚度达到2c m以上,溅蚀量基本趋近于0㊂和山杨林相比,油松林随枯落物厚度的增加溅蚀量减少较慢,可能由于油松松针较山杨树叶地表覆盖度低㊁分解速率慢和叶片形态小等因素导致㊂林地枯枝落叶层有利于削减坡面径流流速和动能,提高土壤抗冲能力,研究发现林地枯落物随厚度增加抗冲能力明显增强,当枯枝落叶层厚度达到2c m厚度时,即使在暴雨条件下,坡面土壤侵蚀总体得到控制[44,46]㊂汪有科等[45]研究表明黄土高原地区主要植被类型枯枝落叶层抗冲能力表征为油松>山杨>沙棘>刺槐㊂在覆盖1c m厚度枯落物的油松㊁山杨㊁沙棘和刺槐林地上,冲刷1g土壤所需消耗的能量比坡耕地分别增大27.3,24.0,6.5,3.5倍㊂1.6枯枝落叶层增加土壤入渗能力枯枝落叶层能够有效增加土壤入渗,减少地表径流,发挥森林涵养水源的重要作用[67-68]㊂其一,枯枝落叶层覆盖地表,减轻了降雨溅蚀力,保护表土结构和土壤孔隙,阻滞径流[69],利于降雨入渗,增加土壤含水量;其二,枯枝落叶层参与土壤团粒结构形成,改善了表土结构和土壤物理性状,尤其是对0 10c m土层的改善作用最为明显,提高了土壤表层的腐殖质层厚度[44,64]㊂林地表层土壤疏松,有机质含量高,土壤容重小,根系发育,总孔隙度和毛管孔隙度增加,透水性好,促进降雨就地迅速入渗,滞后雨季降水汇流过程,是改变黄土高原地区以超渗产流为主要侵蚀动力土壤侵蚀模式的关键地表结构组成[18,53]㊂郭忠升等[69]对宁南六盘山区主要林分土壤入渗特征的研究表明,林区样地土壤稳渗速率主要介于7.14~22.32m m/m i n,不同土地利用类型土壤平均稳渗速率表征为天然林>人工林>灌木林>草地>农地,其中未采伐林地>采伐林地,与刘向东等[10]在六盘山区森林表层土壤的入渗规律基本一致㊂陈云明等[40]对黄土丘陵沟壑区人工沙棘林地和荒坡土壤入渗能力的对比研究表明,人工沙棘林地在整个测定时段内土壤入渗速率均高于荒坡,尤其以入渗前期差异最大㊂2研究中存在的问题目前,围绕黄土高原主要地貌类型区林地枯枝落叶层的生态水文功能开展的系列研究,对于深刻理解林地枯落物这一特殊层次在拦蓄地表径流,增加土壤入渗,814水土保持研究第29卷发挥水土保持作用等方面具有重要的理论和实践指导意义,有利于重视和保护枯落物层,提高林地经营管理水平,促进当地生态环境保护和高质量发展㊂通过梳理文献,发现以往枯落物的研究过程中,仍然存在一些尚需研究的问题㊂例如,一些研究在估算森林恢复过程中的水土保持效益时,更多地关注和考虑了林冠层盖度,对森林垂直结构分层中非常重要的近地表枯枝落叶层重视程度不够㊂部分土壤侵蚀预报模型缺乏从林地枯枝落叶层盖度㊁厚度及其生态水文功能的角度来评估其水土保持功能㊂目前,黄土高原地区不同气候植被带枯枝落叶层水土保持功能的对比研究有所不足㊂枯枝落叶凋落速率观测方面,对植被快速恢复和生态环境持续改善的丘陵沟壑区和高塬沟壑区长期定位连续观测明显不够㊂枯落物持水能力方面,主要基于充分供水条件下即采用室内浸泡法来研究其最大持水量㊁吸水速率和模拟持水过程,计算出的结果和野外大雨量级(20~30m