黄土高原水土流失学案
第一篇:黄土高原水土流失学案
黄土高原水土流失教案
第三单元 区域资源 环境与可持续 第一节
区域水土流失及其治理
——以黄土高原为例
【教材分析】
本节教材属第三单元《区域资源、环境与可持续发展》中第一节内容,在前两单元中我们学习了区域地理环境与人类活动的关系、以及可持续发展之路等主要内容,本单元主要是对前两单元所学的内容在具体的实施过程中的综合应用,不同的区域地理环境和人类活动其所对应的可持续发展道路的内容是各不相同的。本单元主要以黄土高原、德国鲁尔区、南水北调三个实例说明不同的区域资源和人类活动所面临的可持续发展道路上面临的困难和问题是有所不同的。并且本单元的学习对后面的区域开发起着铺垫作用,只有处理好区域资源可持续发展的问题,才能真正实现区域的综合开发。本节黄土高原地区由于水土流失严重,区域生态环境问题十分突出,作为一个专题来研究有其必要性。本节教材主要以黄土高原地区为例,分水土流失及其危害、水土流失的成因以及水土流失的治理三方面来分析区域水土流失的生态环境问题及治理。学完后,学生需要能对水土流失的相关问题进行分析,总结。
【教学目标】
知识与技能:
1.掌握黄土高原水土流失的原因、危害。
2.了解人地矛盾是造成本区域水土流失的本质。
3.掌握水土流失的治理措施:工程措施、生物措施、农业技术措施及控制人口增长,提高人口素质。
过程与方法:
1.通过让学生分析黄土高原水土流失的原因、危害及治理措施,培养学生掌握利用所学知识分析区域存在的环境与发展问题的方法。
2.通过让学生结合自己家乡的环境与发展问题,分析形成问题的原因,探究治理的措施。
情感、态度和价值观方面:
通过本节课学习使学生认识到人与自然环境之间的相互作用、相互影响的复杂关系,从而培养学生树立正确的人地观和可持续发展观。同时通过对黄土高原的学习使学生认识了我国环境问题的严重性,培养学生的爱国情怀。
【教学重点】黄土高原水土流失的成因及治理措施 【教学难点】 1.黄土高原水土流失的成因 【教具准备】 课本插图、课件、 【课时安排】 1课时 【教学过程】 (新课引入) 师:大家先来听一首歌,这是一首原生态的陕北民歌《羊肚子手巾一道道蓝》并观看下面几幅图片。
(多媒体播放:陕北歌王贺玉堂《羊肚子手巾一道道蓝》歌曲)
(板书)第一节 区域水土流失及其治理
——黄土高原例 师:这首民歌及图片反映了那个地区地区什么样的景观特征? 生:(黄土高原千沟万壑、支离破碎)。
师:黄土高原的一些知识我们在中学的时候已经学过。下面,我们就迅速的了解黄土高原的地理位置。
生:读图,填写导学案的相关内容
1、黄土高原的概况
师:首先我们一起看下课本上黄土高原的区位图,大家读图分析黄土高原的位置、范围。
生:(位置——黄土高原位于我国内陆腹地,地处黄河中上游与海河上游地区;范围——一般泛指太行山脉以西、日月山以东、长城以南、秦岭以北的广大区域。) 师:面积——面积30多万平方干米;土壤——除若干石质山地外,地表大部分被厚层黄土覆盖,黄土土层深厚。 师:通过刚才的学习,我们了解了黄土高原的位置,那么,为什么陕北会出现这样的景观? 生:是流水的侵蚀作用。
水土流失又会带来哪些危害呢?请大家带着问题阅读课本
(板书)
2、水土流失的危害 师:大家从黄土高原地区水土流失对当地的不利影响和对黄河下游的不利影响两个方面分析水土流失的危害。(提问)
生1:对当地:使耕地土层变薄,土壤养分流失,耕地质量下降,导致农作物单位面积产量降低。造成当地生态环境恶化,直接或间接地诱发和加剧自然灾害的发生。
生2:使大量泥沙汇人黄河,黄河泥沙含量剧增。大量泥沙淤积在下游河床,使下游河床抬升,成为“地上悬河”,严重威胁着两岸地区人民的生命财产安全。 师:回答很好,(根据学生回答进行总结)
大家有没有想过为什么黄土高原的水土流失如此严重?请大家带着问题,阅读课本。
师:黄土高原的水土流失,是由多方面原因造成的,既有自然原因,也有人为原因,而人为原因是现代水土流失的主要原因。下面我们就从自然和人为两个角度分析这个问题。
(板书)
1、自然原因
师:自然原因:(请学生回答)
1.自然原因:
(1) 十分特殊.处在各种地理要素的地带,生态环境脆弱。 (2) 特殊,黄土土质 。 (3)降水 ,多集中在 且多 。
(4)自然灾害频繁, 、 、 等加剧了水土流失。 2.人为原因:生产力水平低,耕作方式落后.能够承载的人口数量有限。
(1)不合理的 利用。采用 的耕作制度;露天 ,开挖表土,破坏地表植被;无计划的建窑、修路、建设水利设施。
(2) 。
黄土高原地区生产力水平低,耕作方式落后,土地所能供养的人口有限。随着人口的迅速增长,人均耕地不断减少,人地矛盾日益突出,对资源的压力日益增大。
(活动)根据“人口增长和植被破坏引起恶性循环示意图”,说明黄土高原环境恶化的主要原因。
师:从图中可以看出黄土高原环境恶化的主要原因是人口增长。
师:黄土高原的水土流失造成了极大的危害,如何才能治理黄土高原的水土流失,维持当地的可持续发展呢?
