摘 要：在全球氣候變化與城鎮(zhèn)化進程加快的背景下，土壤侵蝕已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的重要因素?；诖耍攀隽送寥狼治g，探討了水土保持技術(shù)的應(yīng)用，包括工程措施、生物措施和耕地措施，以期為土壤侵蝕防治提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：土壤侵蝕；水土保持技術(shù)；工程措施；生物措施；耕作措施

中圖分類號：S157 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）08–0-03

土壤是生命的基礎(chǔ)，其支撐著農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)和生命的存在。土壤侵蝕會導(dǎo)致肥沃土壤的流失、水質(zhì)污染、生物多樣性減少和生態(tài)系統(tǒng)破壞。保護土壤對于糧食安全、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要[1]。因此，深入研究土壤侵蝕的機理，并探討有效的水土保持技術(shù)，對于保護土壤資源、維護生態(tài)安全和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的實踐價值和意義。

1 土壤侵蝕的概述

1.1 土壤侵蝕的本質(zhì)界定與類別劃分

土壤侵蝕是土壤與其他地面組成物質(zhì)在水力、風力、凍融、重力等自然因素和人類活動的綜合作用下，被破壞、侵蝕、分離、搬運和沉積的過程[2]。土壤侵蝕涉及物理、化學(xué)和生物等領(lǐng)域的相互作用，表現(xiàn)為土壤顆粒在各種外力作用下從原生位置移除并被輸運至其他地點的過程。這一過程不僅可能導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降，還可能引發(fā)水土流失、地表退化、水質(zhì)污染等生態(tài)環(huán)境問題，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理和生態(tài)安全構(gòu)成嚴峻挑戰(zhàn)。

根據(jù)主導(dǎo)外力的不同，可將土壤侵蝕劃分為若干主要類型。其一，水力侵蝕是最為普遍的土壤侵蝕形式，主要由降水（雨滴擊打、地表徑流）引起。根據(jù)過程特征，可進一步細分為片蝕、溝蝕和山洪侵蝕等。水力侵蝕的嚴重程度與降水量、降雨強度、地形坡度、土壤質(zhì)地及植被覆蓋度等因素密切相關(guān)。其二，風力侵蝕在干旱和半干旱地區(qū)尤為顯著，風力搬運是其主要作用方式，可分為吹蝕和磨蝕兩種類型。風力侵蝕的強度受風速、土壤干燥程度、地面粗糙度及植被覆蓋狀況等影響。其三，凍融侵蝕發(fā)生在季節(jié)性凍土區(qū)，土壤在凍結(jié)與融化循環(huán)過程中發(fā)生的破壞與移動。這一過程受溫度變化幅度和頻率，以及土壤水分含量影響較大。其四，重力侵蝕是由于重力作用導(dǎo)致的土壤下滑或崩塌現(xiàn)象，常見于陡峭地形。土壤的穩(wěn)定性、含水量及地質(zhì)構(gòu)造是影響重力侵蝕的關(guān)鍵因素。

1.2 土壤侵蝕的多維度動態(tài)機制

物理過程是土壤侵蝕最直觀的表現(xiàn)形式，主要包括水流沖刷、風力搬運、重力滑塌等。水流的動能直接作用于土壤顆粒，造成片蝕與溝蝕，其強度與降雨強度、地形坡度及土壤抗蝕性緊密相關(guān)；風力通過直接搬運細小顆?；蜷g接加速顆粒間的碰撞與磨損，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞與地表裸露；重力侵蝕更多依賴于地形陡峭度和土壤水分飽和度。這些物理過程共同作用，形成了土壤侵蝕的直接驅(qū)動力。

化學(xué)過程不易直觀察覺，但在土壤侵蝕過程中扮演著重要角色。土壤酸堿度的變化、有機質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化和土壤膠體的電荷性質(zhì)，均可影響土壤顆粒的穩(wěn)定性，間接促進或減緩侵蝕過程。例如，酸性降水可溶解土壤中礦物，降低土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，土壤有機質(zhì)的減少會減弱土壤顆粒間的凝聚力，增加侵蝕敏感性。

生物過程，尤其是植被覆蓋與根系活動，對土壤侵蝕具有顯著的調(diào)控作用。植被通過攔截降水可減緩地表徑流、增加土壤有機質(zhì)含量和改善土壤結(jié)構(gòu)，有效降低侵蝕速率。根系網(wǎng)絡(luò)不僅可以加固土壤，防止水力和風力侵蝕，還可以通過促進微生物活動，影響土壤的化學(xué)性質(zhì)，增強土壤的整體穩(wěn)定性。此外，動物活動在一定限度上也會影響土壤結(jié)構(gòu)與侵蝕過程。