m/24h)降雨条件下枯落物的最大持水能力基本一致[58]㊂缺乏对不同气候带典型树种在年内自然场次降雨事件和人工降雨变雨强情景下,野外坡面原位枯枝落叶层持水能力的对比分析㊂同时,对不同演替阶段主要树种枯枝落叶层保水保土效益的对比研究不足,缺乏植被演替过程上的分析㊂天然林和人工林枯枝落叶层生态水文功能的对比研究需要进一步加强,以明晰天然林和人工林枯落物水土保持功能的差异㊂另外,有关枯枝落叶层水文功能建立的大多为经验统计模型,物理过程模型存在空白[70]㊂3进一步研究的科学问题黄土高原地区近20a来,随着植被迅速恢复和生态环境持续改善,河川径流和输沙量锐减[7,71]㊂裸露荒坡林草植被建设,尤其是乔灌林地枯枝落叶这一明显而又关键的层次对减轻坡面土壤侵蚀,增加降雨就地入渗具有十分重要的意义[6,18,57]㊂枯枝落叶层水文过程是森林水文过程中不可忽视的一环,理解林地坡面土壤入渗 产汇流过程,明确枯枝落叶层在林地恢复中的水土保持意义对提高林地质量,促进黄土高原生态保护高质量发展具有重大意义㊂基于目前枯枝落叶层生态水文功能研究中存在的一些问题,未来可以考虑从以下几个角度,瞄准科学问题开展进一步的研究㊂3.1开展长时间㊁多气候梯度㊁多地貌和多尺度研究黄土高原从东南到西北跨越温带落叶阔叶林带㊁森林草原带㊁典型草原带和荒漠草原带4个陆地自然带,调查不同气候植被带主要植被类型枯落物厚度㊁盖度和蓄积量长时间序列动态变化特征,未来着眼于不同地貌类型区㊁不同气候梯度带枯落物生态水文功能的对比研究,开展微地貌㊁多尺度(坡面尺度 小流域尺度 大流域尺度 区域尺度)的枯落物水文过程研究㊂土石山区作为重要的河源区,开展秦岭㊁子午岭㊁吕梁山和太行山等水源涵养区枯枝落叶层保持水土的研究工作有助于深刻理解林地枯落物在山区薄层土壤分布带的生态水文意义㊂3.2增强野外坡面长期观测和原位降雨试验研究在黄土高原典型地貌类型区,依据气候植被带从南到北的梯度变化,分别选取区域有代表性的乔灌木林分坡面样地,定位观测枯枝落叶在年㊁季和月尺度上的凋落动态和蓄积量的时空变化特征并予以对比分析㊂考虑到枯枝落叶层在野外的自然结构状态不被破坏,基于此,分别开展自然场次降雨事件和人工模拟变雨强情景下不同林分枯落物类型㊁不同厚度枯落物在截留降雨㊁拦蓄地表径流和抗冲抗蚀能力的对比研究,以揭示和理解林地枯落物在保持水土中的特殊意义㊂加强枯枝落叶层在极端降雨条件下减少坡面地表径流的贡献率分析,有助于理解枯枝落叶层在森林水文过程中的重要作用㊂3.3加强天然林和人工林枯枝落叶层的对比研究黄土高原地区天然林基本上为天然次生林,主要分布在子午岭㊁秦岭㊁黄龙山和六盘山等土石山区,而人工林主要指在历史时期为减少水土流失通过人工措施形成的森林㊂自1999年国家退耕还林政策实施以来新增加的林地以人工林为主,其中丘陵沟壑区和高塬沟壑区分布最多㊂在相似气候条件和地形因子条件下,开展天然次生林和人工林相同林分类型随林龄㊁林分密度变化下枯枝落叶层蓄积量㊁厚度㊁盖度特征及其生态水文功能的对比研究,对于厘清天然次生林和人工林枯落物在水土保持效益中的差异,指导人工林营林规划方案设计和造林地管理具有突出的实际指导意义㊂3.4物理模型建立和参数确定枯枝落叶层作为近地表特殊的水土保持作用层,在林地水土保持效益中,发挥主导作用㊂枯枝落叶层作为联结土壤-植被-大气连续体中非常重要的薄层介质,尤其是枯枝落叶-腐殖质层这一复合层次在减轻土壤侵蚀㊁改善土壤质量和增加土壤入渗方面的综合效益日益受到更多的关注㊂开展黄土高原不同地貌类型区典型植被类型枯枝落叶层水文动态特征,建立具有物理意义的林地枯枝落叶层水土保持评价模型,对影响模型评估结果的主要参数,如枯落物种类㊁厚度㊁盖度㊁堆积状态㊁分解状态和叶片特征等进行确定和修正㊂914第4期许小明等:黄土高原地区林地枯枝落叶层水土保持效应研究进展。