(板书)
三、水土流失的治理 师:由于黄土高原的生态系统比较脆弱,一旦遭到破坏很难恢复到原来的状态。但人类只要控制自己的行为,采取一定的措施,水土流失是可以治理的。治理黄土高原必须坚持合理利用与综合治理应相结合;经济、社会与生态效益相结合;治理与开发相结合的原则,实现区域的可持续发展。大家阅读课本54页,了解黄土高原水土流失治理的具体措施主要有。
生:(阅读)
师:共有哪几种措施。
生:
1、工程措施,
2、生物措施,
3、农业技术措施 师:工程措施包括固沟工程、护坡工程、保塬工程。
固沟工程——沟谷发育是黄土高原的地貌特征。沟谷集中的地区,也是水土流失最严重的地区。在沟谷修建淤地坝、小水库和营造防护林等,既拦泥蓄水,又防止其继续扩展,此谓“固沟工程”。
护坡工程——在缓坡地段,实施封坡育林育草和修筑水平梯田相结合,既拦截、涵蓄坡面径流,又发展了林果业生产,此谓“护坡工程”。
保塬工程——在一些塬面上,坚持平整土地,大力营造护林网,合理利用水土,提高劳动生产率,此谓“保塬工程”。
师:农业技术措施——在耕作区,因地制宜地开展平整土地、栽培种植、田间管理、增施肥料,以及轮耕套种等农耕作业。同时.配合精心选育良种、发展地膜及喷灌和滴灌技术、科学施肥等,以达到提高肥力、保持水土和发展生产的目的。
师:生物措施——森林草地具有蓄水保土、护坡、固沟、保塬功能,提高植被覆盖率是治理水土流失的根本措施。
师:大家阅读知识窗,六道沟小流域的综合治理。
(活动)略
师:(小结)黄土高原是我国水土流失最严重的地区,防止生态系统退化以及退化生态环境的恢复与重建,是改善区域生态环境,实现可持续发展的保障。
[板书设计]
第一节 区域水土流失及其治理
------黄土高原例
一、水土流失及其危害
1、黄土高原的概况(地理位置、成因)
2、水土流失的危害
二、水土流失的成因
1、自然原因
2、人为原因
A.不合理的土地利用
B.破坏植被a.营造宫殿b.伐木烧薪c.战争
三、水土流失的治理
1、工程措施
2、生物措施
3、农业技术措施
教后感:学生对一些动态的东西和多元化的东西比较感兴趣,本节课,歌曲和图片首先震撼力学生的心灵,激发了学生学习的兴趣。课件制作又不脱离课本,使学生通过导学案和教学课件就能很容易的掌握相关的知识。课堂留给学生巩固的时间也相对比较充分。
第二篇:黄土高原水土流失地理研究方法
参考文献: 〔1〕 郝天文,孔彦鸿·城市建设与水土保持〔J〕·水土保持通报, 1998, 18 (3): 62~65· 〔2〕 山仑·振兴黄土高原农业亟待解决的几个科技问题〔J〕·水土保持通报, 1998, 18 (4):封2· 〔3〕 王太平,王维平·浅谈公路建设的水土流失原因及防治措施〔J〕·水土保持通报, 1999, 19 (1): 61~62· 〔4〕 徐刚·城市水土流失及其防治探讨〔J〕·水土保持通报, 1997, 17 (5): 40~45· 〔5〕 刘海峰·甘肃坡改梯态势述评〔J〕·水土保持通报,1996, 16 (2): 1~5· 〔6〕 李锐,扬勤科·现代空间信息技术在中国水土保持中的应用〔J〕·水土保持通报, 1998, 18 (5): 1~5· 〔7〕 唐克丽·城市水土
〔10〕史得明·山坡地开发利用中的水土保持新技术〔J〕·水土保持通报, 1997, 17 (1): 32~33· 〔11〕辛树帜,蒋德麟·中国水土保持概论〔M〕·北京:农业出版社, 1982· 〔12〕中国水利部·中国梯田〔M〕·吉林:吉林科学技术出版社, 1989· 〔13〕<陇西黄土高原水土流失现状及防治对策> 魏永顺<甘肃科学学报>第15 卷 专辑2003 年8 月
二、相关的有价值资料的摘抄
(一)、《关于水土流失的几个问题》谈明洪,王军艳 《国土与自然资源研究》 摘要:坡耕地水土流失已对我国危害深远,与此同时,随着经济和社会的发展,城市化过程造成的水土流失和公路建设造成的水土流失也越来越严重。
