吉林省东部山区土壤侵蚀环境系统分析

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  摘要:吉林省东部山区地形复杂,土壤侵蚀复杂多变。文章通过对影响东部山区土壤侵蚀的地貌、植被、气候、地质、土壤及人为因素等单因子进行分析总结;针对本区亟待解决的土壤侵蚀问题:土壤侵蚀严重,土壤退化,生态环境恶化等现象,提出了今后土壤侵蚀的重点研究方向。
  关键词:吉林省;东部山区;土壤侵蚀;环境系统
  中图分类号:S157 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-11-0096-2
  一般认为,土壤侵蚀是指土壤或土体在外应力(水力、风力、冻融、重力)作用下发生冲刷、剥蚀和吹蚀的现象[1]。根据系统论的观点,土壤侵蚀是使土壤或土体发生明显位移的一系列物理过程,其结果使土地生产力下降,土地承载力减小,给区域生态、社会、经济的可持续发展造成巨大困难。土壤侵蚀是造成土地生产力下降的主要原因,土壤侵蚀是所有自然因素和人为因素相互影响和制约的综合结果。在经济利益的驱使下,人为盲目毁林毁草开荒,大面积不适宜农用的林草地的开发强度加大、速度加快,造成局部生态环境恶化,严重制约着东部山区社会经济的可持续发展,因此开展土壤侵蚀环境系统的分析研究具有十分重要的意义
  土壤侵蚀的环境系统是由土壤侵蚀的各种因素所组成的地理系统,由地表形态和物质组成的地貌环境、由干湿状况组成的气候环境、由植被和土壤组成的生物环境以及由各种人类活动组成的物质文化环境。在这个系统中,气候是土壤侵蚀发生的动力,更是土壤侵蚀量的决定性因素;地貌则制约着土地利用方式和土壤侵蚀程度;植被可截留雨水,减弱雨滴对地表的击溅,而且枯枝落叶层很强的蓄水能力十分利于减少土壤侵蚀。东部山区植被良好,土壤腐殖质含量较高,结构良好,可由于人为不合理开发利用、毁林毁草、开荒扩种,造成土壤粗化、粘结力减小,稳定性变差,在各个子系统的作用下,极易发生土壤侵蚀。
  1 地貌环境
  地貌环境主要由地貌类型,地貌物质组成和地貌空间分布模式等组成。它不仅影响土壤侵蚀的速率,而且影响土壤侵蚀的方式和空间分布规律。由于该区水热条件好,植被覆盖度高,土壤侵蚀主要是由强降水引起的水力侵蚀。东部山区山势比较破碎,山坡比较陡峭。在水力、重力和冻融的混合作用下,风化的岩体极易发生崩塌、崩岗、滑坡等侵蚀现象。受地形、气候条件影响,本区土壤侵蚀外应力以流水、风和其他气候气象因素为主。
  2 植被环境
  植被是控制土壤侵蚀的重要因素之一,也是加速和控制土壤侵蚀极为敏感的因子。植被通过截持降水,削弱降水动能,改善土壤理化性质,加大土壤水分入渗能力以及存储容量,减少地表径流,增加地面糙率,提高土壤抗蚀抗冲性,来影响土壤侵蚀。植被覆盖度与土壤侵蚀量之间存在着负相关关系,即随着植被覆盖度的增加,坡面土壤侵蚀量将减少。东部山区森林植被覆盖度相对较高,但由于长期受人类活动影响,削弱了地带性表现。东部山区广阔的农耕地,特别是缓坡耕地林草植被率逐年降低,使得山区土壤侵蚀有加剧之势。植被盖度与土壤侵蚀呈现反相关关系。由于长期不合理开发,天然林木植被已基本绝迹,草原面积所剩无几,致使土壤遭受雨滴的溅蚀和地表径流的冲刷。加上超载放牧,使草原退化和植被破坏现象严重, 削弱和丧失了植被对土壤的保护,致使水力侵蚀的强烈发生[2]。
  3 气候环境
  吉林省位于中纬度欧亚大陆的东侧,属于温带大陆性季风气候。由于长白山地与东南季风的方向直交,虽然距日本海很近,但大陆性气候仍很显著。因位于亚洲大陆东岸,深受西风环流和贝加尔湖低压系统的影响,气候地域差异明显。春天干燥多风,夏季炎热多雨,秋天晴冷温差大,冬季严寒漫长,全年平均气温3.5℃,造成东部山区气温、降水、风、霜冻等气候条件明显的季节变化和地域差异,对该地区土壤侵蚀有明显的作用。
  3.1 气温与冻土
  东部山区春夏季气温较低,地温回升缓慢,冻土解冻层较浅;秋冬季节气温低,地温下降很快,大部分地区土壤在10月末或11月初结冻,翌年5月方可解冻。交替冻融,导致冻融侵蚀的发生,同时与重力侵蚀交织在一起,加速了山区的土壤侵蚀。
  3.2 降水