2018 年第 11 期（下半月）农民致富之友 Nong Min Zhi Fu Zhi You240科研◎农田水利黄土高原因自然生态系统的脆弱性，加之人类活动的影响，致使人和自然关系的矛盾愈加突出，且成为水土流失最严重和最集中区域，对当地社会经济发展产生了不利影响。

为此，有效恢复黄土高原生态环境，在社会经济与环境发展中的作用不容小觑。

基于此，文章将黄土高原水土流失作为主要研究内容，重点阐述其流失现状与综合治理对策，希望有所帮助。

1　黄土高原水土流失现状阐释一方面，水土流失面积大且程度严重。

现阶段，黄土高原地区的总体面积达到了640000平方千米，但是水土流失面积却达到了454000平方千米。

水土流失问题逐渐突显出来，且形成千沟万壑的景象。

黄土高原的覆盖面积广泛且面积较大，存在严重的水蚀与风蚀问题。

另一方面，水土流失速度较快。

当前，黄土高原每年流失的土层为1厘米，而且流失的速度相当于形成速度的100～400倍。

根据水土保持专家的结论，土壤属于不可再生资源，黄土高原形成于240万年之前，且每100年才会沉积1厘米，最厚的厚度是400米。

若在自然状态，每增加1厘米厚度土壤，所需时间要120～400年。

首先，土壤肥力会下降并出现退化情况。

水土流失会导致坡耕地出现跑水、跑土与跑肥的问题，导致土地瘠薄性明显。

与此同时，土壤的理化性状会逐渐恶化，影响其透水性与持水力，加快干旱发展速度。

其次，农田破坏严重。

在水土流失程度加剧的情况下，黄土高原沟壑的发展速度会明显加快。

一旦沟壑面积增加，农田面积就会被严重支解，对农田的破坏程度逐渐增加。

再次，气候条件变差。

黄土高原气温与降水量地理分布以东南-西北方向逐渐递减。

特别是水土流失程度加剧的情况下，林草地比重会减少，加重了气候条件恶劣程度，再次加快水土流失速度，陷入恶性循环状态。

最后，生态系统破坏严重。

自黄土高原大规模水土保持工作开展以来，生态环境得到了局部改善，且治理难度明显增加。

黄土高原水土流失的原因及治理措施黄土高原水土流失的原因导致黄土高原水土流失的原因有自然原因和人为原因。

自然原因1、地形起伏大，多沟壑，坡度大，泥土易随雨水流失；2、黄土构造疏松，多孔隙和垂直方向的裂缝，许多物质易溶于水；3、降水集中在夏季，多暴雨，对地面冲刷力强；4、植被被严重破坏，多数地区地表裸露。

人为原因1、过度放牧和樵采等不合理的耕作制度，采矿、建立过程中对植被破坏严重；2、人类活动破坏原来稳定的地形；3、采矿、建立中废渣弃土没有妥善处理。

黄土高原水土流失的治理措施1.农业措施：植树造林、种草〔保持水土，治本措施〕，将坡耕地改为程度梯田〔降低水流速度，促进黄土就地沉积，土壤肥力增加，可以种草种树保持水土〕，修建程度梯田〔保持水土〕。