随着我国经济的不断发展,城市化过程加快,其中产生了许多问题。有关部门对57个城市的调查发现,其水土流失面积约占城区总面积的24%。究其原因主要有以下四点:
1、城市水土流失问题日益严重,其根本原因是建设活动,城市水土流失主要发生在城市边缘地区,人为激烈活动,致使地表植被和地形遭到严重破坏。
2、水土保持工作滞后,监管力度不够水土保持的管理和建设明显落后于城市建设的发展速度,在前几年的土地开发期间,还没有相应水土保持条例和法规。对于闲置的土地,没有及时进行恢复植被、复耕种等工作,裸露的土地不仅破坏了城市的自然景观,而且极易造成水土流失。
3、水土保持意识不强,长期以来我们主要抓农村地区的水土流失研究和治理,对城市建设造成的水土流失认识不足,甚至相当一部分人还很难接受这一严峻的事实。许多建设单位水土保持意识单薄,毁坏水土工程现象随处可见,而且在土地开发建设中,大都没有考虑必要的生态恢复和补偿建设,也没有采取防止水土流失的必要工程措施,如山体保护、拦蓄泥沙等。
4、公路建设中水土流失截止1997年底,全国各级通车里程已达1·25×106km,公路建设作为国民经济的支柱产业发展迅速。但特别是高速及高等级公路的建设,导致沿线山体裸露,河道阻塞,产生新的水土流失,恶化生态环境,所造成的水土流失范围有时甚至跨流域和地貌类型。造成水土流失的因素:①公路两旁坡度较陡,没有采取相应的植被保护措施,路面上的雨水冲刷坡面而造成水土流失;公路施工过程中地表植被遭到破坏,在雨点打击和冲刷以及风蚀作用下产生水土流失;②在隧道及大挖方过程中,由于路段内挖方量大于填方量,多余的土石因受地形和其他条件的限制,不得不弃渣处理,可能导致新的水土流失;同时,施工作业面土石渣处理不当,也可能造成新的水土流失;③施工完成后,对取土坑、弃渣场等处理不当,可能产生新的水土流失。 水土流失的治理措施与建议
1、坡耕地水土流失、城市化过程中水土流失和公路建设中水土流失,这三方面不是完全孤立的,它们有时相互交错、联系、重叠,遵循水土流失的共性,所以在治理措施方面有着共同的特点。
〔1〕 转变观念,提高认识环境问题被认为是世界四大问题之一,其中水土流失是我国首要的环境问题。 〔2〕 制定水土保持规划,强化科技投入
〔3〕 采取水土流失的控制措施,加强法制管理和监察检查力度
2、当然坡耕地、城市建设、公路建设造成的水
〔1〕 坡耕地水土保持土流失又不尽相同,因此在水土保持工作中我们要针对其特点采取有效的对策。 〔2〕 城市化过程中的水土保持,严格限制施工工地裸露的时间与面积,最好不在雨季进行土方工程。施工工地和周围要修筑临时性的截水、排水和沉渣工程体系,包括挖方及半填半挖段防治、填方段防治、弃渣防治、采料场防治、行洪影响区防治和桥涵隧道淤积防治。对挖方形成的人工高陡边坡,
要及时采取工程措施和生物措施护坡。要尽可能保留原有的植物,并对被破坏的地点做好绿化保护工作。
3、公路建设中的水土保持
(二)《陇西黄土高原水土流失现状及防治对策》魏永顺《甘肃科学学报》 摘 要: 陇西黄土高原位于甘肃省中部,受特定的自然地理条件制约, 水土流失现象尤其突出, 是黄河泥沙的主要输入区之一本文从区内水土流失现状入手, 概述了水土流失产生的因素, 并对其发展趋势进行了分析, 在此基础上提出了水土流失的治理措施和防治对策, 对治理黄河流域水土流失、改善生态环境具有一定的价值。
水土流失的危害:
( 1) 冲毁土地, 破坏农田
据定西县官兴岔观测资料, 流域内年平均沟头朔源侵蚀1 2 m, 官兴村杨顺岔沟3. 75 m/ a, 由于沟底下切, 沟岸扩张, 沟头前进, 年吞食良田面积使良田面积逐渐缩小
( 2) 使坡耕地变成 三跑田!( 跑水、跑土、跑肥) , 水、土、肥流失严重, 土层瘠薄、肥力递减、粮食产量低而不稳。
