2003年09月17日 10:42 黄河网

黄河与其他大河最大的不同就是水少沙多，水源和沙源不同，时空分布极不均匀，这就造成了下游“地上悬河”、河口摆动延伸等特点，这些特点都与黄河流域的生态环境有关。

1. 黄土高原水土流失是流域首要的生态环境问题

1.1 对生态环境的认识

生态与环境在国外曾被认为是两个相对独立的概念。生态是指生命的“密码”、生物的习性及其与周围环境的联系[1]。不同的环境条件下可以形成不同的生态系统。例如陆地生态、海洋生态……高原生态、河流生态、草原生态等。环境是相对于中心事物而言的背景，在环境科学中是指以人类为主体的外部世界，主要是与人类相互作用的地球表面自然要素及其整体，是一个客观的物质系统[2]。因此，它包括生命要素和非生命要素。生命要素主要包括动物、植物和微生物；非生命要素主要包括大气、水、土壤、光和热（温度）。可见，生态与环境是密切相关的。生态的失衡会破坏和污染环境，环境的污染和破坏又会影响生态。人们在研究环境问题的过程中，很难区分生态与环境，它们与人类共同构成了一个庞大而复杂的生态环境系统。 人类也成为整个生态环境系统中的关键要素，可以用一个简单的结构关系图来表示。

生态系统是指特定区域内相互作用的所有生物与物理环境组成的统一整体[2]，因此可以看作生态环境中的一个局部整体。生态系统内部，能量的流动导致一定的营养结构、生物多样性、物质循环和信息传递的形成，当其处于稳定通畅的状态时，就称为生态系统平衡（平衡还表现为物种数量的相对稳定）。生态系统之所以能保持平衡稳定的状态，是因为它具有自我调节（或自我恢复）的能力。自我调节的能力是有限度的，如果外界干扰超过限度，就会导致生态平衡被破坏，表现为结构破坏或功能衰退。

1.2 黄土高原生态环境特征

主要体现在大气、水、土壤、植物等要素之间的关系，以及人类活动对生态环境的干扰。

（1）地表覆盖着厚厚的黄土，黄土质地疏松，遇水即崩解，极易被侵蚀，当水流集中且强度达到一定程度时，就会发生侵蚀，即水蚀。

（2）降水量少且不均匀（从三年等值线图和历史暴雨记录中可以看出），黄土高原自东向西北，年降水量由700毫米减少到不足200毫米，由半湿润区向干旱区过渡，但也是暴雨集中区。

（3）光热通量大。日照时数长，蒸发量强，蒸发量大于降水量，再加上强烈的大陆性季风，使西北干旱区产生了另一种侵蚀作用——风蚀。

（4）植被覆盖率低，由东南向西北逐渐降低，由乔灌木植被向草丛灌木植被转变，最后向北部过渡为鄂尔多斯荒漠植被，大面积地表裸露，使土壤失去有效的保护和水分调节功能。

（5）随着区域人口的增长，毁林（草）开荒、陡坡耕作、过度放牧、植被破坏等，使原有脆弱的生态系统遭到破坏，难以恢复。现代社会生产力的不断发展，在矿业开采、基础设施建设、城市扩张等条件下，造成生态环境出现新的不平衡。

以上五个方面相互作用的后果，就是形成了严重的水土流失。最典型的例子是河口镇至龙门一带，集水面积11.2万km2，属半湿润气候向干旱气候的过渡带。全年降雨集中在夏季，连续四个月的降雨量占全年降雨量的70～80%。暴雨强度可达1毫米/分钟以上，暴雨期径流系数可达66%。地表被暴雨洪水切割成千万条沟壑，成为典型的黄土丘陵沟壑区，沟壑密度达7公里/km2以上。每年66.7亿m3的地表径流向黄河输送9亿吨泥沙[3]。

1.3 黄土高原水土流失是黄河流域首要的生态环境问题。

黄土高原西起日月山，东至太行山，南依秦岭，北至阴山，海拔800至3000米，是地球上黄土地最集中、面积最大的地区，总面积达64万平方公里。

据1990年全国水土侵蚀遥感调查资料显示，黄土高原侵蚀模数大于1000t/km2.a的轻度及以上水土侵蚀面积为45.4万km2，占该区域土地总面积的70.9%，其中水土侵蚀面积33.7万km2。