2.水利工程等措施：修建水库〔调节、防洪、发电〕、打坝淤地〔在沟里建坝拦蓄泥沙，防止泥沙流入下游河中，把上泥沙淤积成“坝地”，土层深沉，土质良好，可用于种草种树，极少数用于种杂粮。

当地有谚语：宁种一亩沟，不种十亩坡。

打坝如修仓，拦泥如积粮。

村有百亩坝，再旱也不怕。

沟里筑道墙，拦泥又收粮〕。

3.生物技术措施：分子生物学与生物技术角度进展黄土高原的水土保持研究与生态环境改进。

4.小流域综合治理〔以上措施之综合，外加农业技术和生物技术。

农业技术：节水技术和进步单产量的技术。

重点在保持水土〕。

黄土高原发生了可喜的变化。

加大“三北”防护林的建立，加大植被的覆盖面积和覆盖率，改善天然草场的植被，压缩农业用地。

尤其对于这个土质比拟疏松的黄土高原来说，森林覆盖率一定要高于全国的平均程度22%，只有这样才能比拟有效的防止水土流失。

黄河高原水土流失造成的危害1.土壤肥力降低、土地退化严重据水土保持部门观测，在黄土高原常年平均流失的16亿t泥沙中，含有氮、磷、钾总量约4000万t[5]，这就使黄土地消费才能大大降低，甚至失去消费才能，从而导致和加剧贫困；同时人口大幅增加，毁林开荒，进一步加剧了土地的退化。

小流域治理实施方案一、背景与意义。

小流域是指地理范围较小、水系相对独立的区域，是水资源的重要集聚地。

然而，由于人类活动和自然因素的影响，许多小流域面临着水土流失、水污染、生态破坏等问题，严重影响着地方生态环境和可持续发展。

因此，制定科学合理的小流域治理实施方案，对于保护水资源、改善生态环境具有重要意义。

二、目标与原则。

1. 目标，通过小流域治理，实现水土保持、水资源合理利用、生态环境修复和可持续发展的目标。

2. 原则，科学规划、综合治理、循序渐进、可持续发展。

三、实施步骤。

1. 识别问题，对小流域的水土流失、水污染、生态破坏等问题进行全面调查和评估，明确问题的性质、规模和影响。

2. 制定规划，根据问题识别的结果，制定小流域治理规划，明确治理目标、重点治理区域和治理措施。

3. 资金筹措，确定小流域治理的资金来源和筹措渠道，保障治理资金的落实。

4. 实施措施，根据规划确定的治理措施，开展水土保持、水资源管理、生态修复等工程和措施的实施。

5. 监测评估，建立小流域治理的监测评估体系，对治理效果进行定期监测和评估，及时调整和改进治理措施。

四、关键技术与手段。

1. 水土保持技术，包括梯田、植被覆盖、植树造林等措施，减缓水土流失，改善土壤质量。

2. 水资源管理，通过建设水库、水塘、引水渠等工程，合理利用水资源，解决小流域的水资源短缺问题。

3. 生态修复，采取湿地保护、生态恢复、退耕还林等措施，恢复小流域的生态平衡。

4. 社会参与，通过宣传教育、组织培训等方式，引导和鼓励当地居民参与小流域治理工作，增强治理的可持续性和社会效益。

五、经验与启示。

1. 综合治理，小流域治理需要综合考虑水土流失、水资源管理、生态保护等因素，采取综合治理措施。

2. 可持续发展，小流域治理应注重长远利益，坚持可持续发展的理念，避免简单粗暴的工程干预。

3. 政策支持，政府应制定相关政策和法规，支持小流域治理工作，为治理提供政策保障和资金支持。

黄土高原水土流失治理现状分析及优化措施探讨康姣姣（山西恒通隆水利工程有限公司）摘要：黄河流域的黄土高原地区，不仅是我国水土流失最为严重的区域之一，同时也是黄河泥沙的重要源头。