( 3) 三料( 肥料、燃料、饲料) 俱缺, 人民生活贫困
据定西县官兴岔资料, 由于干旱, 水土流失严重, 形成 十年九欠收!, ( 4) 生态失调, 干旱缺水, 自然灾害频繁
一些暴洪灾害经常中断交通干线, 淤积冲毁水利设施和农田, 危及人民生命财产安全。 水土流失的治理措施
水土流失治理措施可分为工程措施与生物措施
工程措施一般是在侵蚀沟、坡面等处设
置拦泥和蓄水工程设施; 生物措施是通过种草种树形成一定的植被, 分散径流, 减少冲刷, 起到治理效果
由于地质、地貌等因素的制约, 区内水土流失的类型及程度各不相同, 必须针对各自特征 辨证施治, 对症下药!, 进行综合治理
在总体上使坡面充分利用天然降水, 就地拦蓄,节节拦蓄, 配合工程措施搞好坡面治理
从局部对策上采取 草上坡、树下沟、山顶草灌、沟谷、林果、阳坡草、阴坡林!, 建立科学的防治体系
具体措施有: ( 1) 对15)以下缓坡地及河谷川台区, 建设以粮食生产为主的防治体系, 采取
粮草轮作,增
加农田覆盖度, 延长被覆期; ( 2) 对15)至25)坡地, 修成隔坡梯田, 坡埂种草种树; 25度以上坡耕地逐渐退耕种草种树, 发展林果为主的经济林, 形成坡面生物防护体系; ( 3) 对梁峁及沟坡营造以薪炭林为主的防护林, 实行统一管理使用; ( 4) 建立沟道防护体系,在沟底种草种树,修筑护沟护坡工程,分散径流, 控制沟头延伸; ( 5) 田间地埂, 村庄道路发展经济林或用材林; ( 6) 全面推广小流域综合治理的经验。
(三)、《水土保持与草原可持续发展》周东升 ,王继文, 姚 江《内蒙古水利》 摘 要:近几年来, 受特殊气候、地理环境和人类活动等因素的影响, 草原水土流失严重, 生态环境变得越来越脆弱。从水土流失的危害和水土保持在改善草原生态环境的作用等方面有:①保护生态屏障;② 涵养水源、蓄水保墒、改善水环境;③改善生态环境, 提高抗灾减灾的能力。指出了水土保持是草原可持续发展的根本, 提出搞好水土保持的几个主要措施:①转变观念, 提高认识;②加强草场建设, 治理草场退化;③推广大面积生态脆弱区的自然生态修复
第三篇:《黄土高原水土流失的原因》教学设计
教材分析:
本节内容是人教版八年级地理下册第六章第三节黄土高原部分,该内容围绕着“黄土高原的范围----黄土的形成——水土流失——脆弱的生态环境——生态建设”这一主线来编写的。每一个专题之间有着密切的因果联系,疏松的黄土容易导致水土流失,严重的水土流失促使黄土高原的生态环境日益脆弱,为了实现可持续发展,必须采取措施进行生态建设。本节内容分2个课时,第一课时主要明确黄土高原的位置范围,理解黄土的形成原因与黄土高原水土流失严重的原因。第二课时了解其生态环境脆弱的表现,掌握进行生态建设的措施。本节微课的设计,主要是解决第一课时中“黄土高原水土流失严重的原因”这一难点问题。
学情分析:
同学们在学习《黄土高原》之前已经学习了《东北三省》,对中国区域地理的学习方法已经有所了解,加之以前对水土流失的知识也有所涉及,所以本课主要采用学生小组合作、探究的方法完成本课的教学。本课内容从理解上较为抽象,为了照顾不同学情,我设计了针对A、B、C三层学生的三个微课视频来完成本课的教学。 教学目标:
1、 通过本课的学习,进一步提高分析、归纳资料、从资料中获取地理信息的能力;掌握日常生活中水土保持的具体做法,提高水土保持意识,并能应用于实际生活。
2、 知道导致水土流失的重要因素,并探究黄土高原水土流失的原因。
3、 树立“爱护家园,珍爱环境”的环保意识,树立正确的人地观。 教学环节:
一、情景导入
1 播放《黄河壶口瀑布》视频,在欣赏黄河壮美的同时,引导学生发现黄河壶口瀑布的另一个显著特点“黄”——泥沙含量大,壶口瀑布的泥沙主要来源于黄土高原,从而引出问题“黄土高原水土流失严重的原因?”