侵蚀模数大于8000t/km2·a的极重度水蚀面积8.51万km2，占全国同类面积的64.1%；侵蚀模数大于15000t/km2·a的重度水蚀面积3.67万km2，占全国同类面积的89%。 局部地区侵蚀模数甚至超过30000t/km2·a。

从时间上看，水土侵蚀主要集中在汛期（6—9月），其产沙量一般占全年产沙量的80%以上，且往往是由数场暴雨引发。从地理上看，据最新研究成果，黄河中游输沙模数大于5000t/km2、粗砂（0.05毫米以上粗砂粒径）模数大于1300t/km2的粗沙区面积为7.86万平方公里，仅占黄土高原总面积的12.2%，而历年平均输沙量（11.8亿吨）却占黄河总输沙量的62.8%。

严重的水土流失使大量泥沙涌入黄河，使黄河（单县站，下同）年均输沙量达16亿吨。每年约有4亿吨泥沙淤积在下游，河床以10厘米/年左右的速度抬高，形成举世闻名的“地上悬河”。正因如此，黄河下游防洪形势严峻。一旦河道决口，将危及12万平方公里人民生命财产安全，严重影响社会稳定和国民经济正常发展。大面积土地沙化将造成长期的生态环境问题。

严重的水土流失也给黄土高原带来了严重的生态环境问题。地表被切割成千万条沟壑，加剧了风蚀、水蚀、重力侵蚀的相互融合，增加了雨洪旱灾害的发生频率。植被破坏、植物退化、生态功能快速下降，形成了恶性循环，而人类不合理的经济活动又加剧了生态环境的恶化。因此，黄土高原水土流失使黄河形成了不同于其他河流的突出矛盾，成为黄河流域的头号生态环境问题。

2.水土流失防治措施及成效

2.1 水土保持发展历史

黄土高原水土流失防治——水土保持工作真正开展是在新中国成立后，大致经历了四个时期。

（1）开拓时期（20世纪50年代）

这一时期，黄土高原水土保持被作为“化害河为益河”的重点工作，开始建立一定数量的水土保持管理和科研机构，积极开展试验示范和推广。1955年，第一届全国人民代表大会第二次会议通过了《关于彻底治理黄河水患和发展黄河水利的综合规划报告》，将黄土高原水土保持正式列入国民经济建设计划。与此同时，水土保持工作由过去的分散单项治理发展到一沟一坡的综合治理。

（2）规划有序治理阶段（20 世纪 60 至 70 年代）

20世纪60年代以来，黄土高原水土保持开始由无序治理向全面规划、综合治理转变。国务院召开了3次黄河中游水土保持工作会议，确定了重点治理区。20世纪70年代，加强梯田、坝子、小水田等基本农田建设，提出“以土为先，水土林综合治理，服务农业生产”的方针。同时，在陕西、甘肃、山西等省区，瀑布坝修建、机造梯田、飞播造林、飞播草等科技攻关和推广工作取得了重大突破。

（3）以小流域为单元的综合防治阶段（20世纪80年代）

20世纪80年代，水土保持以小流域为单位，山、水、田、林、路统一规划，提出了工程措施、农耕措施、生物措施相结合，兼顾经济效益、生态效益和社会效益，以经济效益为重点的基本工作思路。随着农村家庭承包责任制的推行，各地纷纷涌现，大力推行家庭承包经营的小流域治理，调动了群众治理开发的积极性，加快了治理进度。

（四）法制化与科学化相结合阶段（1990—1996年至今）

1991年《水土保持法》的颁布实施，标志着水土流失防治突出了“预防为主”的指导思想，不仅确定了依法防治的理念，而且确定了科学防治的新理念。1999年中央经济工作会议明确提出以生态建设为主体的“西部大开发战略”，把水土保持列为生态建设的重要内容。保护生态环境成为全党全民的共识。在此期间，国务院批准实施了《黄河流域、黄土高原水土保持专项治理规划》，把黄土高原水土保持列为国民经济发展和土地整理的重点项目，形成了集中统一、规模化管理的格局。随着农村经济体制改革的深入，水土保持逐步适应市场经济的运行机制。 黄土高原在全国率先启动“四荒地”拍卖治理开发重大举措，同时，流域内各省区及流域机构也注重行政执法队伍建设，强化预防性监管和监察执法。