水土流失在制约黄土高原地区、黄河流域社会经济发展的同时，也在一定程度上影响着国家生态安全。

针对黄土高原的水土保持现状，剖析了目前存在的主要问题，针对问题提出了围绕乡村振兴战略实施推进精准治理、引入节水技术提升用水效率、结合水土保持工程开展精准养护等优化措施。

关键词：水土流失水土保持综合治理黄土高原中图分类号：S157文献标识码：C 文章编号：1008-0120（2020）04-0036-02第4期２０20年12月山西水土保持科技Soil and Water Ｃonservation Science and Technology in Shanxi No.4Dec.2020囗生态建设收稿日期：2020-11-15众所周知，黄土高原不仅是我国水土流失最为严重的区域之一，同时也是黄河泥沙的重要源头。

水土流失在制约黄土高原地区、黄河流域社会经济发展的同时，也在一定程度上影响着国家生态安全[1]。

长期以来，黄土高原的水土流失治理就是我国生态环境治理中至关重要的组成部分，且在数十年的综合治理中取得了可喜成绩。

在看到成绩的同时，我们也需要意识到，当前黄土高原存在的生态脆弱本质并未得到彻底改变，再加上生态环境治理和水土流失治理所面临的外部环境正在不断发生变化，也暴露出了存在的一些问题，优化调整治理势在必行。

1黄土高原水土流失治理现状1.1综合治理成效显著，但区域治理不够均衡从多年来的治理经验来看，黄土高原水土流失治理主要是基于小流域而开展的综合治理模式。

根据近年来的统计数据可知，该地区植被覆盖率30a 间增长了一倍有余，2018年已经达到了63%；且入黄泥沙量也在不断减少，已经降低至3亿t/a [2]。

从总体情况来看，综合治理取得了显著成效，整体水沙关系得以全面改善。

Hydraulic Technology368《华东科技》小流域治理中水土保持措施探讨邓全仁（安徽省青阳县农业农村水利局，安徽 青阳 242800）摘要：我国各类小流域生态环境数量大、治理难度较低，需要各部门做精准系统配合，以此改善环境条件，调整周边产业结构，为社会经济做出基层贡献。

本文对小流域水土流失现象加以概述分析，详细探究其流失危害及影响流失的因素，由此引出对小流域流失现象进行治理的水土保持相关措施，通过案例分析，有效评价治理效果，为我国小流域治理工作提供可行性极强的措施参考意见。

关键词：小流域治理；水土流失；水土保持措施；社会效益经济发展虽然给人类带来较高水平精神物质享受，但同时也将环境污染问题带入公众视野，随环境保护工作逐步受到关注，小流域发生的水土流失现象得到较高成效治理措施的落实，为保证较高治理效果，各部门需要持续开展水土保持措施。

另外，在治理期间，工作人员应格外重视小流域治理后的相关效益，如社会效益及产量效益等，通过逐步优化水土保持措施，完成较高小流域治理目标，维护社会发展。

1 小流域水土流失 1.1 流失危害 我国是以农业产业为基础发展类型的国家，所以农业土壤条件直接影响国家各产业稳定情况，相关人员应对农田土地进行充分分析，确保土地资源能够得到较高效使用。

现阶段在轮耕轮作情况下，土地急需进行修养，促使土壤能具备更多养分，更好完成相关农业种植工作。

另外，由于部分土地缺乏修养且常年用地，将大概率导致水土流失等问题发生，不利于农业产业达成高质量、高产量的作业目标，甚至水土流失严重时，大量泥沙混入农田，土壤质量下降、作物质量降低。

水库也将受到水土流失危害，当泥沙进入水库时，当地居民饮用水切实卫生、安全水平遭遇挑战，影响供水成本。

1.2 影响因素 首先，影响小流域水土流失因素中，由于农耕不合理产生的水土流失现象占比较大。

部分农民对水土保持观念认知不够深入，由此在耕种时，仍采用原始耕作方式，并未提起对农田保护的重视程度，由此便会持续降低农田生态保护价值，损失大量土壤营养，蓄水能力也相对变弱。