二、合作探究
要求:请同学们分层次选择资料,回答相应问题。
(一)探究黄土高原水土流失的原因
资料一:学生演示《水土流失》实验视频(明确从植被覆盖率、土壤性质、坡度大小、降水强度等方面逐一进行实验演示,观察水土流失情况)
资料二:“黄土高原水土流失的原因图释”文字资料
黄土高原水土流失的原因
C层:观看实验视频并结合“黄土高原水土流失的原因图释”文字资料,说一说黄土高原水土流失的原因有哪些?
B层:观看“水土流失”实验视频,分析水土流失的原因?小组合作、探究,总结黄土高原水土流失的原因?
A层:分析“黄土高原水土流失原因图释”文字资料,总结黄土高原水土流失的原因?
(二)运用知识,应用生活
C层:根据所学知识,思考:减缓水土流失的方法有哪些?在生活中应如何应用?
B层:针对目前全国严峻的水土流失形式,作为中学生的我们在今后的生活中应如何做?
A层:针对目前全国严峻的水土流失形式,思考治理水土流失的具体措施?
2
三、总结归纳
黄土高原水土流失严重的原因
自然原因:植被覆盖率低、土质疏松、坡度大、降水
较为集中等
人为原因:乱砍滥伐、过度放牧、采矿、修路等
生活中有助于“水土保持”的做法:植树种草、节约用纸、不使用一次性筷子、爱护花草树木、宣传“水土保持,防止水土流失”等。
四、随堂练习
要求:请同学们分层次完成练习
C层:造成黄土高原水土流失的自然原因是:(
)
A.修路
B.植被覆盖率低
C.采矿
D.过度放牧 B层:请写出生活中两条有助于水土保持的具体做法:
①
②
A层:请写出两条治理水土流失的措施
①
②
3
第四篇:第一节 中国黄土高原水土流失的治理编号:06
[参考答案]
[典例导入1](1)陕 甘 川 俞(各0.5分共2分) (2)降水少,干旱 (2分)
(3)黄土结构疏松,有多暴雨;地表植被破坏严重。(2分)
[典例导入2](1)黄河含沙量大,到下游水流平缓,泥沙淤积,河床抬高,形成地上河地上河容易导致洪水泛滥
(2)下游河道的洪水泛滥,使人们的生产和生活受到威胁
[典例导入3](1)同意这种观点。黄土高原地处半湿润、半干旱地区,因为生态环境脆弱,人口承载力低,但现在实际人口已严重超过联合国计算的本区人口承载力。过多的人口,使得人们被迫开垦种植坡度在30℃以上的陡坡地,开垦指数达到了极限,用于水土保持的土地根本无法得到保证。因此植被恢复必须控制人口数量,使人口数量与土地承载力相协调,否则即使人工栽树种草,也会徒劳无功,沦人恶性循环的境地。
(2)因为我国人口众多,所以过度开垦,过度放牧,过度樵采等导致的水土流失严重出黄土高原外,江南丘陵、云贵高原、及东北的黑土也有流失现象
【典例剖析,触类旁通】
答案:(1)AB(2)①这一段河流处于干旱、半干旱地区,降水少、支流少、来沙少②流经宁夏平原时,地势平缓,大量泥沙沉积。(3)防洪降沙(或防洪、减淤、防凌),确保下游安全
选择题:1—5DDDCB6--10BACAA11--15 A BDBD16---19 BCCC
20、(1)黄土高原水土流失土质疏松,降水多暴雨,缺乏植被保护破坏森林,不合理开垦,开矿(2)①防止河水进入采掘区,也阻挡泥沙入河 ②阻沙固沙,且减少水分蒸发,有利于其中栽种的植被成活在河流上游建引水渠道灌溉;在河漫滩上栽培植物;在复垦区发展高效农业,满足矿区对农产品的需求
21、(1)黄土高原渭河平原八百里秦川地堑(2)华山险地垒(3)120~160