1997年，江泽民总书记发出“再造西北秀美山河”伟大号召，极大地激发了黄土高原人民治理水土流失的积极性，国家投入快速增长，黄土高原水土保持工作进入了建国以来最快的发展时期。

2.2 预防及治疗方法

（1）通过封禁措施，发挥生态系统的自我调节（或自我恢复）能力，恢复黄土高原生态环境中最重要的生态要素——自然植被。

（2）通过人工植被措施，提高土地利用和生态效率，改善生态环境各要素间关系，有效支撑封禁措施实施；

（3）通过工程措施，拦截水土，提高土地生产率，协调水对土的侵蚀，减少水土流失，为封禁区和人工植被提供基本保障。

（4）减少通过农耕措施对土壤结构的扰动和破坏，合理利用（雨）水资源，减少水土侵蚀；

（5）通过法律和法规手段，加强监督执法，预防为主，规范群众生活和生产活动，防治人为造成的水土流失。

这五项措施的有机组合，构成了有效的水土流失防治途径，可用图4的水土流失防治途径示意图来图形化说明。

根据不同的侵蚀类型，还可以建立相应的综合防治体系，黄土高原沟壑区水土流失综合防治结构模型如图5所示。

黄河水利委员会提出的“防治结合、保护优先、加强管理”的近期水土保持方略，是对水土流失防治的方法和经验的基本总结。

2.3 防治成效

到2002年底，黄土高原水土流失初步治理面积达18万多平方公里，修筑淤地坝11.35万座，营造水土保持林1.3亿亩，人工植草4000多万亩，新建基本农田9700万亩。现有治理措施可平均每年增产粮食50亿公斤以上，解决1200多万人的温饱问题和农村生活用水问题，每年减少入黄泥沙约3亿吨。

2000—2002年，我委进行了第一次大规模流域水土保持遥感调查，与1990年全国水土侵蚀遥感调查数据对比结果见表1[4]。

黄土高原水土保持取得的成绩，与黄土高原大规模水土保持工程的推进密不可分。无定河、皇甫河、三川河和甘肃省定西县四个国家重点治理区于1983年实施，工程已实施两期。到2002年底，共完成水土保持1.54万平方公里。经过近20年的治理，项目区生态环境明显改善，人民生活水平也得到了很大提高。其中，三川河成为我国唯一通过国家验收的一级重点支流。

1986年国家批准在重点水土流失区实施的沟渠治理重点工程，结束了长期以来无序治理沟渠的局面，扭转了淤地坝“小量淤进、大量撤退”的普遍认识，使大型淤地坝建设进入了科学化、规范化的基本建设管理程序，显示了淤地坝工程显著而特殊的治理效益。到2002年底，已建成沟渠治理重点工程1500余处，治理水土流失面积达1.2万多平方公里，对中游中小型淤地坝安全、拦淤保土、水资源利用等发挥了十分重要的作用。

黄土高原水土保持世行贷款项目是我国第一个利用世行贷款的大型水土保持生态环境建设项目，涉及陕西、山西、内蒙古、甘肃四省区59个县（市、旗）。项目一期于1994年启动，项目引进世行贷款1.5亿美元，总投资近21亿元人民币，共治理水土流失面积4900km2。2002年，项目一期顺利通过世行竣工验收。项目二期于1999年启动，建设期5年，项目利用世行贷款1.5亿美元，总投资20.95亿元人民币，拟治理水土流失面积4400km2。

2001年正式启动的黄河水土保持生态工程重点支流治理项目是黄河水土保持生态工程的主体工程，是黄河水利委员会直接批准管理的大型水利工程。涉及黄河流域11条支流和8省（区）36个县（旗、市、区），共17个项目区，总面积9761平方公里。项目于2001年全面启动，计划用5年时间治理水土流失面积2620平方公里，建设骨干坝590座。项目建设期间全面实行项目建设监督制，资金管理实行中央资金核算制，提高了资金使用效率和项目质量。