1.3 影響土壤侵蝕的多元因子

自然因子與人類活動的交互作用構(gòu)成了土壤侵蝕的復(fù)雜背景。自然因素提供了侵蝕發(fā)生的物理基礎(chǔ)，而人類活動通過改變土地利用方式、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，顯著加劇了土壤侵蝕的程度和速度。

1.3.1 自然因子

自然因子主要包括氣候因子、地形因子、植被覆蓋和土壤特性。其一，氣候條件，尤其是降水強度、雨型、風速與溫度等，是驅(qū)動土壤侵蝕的關(guān)鍵自然因素。高強度降雨易造成地表徑流匯集，增加水力侵蝕；風速的增加則會直接加大風力侵蝕的強度；溫度波動引起的凍融循環(huán)，在寒區(qū)成為土壤侵蝕的重要動因。氣候因素通過影響土壤濕度、植被生長狀態(tài)及地表覆蓋情況，間接調(diào)控侵蝕過程。其二，地形起伏度、坡向與坡長直接影響侵蝕動力的分布與強度。陡峭的地形加速水流和風速，增加侵蝕能量；坡向影響降水分配和風向，進而改變侵蝕模式。此外，地形的微觀特征（如溝壑、凸起等）也會影響侵蝕路徑與沉積區(qū)域的形成。其三，作為天然屏障，植被對抵御土壤侵蝕起到?jīng)Q定性作用。根系網(wǎng)絡(luò)固結(jié)土壤，減少地表徑流，增加雨水滲透量，同時植被葉片能有效攔截降水，減輕雨滴沖擊力。植被覆蓋度直接關(guān)聯(lián)土壤侵蝕的敏感性，植被種類及生長狀況亦對侵蝕過程產(chǎn)生影響。其四，土壤的物理（如粒度組成、結(jié)構(gòu)）、化學(xué)（pH值、有機質(zhì)含量）和生物學(xué)特性共同決定了土壤的抗侵蝕能力。質(zhì)地較輕的土壤易于被水力或風力帶走，而有機質(zhì)含量豐富的土壤具有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和保水能力，能有效抵抗侵蝕。

1.3.2 人類活動

人類活動主要包括耕作實踐、畜牧業(yè)管理和城市擴張3個方面。其一，不當?shù)母鞣绞?，如過度耕翻、連續(xù)耕作和缺乏輪作休耕，會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、有機質(zhì)下降，增加土壤侵蝕的風險。不合理的灌溉和排水系統(tǒng)也可能加劇水力侵蝕。其二，過度放牧導(dǎo)致植被覆蓋減少，土壤裸露，增加風力和水力侵蝕的可能性。同時，牲畜活動影響土壤孔隙度和滲透性，進一步降低土壤的抗侵蝕能力。其三，城鎮(zhèn)化進程中的土地平整、硬化覆蓋會減少地表植被，改變自然水文循環(huán)，導(dǎo)致雨水徑流增加，加速城市周邊地區(qū)的土壤侵蝕。此外，城市擴張往往伴隨著大量的土石方工程，也會引發(fā)嚴重的土壤擾動與侵蝕。

2 水土保持技術(shù)的應(yīng)用

水土保持技術(shù)是指應(yīng)用自然科學(xué)原理與工程技術(shù)手段，結(jié)合生態(tài)學(xué)原理，以預(yù)防和治理水土流失、維持和提升土地生產(chǎn)力為目標的一系列措施與方法。這些技術(shù)旨在恢復(fù)和增強生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，促進人與自然和諧共生，保障經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。水土保持的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下3種。

2.1 工程措施

工程措施側(cè)重通過建造物理性設(shè)施改變地表徑流模式，增強土壤抗蝕能力，包括梯田、溝道整治、護岸護坡、小型水利工程等。

2.1.1 技術(shù)特點

梯田是一種典型的水土保持工程措施，通過在斜坡上修筑水平階地，有效攔截地表徑流，減少水力侵蝕，同時有利于土壤水分的滲透與保持。其技術(shù)特點在于利用等高線施工，保持良好的排水系統(tǒng)，促進土壤養(yǎng)分的循環(huán)與積累，適合于中低山區(qū)的水土保持與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

攔沙壩，尤其是小型水土保持壩，主要用于攔截山坡徑流，減緩水流速度，沉淀泥沙，防止下游區(qū)域的土壤侵蝕。該技術(shù)的關(guān)鍵在于壩體設(shè)計與選址，需考慮地形、流量及泥沙淤積等因素，以達到最優(yōu)的攔蓄效果。攔沙壩的實施能有效改善局部小氣候，促進植被恢復(fù)，但需要注意其對下游生態(tài)及水文環(huán)境的潛在影響。