(4)DD位于阳坡,光照条件好;且处于山脊分水岭,比较干燥,不易渗水;等高线比较稀疏,坡度较缓。而A位于阴坡,B处在黄土峁的顶部,C处在山谷处。(5)BD
第五篇:黄土高原坡耕地水土流失综合治理中循环利用及模式分析
2011-12-26 16:29:01 来源:中国计量测控网
字号:
摘要:黄土高原地区的坡耕地是水土流失最为严重的区域,治理好坡耕地是防治水土流失的关键。通过对坡耕地水土流失和综合治理主要措施的分析,探讨了黄土高原坡耕地的径流泥沙、坡面水资源以及农业化肥的循环利用,提出了以整治梯田工程、营造经济林、建设集水补水性耕地、实施封禁治理等多种坡耕地综合治理模式。
关键词:黄土高原;坡耕地;综合治理;循环利用;模式
水土流失是造成生态环境恶化、土地退化和土壤贫瘠的主要因素。水土流失使每年流经黄河三门峡站的泥沙有16 亿t之多,若按50%来自坡耕地、耕作层深度以20 cm计,仅黄土高原地区相当于每年损失可耕地33.33 万余hm2。多年来的试验研究表明,黄土高原地区的水土流失以坡耕地最为严重,面积也较大,黄土高原现有耕地面积834 万hm2,坡耕地约占65%,其中近1/3 坡面角大于15°,近10%大于25°;60%的坡耕地耕层浅薄,保水、保土、保肥能力差,主要分布于陕北、晋西丘陵沟壑区梁峁坡面的中上部。这些类型的坡耕地极易发生水土流失,大部分地区的土壤侵蚀模数高达20 000~30 000 t / (km2·a)。坡耕地的水土流失比一般的荒坡地还严重。因此,研究黄土高原坡耕地综合治理问题,对减少水土流失危害、保护国家生态安全有重大意义。
一、黄土高原坡耕地的水土流失
坡耕地是山丘区水土流失最为严重的区域之一。随着人口的增长,耕垦由平原地区向山区丘陵区扩展,坡度愈来愈陡,加之生产方式落后,激发和加剧了沟道侵蚀和重力侵蚀,坡耕地水土流失日益严重。陕西省每年流入黄河泥沙的40%~60%来自坡耕地。黄河中游地区土壤侵蚀模数一般在5 000 t/(km2·a)以上,局部地区高达25 000 t/(km2·a)。坡耕地是水土流失主要的发生区域,也是黄河泥沙危害的主要根源。
1.坡耕地水土流失特点
(1)坡度越陡,流失越重
坡耕地水土流失随着坡度的增大而加剧。根据对黄土高原地区土壤侵蚀强度的调查分析,坡耕地土壤侵蚀一般都为中度以上的侵蚀,8°以下、8°~15°、15°~20°、20°~25°和25°以上坡耕地的侵蚀模数分别为1 000~2 500 t/(km2·a)、2 000~5 000 t/(km2·a)、3 000~8 000 t/(km2·a)、5 000~10 000t/(km2·a)和10 000~25 000 t/(km2·a)。
(2)水蚀为主,兼有其他
黄土高原坡耕地主要分布于水力侵蚀地区,坡耕地侵蚀类型多以水力侵蚀为主,同时也有水力、风力、重力等两种或两种以上侵蚀动力综合作用的复合或复杂侵蚀类型。
(3)土壤疏松,侵蚀加剧
黄土高原地区出露地面的组成物质主要有厚层黄土沉积物及其发育的黑垆土、黄棉土等。这类土壤和地面组成物质在地表植被遭到破坏的情况下,土壤抗侵蚀特性很差,极易受水力、风力等外营力的侵蚀而被搬运。这些地区坡耕地分布广,面积大,不合理垦殖严重,土壤疏松,易崩解,可蚀性大。
(4)表土流失,肥力衰减
坡耕地土壤侵蚀造成土壤中养分急剧衰减。通过在黄土高原南部淳化县设置的径流小区研究比较了泥沙和坡耕地耕作层土壤中养分含量的变化。坡耕地流失泥沙中有机质、全氮和碱解氮的比值显然大于1,依次为1.