3. 黄土高原未来水土保持与生态建设重点

今后一个时期，黄土高原水土保持生态建设要以党的十六大精神和“三个代表”重要思想为指导，以国务院批准的《黄河近期重点治理开发规划》为基础，按照“防治结合、保护优先、加强管理”的水土保持方略，以多沙、粗沙区为重点，加快建设以沟渠治理骨干工程为主体的小流域沟坝体系，推进退耕还林还草；充分利用生态系统的自我修复能力，采取封山育林、封坡放牧等措施，加快森林、草地植被恢复和生态系统改善；通过机制创新和科技创新，实现由传统水土保持向现代水土保持转变，调整产业结构，节约保护，优化配置，合理开发利用水土资源； 以改善人民生产生活条件、发展区域经济、减少入黄泥沙量为目标，构筑黄土高原地区生态屏障，为黄河治理开发，实现区域人口、资源、环境可持续发展，以及西部大开发战略的顺利实施提供支撑和保障。

3.1 治理战略布局上，重点治理黄河中游多沙、粗沙区

据分析研究，黄土高原侵蚀模数大于5000t/km2·a的侵蚀面积有14.6万km2，集中在河陇段、经罗河、渭河上中游及青海省境内的湟水河、内蒙古十孔都河、河南省境内的伊洛河部分地区。年均入黄泥沙14亿t，占黄河总输沙量的87.5%。其中，高含沙粗沙区面积7.86万km2，集中在河陇段21条支流及泾河、北洛河上游部分地区。 年均输沙量11.8亿吨，其中粗砂3.19亿吨，占全河粗砂输沙总量的72.5%[5]。黄河下游每年淤积的4亿吨泥沙中，约有一半为粗砂，大部分来自中游多沙粗砂区。该区产沙量是影响下游冲淤变化的关键因素。1986—1997年，黄河下游年均淤积泥沙2.5亿吨，其中70%淤积在主槽，造成槽内流量由6000立方米/秒降至3000立方米/秒。该地区水土流失严重，对黄河治理开发和当地社会经济发展产生了很大影响和危害，集中力量治理该区势在必行。

由于该地区是我国重要的能源化工基地，人为水土流失相当严重，需要治理的区域环境条件越来越恶劣，治理难度越来越大。加之该地区是国家级贫困县集中分布区，地方财政基础薄弱，群众生活贫困，依靠地方政府和群众治理水土流失难度较大。未来黄河中游沙质粗沙区治理将针对该地区目前存在的问题，加大中央投入，以渠坝体系建设为主，开展小流域综合治理，建设高产稳定基本农田，改变水资源利用状况，提高水资源利用率，推进退耕还林还草和禁止轮牧，确保大面积植被恢复，促进区域人口、环境、资源和经济社会协调发展。

3.2 治理措施方面，加强渠道坝系工程建设

从黄土高原水土侵蚀机理看，由于坡面侵蚀，汇聚后形成集中径流，长时间切割土体形成沟壑，由浅变深，造成沟坡变陡不均衡，以冲沟（剥蚀）、崩塌、滑坡、塌方等形式造成重力侵蚀。黄土高原上千条沟壑，不仅是地表径流和泥沙的输送通道，也是主要的水土侵蚀区。据有关研究成果，黄土丘陵沟壑区沟壑面积占总面积的45～55%，产沙量占50～70%；高原沟壑区沟壑面积占总面积的30～40%，产沙量占85%以上。 这决定了黄土高原水土流失防治必须以沟壑治理为重点的特点。

在沟渠内修建淤地坝，可以从源头上堵住泥沙转运通道，不但可以拦截从坡面流入沟渠的泥沙，而且可以固定沟床，抬高侵蚀基准面，稳定沟坡，阻止沟岸扩大、沟底切割和沟头推进，减轻沟渠侵蚀。同时淤地坝的截淤效果十分显著，是水土保持措施中截淤减淤最有效的措施。据《人民治黄五十年水土保持效益分析》统计，淤地坝减淤量占各类水土保持措施减淤总量的67%。 据调查资料显示，黄土高原大型淤地坝年拦泥约8000吨，中型淤地坝年拦泥约6000吨，小型淤地坝年拦泥约3000吨，可淤出一亩坝地。一亩坝地的粮食产量是梯田的3-5倍，是坡耕地的5-10倍。淤地坝还可进行计划分洪淤地，改造贫瘠的碱地。如果合理调整产业结构，黄土高原的土地生产效率可大大提高。因此，在黄土高原水土流失防治中，要重点加强淤地坝工程建设。