  东部山区湿热多雨,年降水量为700-800mm,对植被生长非常有利。如单从这一方面看,有助于控制土壤侵蚀。但由于该地区植被破坏严重,陡坡开垦非常普遍,所以多雨的气候条件反而促进了土壤侵蚀的发展。
  3.3 风
  东部山地冬季盛行西风、西西北或北风,春季以北风转南风为主。山地风速较大,一般在3米/秒以下,但由于冬春季地表覆盖较少,地表粗糙度变小,土壤水分减少,当风速超过临界风速后,土壤侵蚀量与风速成正相关关系。
  4 岩性环境
  东部山地的岩体可划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类型。地质时期多次的褶皱、断裂活动使本区的岩层遭受了不同程度的破坏。岩层裂隙发育、力学强度降低,导致崩塌、滑坡等侵蚀现象的发生。
  5 土壤环境
  东部山区大部分土壤肥力较高,保水保肥能力很强。但由于近几十年的掠夺性开发,造成土层浅薄,肥力降低,土壤退化,农作物产量降低。土壤厚度、土壤的机械组成、土壤的各种理化性状等因素影响土壤侵蚀程度[3]。
  5.1 土壤厚度
  在同一水平的侵蚀动力作用下,土层厚度与抗蚀年限呈正相关。山区土壤厚度均较薄,大都在1米左右。随开垦时间早晚,土层厚度发生明显变化。在外应力作用下,表土每年平均流失厚度约为0.6-1.0cm。最终的结果是土壤厚度逐渐变薄,有的地方甚至露出心土。
  5.2 土壤物质的机械组成
  山区土壤粘土矿物以水云母为主,并含有蛭石、高岭、蒙脱。随侵蚀年限延长,粗粒增多,机械组成发生变化,结构粗化,土壤力学性质也发生相应地变化。
  5.3 土壤的各种理化性质
  随侵蚀年限延长,土壤理化性状随之而退化。山区植被条件好,腐殖质含量高,灰分元素丰富,但人为开垦后,土壤腐殖质含量降低,土壤结构变差,土壤稳定性降低,渗透性减小,抗蚀性减弱。在降雨径流作用下,不能抵抗雨滴的击溅和径流的冲刷,易发生土壤侵蚀。
  6 物质文化环境
  土壤侵蚀的物质文化环境主要包括人口、聚落、土地利用、交通和矿区等方面,它是区域长期文化过程的产物。人为活动引起的加速侵蚀居于主导地位。人为破坏植被,短期内可引起土壤侵蚀的急剧增加,加剧土壤侵蚀的强度,改变土壤侵蚀演化方向,恶化生态环境。人口对土壤侵蚀的影响主要体现在对土壤的利用程度上,土地利用方式及其空间分布规律也是影响土壤侵蚀最广泛,最深刻的因子。土地利用的合理性对土壤侵蚀的性质,程度影响显著。
  7 结语
  影响东部山区土壤侵蚀的原因是错综复杂的,可以确定影响土壤侵蚀的因子既包含客观的自然因子,也包括主观的人为因子,而且后者既是引起土壤侵蚀发生发展最直接的因素,同时也应该是防治土壤侵蚀最重要的因素。根据以上对吉林省东部山区自然生态环境变化特点和社会经济发展趋势,从侵蚀环境和侵蚀营力特点考虑,可以确定东部山区侵蚀潜在危险性在增大。目前已有的研究多集中在单因子及其相互作用对侵蚀的影响上,对因子间的交互关联作用所产生的影响研究得较少;在研究方法上,多集中在室内人工模拟实验和径流小区实验,而对于较大范围和尺度的研究,尤其是自然状态下侵蚀过程的研究还比较薄弱。因此,今后的土壤侵蚀研究及防治应注重以下几方面:(1)加强山区土壤侵蚀的定量研究和土壤侵蚀预报模型的开发与应用;(2)加强多领域的合作研究;(3)加强冻融侵蚀的研究;(4)加强GIS、RS等新技术的应用;(5)因地制宜多种形式综合运用;(6)加大投入优化配置。
  
   参考文献
  [1] 张洪江.土壤侵蚀原理[M].第二版,北京:中国林业出版社,2008:15-17.
  [2] 徐文铎,何兴元,陈玮,刘常富.长白山植被类型特征与演替规律的研究[J].生态学杂志,2004,23(5):162-174.
  [3] 范昊明,蔡强国,王红闪.中国东北黑土区土壤侵蚀环境[J].水土保持学报,2004,18(2):66-70.
  作者简介:荣志(1964-),男,吉林双阳人,长春市双阳区水土保持工作站工程师,研究方向:水土保持;崔继英(1964-),男,吉林双阳人,长春市双阳区水利工程处工程师,研究方向:农田水利。
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