43、1.67 和1.2。1987—1993年,泥沙中有机质和全氮年均下降分别为0.083%和0.006%,坡耕地土壤养分随侵蚀时间的延续呈衰减趋势。综合观测结果,土壤养分流失量随坡度增大呈幂函数增大。径流中养分含量极微,因此泥沙流失是养分衰减的主要途径,以有机质和氮素的衰减最为明显。
2.水土流失的危害
(1)耕地破坏,威胁生存
坡耕地水土流失使有限的耕地资源遭受严重破坏,导致耕地面积减少,土层变薄,肥力和保墒能力下降,粮食产量低而不稳,对我国粮食和生态安全构成严重威胁。据水土保持科考成果,黄土高原坡耕地生产1 kg粮食,要流失40~60 kg 表层土壤。
(2)贫困加剧,制约发展
目前,坡耕地集中的地区多为“老、少、边、穷”地区。农村贫困人口90%以上都生活在山丘区,黄土高原区320 个县中,有207 个是国定和省定扶贫重点县,占总县数的67%。实践证明,坡耕地水土流失加剧了干旱、大风和洪涝等自然灾害,严重阻碍了黄土高原地区经济社会的发展,是其贫困落后的根源。
(3)河道淤积,降低效益
坡耕地严重的水土流失使大量泥沙淤积在江河干支流水库等水利设施和下游河道,不仅降低了水利设施的调蓄功能和天然河道的泄洪能力,加剧了洪涝灾害的发生,而且降低水利设施效益,导致大量水资源浪费,加剧面源污染和富营养化程度,对区域饮水和人民生命财产安全构成巨大威胁。据科考,黄河年均约4亿t 泥沙淤积在下游河床,导致河床每年抬高8~10 cm,大大增加了防洪压力。
(4)面源污染,影响水质
坡耕地水土流失使大量的泥沙进入下游水体,往往还携带着化肥、农药等有毒有害的残留物。坡耕地水土流失,将大量的氮磷钾元素、化肥、农药、有机质等带入江河湖库,引起湖泊富营养化,加剧了水环境污染,加重了水资源短缺程度,对工农业生产用水及城市居民生活用水构成严重威胁。
(5)环境恶化,威胁安全
坡耕地水土流失,一方面造成土地“沙化、石化”,基岩裸露。另一方面,耕地面积减少,土地肥力下降,人地矛盾突出,农作物产量降低,迫使当地群众不断开垦新的坡地、林地,破坏了原有地表植被。
二、黄土高原坡耕地综合治理的主要措施
1.工程措施
①梯田。梯田是黄土高原地区常见的一种基本农田,修建梯田是改造坡耕地,保持水土,全面发展山区、丘陵区农业生产的一项措施。
②水保集水工程。主要包括水窖(旱井)、涝池(蓄水池)、截水沟、蓄水沟、引水渠、排水沟、鱼鳞坑、水平沟、水平阶等。
2.植物措施
因地制宜采取多种植物措施。如黄土高原生态防护林,主要包括梁峁顶水保防护林、梁峁坡水保防护林、沟沿水保防护林、沟坡水保防护林等;坡面经济林包括苹果、葡萄、梨、杏、桃、核桃、红枣等;坡面薪炭林主要树种有刺槐、柠条、沙棘、柳等。此外,在禁止耕种的25°以上坡角的退耕地上种草,选择抗旱力强、多年生、青草期长、优等蜜源植物、具有较高经济价值的优质牧草,如紫花苜蓿、沙打旺、多年生黑麦草、红豆草等。
3.农业耕作措施
①微地形改变措施。包括等高耕作、沟垄种植、坑田耕作等。
②地面覆盖措施。包括留茬覆盖、秸秆覆盖、青草覆盖、地膜覆盖等。
③土壤物理性状改变措施。包括深松少耕、硬茬播种、垄作深松耙茬、轮耕、免耕等。
三、循环利用在坡耕地综合治理中的应用
水土流失综合治理是一种复杂的生态经济系统,其水土流失过程是一个周而复始的循环往复过程。循环利用为水土保持提供了一种既能减少损坏环境,又能节约自然资源的方式,对这种以土壤和水资源循环为基础的周期性的水土保持循环,姑且称为水土保持循环利用。
从黄土高原坡耕地综合治理来看,水土保持工作中发展以循环利用为核心的生态工程,是防治水土流失、发展农村经济、节约资源和保护环境的重要举措。这在黄土高原坡耕地综合治理中已经有很多成功的范例。
1.黄土高原坡面径流泥沙循环利用
黄土高原在坡面上常见的基本农田就是梯田。梯田可以改变地形坡度,拦蓄雨水,增加土壤水分,防治水土流失,达到保水、保土、保肥目的,同时可以实现径流泥沙的循环利用。
坡面集雨措施水平沟、水平阶、鱼鳞坑等,通过切断和拦截坡面径流,有效地拦蓄了径流泥沙和土壤养分,使这些对于下游有害的径流、泥沙回归到这些工程措施中,进而为生物所利用,变废为宝,实现了循环利用。
水土保持林草措施,是利用植物的根、茎、叶以及枯枝落叶拦截暴雨和径流,使径流减缓冲刷,泥沙逐步沉降,减少水土流失,保护水土资源,实现径流泥沙的循环利用。这样的模式在黄土高原治理的流域中随处可见。
2.黄土高原坡面水资源利用
(1)坡面集雨灌溉循环利用