截止2002年底，黄土高原已建成骨干坝1500余座、中小型淤地坝11.2万座，淤地面积32万hm2，保护了川坳1.87万hm2。目前，黄土高原淤地坝建设存在的主要问题是投入不足、建设进度慢、项目配置不合理、布局分散、配套设施不完善、现有工程老化严重。水利部党组已把淤地坝建设列为近年来水利工作的“三大亮点”之一。我委也已完成今年上半年黄土高原淤地坝建设规划。今后，黄土高原淤地坝建设将改变过去布局分散、规模效益不高的局面。 以多沙、粗沙地区为重点，以小流域为单元，以骨干坝体为支撑，以现有渠道工程为基础，完善配套设施，合理布局，形成渠道坝体体系，充分发挥工程的群体防护和整体综合效益。

3.3 在人口密度较低的地区，充分发挥生态系统的自我修复功能，加快大面积植被恢复

长期的陡坡开垦、毁林、过度放牧、乱挖滥挖，使黄土高原的生态系统不断恶化。生态建设最迫切的问题是植被恢复。在地域辽阔、自然环境恶劣的黄土高原，单靠人工手段是不可能恢复植被的。事实证明，在不同的降雨条件下，会有相应的生物种群生长繁衍，使生态系统具有自然的修复功能，而必要条件是停止或减少人为干扰。因此，在继续开展以小流域为主的综合治理的同时，要树立人与自然和谐共处的理念，充分发挥生态系统的自我修复功能。这一点是钱正英院士在2000年11月对黄河中游、两河及十大孔都多沙、粗沙区进行实地考察后首次提出的，并反复强调这一点。 特别是，对于较低的人口密度和适当的降雨量的大块土地高原地区，应采取措施，将农田返回农田，关闭耕种和禁止放牧等措施，以促进自然的生态修复，恢复植被覆盖范围，并加速土壤和水损失的过程。

2001年，黄河保护委员会在黄河盆地的10个县进行了土壤和水的生态恢复项目。埃德（Ed）在全国的106个县的水资源部和四川各省也实施了“土壤和水的生态恢复飞行员项目”，涉及到黄河流域的20个县。 根据在适当的情况下密封的原则，在适当的情况下，对小流域的全面管理将有机地与大规模的植被恢复和改进相结合，生态环境保护和建筑的战略目标将与人们的生存，生命和发展的需求紧密相结合，并在同一范围内进行了范围，并将其重新启动。 Uation系统。

4.将来要研究的主要问题

4.1研究土壤和节水和生态环境的长期目标和实施方法改善了黄土高原

研究重点：

（1）黄土高原及其生态环境的进化中的生态类型；

（2）黄土高原中不同生态类型的生态环境能力（承载能力）以及其改进的目标系统；

（3）实现在黄土高原不同生态类型（战略思想，关键措施和配置的主要原则）中改善生态环境的目标的方法。

4.2关于土壤和节水生态建筑评估系统的研究

主要包括：

（1）评估理论和评估方法

它计划通过能量周期和平衡理论探索生态系统中的生命组成，营养结构，生物多样性，物质周期，环境干扰等，并为Loess Plateau的生态环境建立层次平衡理论和评估方法。

（2）腐蚀环境评估

通过评估重要的自然因素，例如水资源，地质，地形和地形，我们确定侵蚀特征，侵蚀风险和可逆性分析以及设定改进目标。

（3）生态施工评估

通过研究侵蚀环境中生态建筑项目的当前状况以及经济和社会发展的趋势，评估了人类活动的损害风险和生态改善的限制，可以改善可逆措施的合理性，并选择了改善生态环境的基本目标。

4.3关于土壤和节水和生态建设的主要技术问题的研究

（1）大坝系统相对平衡；

（2）一种快速评估方法，用于土壤和节水项目对黄河的水和沉积物变化的影响；

（3）不同类型区域的侵蚀模型；

（4）应用“ 3s”技术；

（作者是黄河保护委员会的副主任）