集水技术是在干旱地区充分利用降水资源为农业生产和生活用水服务的一种技术措施。在山顶修筑集雨设施,就近修建沉沙池和水窖,提供农村饮水和旱地灌溉的水源,减轻水土流失,实现雨水资源在坡面上就地利用,小旱不减产、大旱少减产。如黄委绥德水土保持科学站试验场的辛店沟小流域内就有这类模式。
(2)坡面水工程循环利用
利用沟道已有水源,采用提灌工程把沟道中的水提到山上制高点兴建的蓄水池内,利用输水管线将水资源送入农田、经济林,变沟道水为坡面水利用的循环形式。陕西省绥德县韭园沟小流域内有这类模式。
3.坡面面源污染物的再利用
在黄土高原坡面上采取水土保持措施后,面源污染物在降雨和径流的作用下,重新流入了农地、林地和草地,在迁移过程中,通过沉淀、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对这些污染物的拦蓄,这样不仅有利于减少下游污染,而且利于坡面作物和植物增加肥力,使这些废弃物起到循环利用的作用。
当径流泥沙、面源污染物等成为黄土高原坡耕地循环过程中的一个链条时,从循环理论的角度看,需要最大限度地利用这些废弃物作为植物和作物的原料,最大限度地加强废弃物再生利用的改造,尽力将水土流失中携带的径流、泥沙、化肥、农药等污染物都保持在坡面上,同时实现坡耕地保持水土,改善生态环境。当然,循环利用还需要相应的技术手段给予支持,需要开展研究,不仅要研究坡面自身再利用的可能性,还要考虑其流失的数量、存在的结构和形式,以及通过循环的高效利用能力。
四、黄土高原坡耕地主要治理模式
1.梯田工程为主的坡耕地综合治理模式
梯田是黄土高原地区的基本农田,其粮食产量一般为2 500 kg/hm2,是坡耕地产量的2~3 倍。因此,实施坡改梯工程,建设高质量旱涝保收基本农田,是合理利用水土资源、提高粮食产量、解决当地群众吃饭问题、确保山丘区粮食安全的一项重大举措。这种典型有甘肃省庄浪县榆林沟、甘肃省定西县官兴岔流域、陕西省清涧县老舍古小流域等。
2.经济林为主的坡耕地综合治理模式
在黄土高原地区不少流域由于其特殊的地理位置适宜于经济树种生长,如在黄土高原地区大部分地区适宜于生长杏、桃,在黄河两岸的陕北和晋西地区适宜于生长红枣,黄河两岸的韩城、芮城等地适宜于生长花椒,在渭北高原和黄土高原沟壑区部分地区非常适宜于发展苹果和梨等。因此在搞好水土流失防治的前提下,坡耕地上应多发展经济林。这种典型有陕西省绥德县三十里铺小流域以红枣为特色、甘肃省崇信县刘家沟小流域以梨为特色等。
3.集雨耕地为主的坡耕地综合治理模式
黄土高原农业生产最主要限制因子就是水分。因此将黄土高原地区有限的、季节分布不均的降水,尽可能地保留和集中在农田和经济林地中,供农作物和植物生长发育时使用,从而获得稳产高产。因此,要在集水、蓄水、用水方面下工夫,在坡面上建设集雨场进行集水,建设旱井、涝池、蓄水池等蓄水,采用节水灌溉方式用水。这种典型如陕西省榆阳区赵家峁流域、甘肃省定西县关川河流域等。
4.封禁舍饲为主的坡耕地综合治理模式
放牧式的畜牧业一定程度上是造成水土流失和生态环境恶化的主要原因之一,解决这种矛盾的办法是采用封禁舍饲措施,即封山轮牧禁牧,改良天然牧草,种植优良牧草,建设牲畜棚舍,推广舍饲技术,发展舍饲养殖。如陕西省安塞县武家湾小流域退耕还林还草,将传统为主的养殖方式改为舍饲养殖,进行小尾寒羊改良试验,充分利用作物秸秆,同时加强水源涵养林、天然次生林的封育与保护。
5.高效设施型为主的坡耕地综合治理模式
在黄土高原地区开展坡耕地综合治理同时,可以适当发展一些温室大棚、节水灌溉、沼气池等高效设施项目,通过温室大棚提高农业生产的效率,通过节水灌溉提高水的利用效率,通过沼气可以将生活垃圾、秸秆及粪便废弃物深层利用,循环再生,为农村提供清洁型的燃料、肥料,从而实现经济效益与生态效益的高度统一。陕西省宝塔区燕沟小流域建立了高效设施坡耕地综合治理模式,在坡耕地改造的水平梯田上新建温室大棚15 座,同时从沟道引水上山,建立大棚内滴灌节水工程,使大棚内的蔬菜当年投资当年受益。陕西省安塞县史川流域农民武志尚在水平梯田上种植大棚蔬菜的同时,进行大棚养猪,并修建沼气池,第二年就实现人均纯收入7 000 元。
参考文献:
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[3] 刘震.中国水土保持生态建设模式[M].北京:科学出版社,2003.
作者简介:党维勤,硕士,教授级高级工程师,主要从事黄土高原水土保持试验研究及工程管理工作。