護坡工程包括生物護坡與工程護坡兩大類，旨在通過物理或生物手段加固斜坡，防止水土流失。生物護坡如植草、植樹等，利用植物根系的固土作用，增強土壤穩(wěn)定性，同時提升生態(tài)美觀度。工程護坡如網(wǎng)格固土、擋土墻等，則依靠人工結(jié)構(gòu)提高邊坡穩(wěn)定性，適用于坡度較大或土壤穩(wěn)定性差的區(qū)域。護坡技術(shù)的選擇需綜合考慮成本、環(huán)境適應(yīng)性及長期維護需求。

2.1.2 效果評估與局限性

工程措施在水土保持實踐中顯示出顯著的正面效果，如梯田的建設(shè)顯著提升了農(nóng)田的保水保土能力，增加了作物產(chǎn)量；攔沙壩有效減少了下游河床的淤積，改善了水環(huán)境；護坡技術(shù)成功穩(wěn)固了易侵蝕的斜坡，降低了災(zāi)害風險。這些成效的取得，很大限度上依賴于科學(xué)的設(shè)計、合理的布局及有效的維護管理。

盡管工程措施在水土保持中發(fā)揮了重要作用，但也存在一定的局限性。首先，部分工程措施可能會對自然景觀和生物多樣性產(chǎn)生不利影響，如大規(guī)模的梯田建設(shè)可能改變原有生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其次，高昂的初期投資和長期維護成本制約了工程措施的推廣與應(yīng)用。最后，氣候變化和極端天氣事件的增加，對工程措施的穩(wěn)定性和持久性提出了更高要求，需要不斷進行技術(shù)創(chuàng)新與適應(yīng)性調(diào)整。

2.2 生物措施

生物措施致力于通過植被恢復(fù)、林草種植、生態(tài)防護林體系建設(shè)等手段，利用植物的根系固土能力防止土壤侵蝕。

2.2.1 生態(tài)功能

（1）改善土壤結(jié)構(gòu)，增強穩(wěn)定性。植物根系的穿插有助于土壤顆粒的聚合，形成更為穩(wěn)定的土壤結(jié)構(gòu)，減少水力和風力侵蝕。根系的固定作用還能有效防止山體滑坡與坍塌，提升斜坡穩(wěn)定性。

（2）調(diào)節(jié)地表徑流，保持土壤水分。植被覆蓋能有效攔截降水，減緩地表徑流的速度與量，增加土壤水分滲透性和持水力，對地表徑流起到自然調(diào)節(jié)作用，減少洪水災(zāi)害，同時為地下水補給提供條件。

（3）促進生物多樣性。通過種植多種本土植物，恢復(fù)和增加生物多樣性，構(gòu)建多層次的生態(tài)系統(tǒng)，進一步增強生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力和穩(wěn)定性，為水土保持提供更為持久的生態(tài)屏障。

（4）循環(huán)土壤養(yǎng)分，提升生產(chǎn)力。植物通過光合作用固定碳，凋落物的分解則為土壤提供有機質(zhì)，促進養(yǎng)分循環(huán)，改善土壤肥力，為農(nóng)作物和其他植被生長創(chuàng)造良好條件，實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟雙重效益。

2.2.2 選擇原則與典型應(yīng)用案例

在生物措施的選擇與應(yīng)用實踐中，應(yīng)遵循科學(xué)性、適應(yīng)性與可持續(xù)性原則。這不僅要求措施與自然環(huán)境的和諧共生，還需考慮經(jīng)濟、社會等多維度的綜合效益。具體而言，生物措施的優(yōu)選需考慮以下幾個方面。

（1）生態(tài)適宜匹配。依據(jù)地理位置的特定氣候特征、土壤特性及地形地貌，精選既能有效適應(yīng)環(huán)境又能充分發(fā)揮水土保持效能的植物種類，如在干旱缺水的環(huán)境中選擇耐旱植被，確保生態(tài)恢復(fù)措施的高效性和針對性。

（2）經(jīng)濟與效益的均衡。在方案制定前，需全面評估種植成本、后續(xù)維護管理的經(jīng)濟投入與長期生態(tài)、經(jīng)濟回報，優(yōu)選性價比高的物種組合，確保項目既符合經(jīng)濟合理性，又能持續(xù)發(fā)揮效用。

（3）社會融合與參與。生物措施的實施應(yīng)鼓勵社區(qū)及當?shù)鼐用竦膹V泛參與，結(jié)合地域文化特色和經(jīng)濟需求，提升民眾的歸屬感和參與度，形成自下而上的保護動力，確保措施的長期生命力與社會接受度。

（4）生態(tài)價值的最大化。在確保水土保持功能的基礎(chǔ)上，側(cè)重選擇能增強生物多樣性、提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的植物配置，如選擇能提供良好棲息地、促進物種多樣性、增強碳固定能力的植被，以實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)的多重益處。

以黃土高原的生態(tài)恢復(fù)為例，該地區(qū)通過科學(xué)部署耐旱、耐貧瘠的灌木和草本植物，如沙棘和紫花苜蓿，不僅有效緩解了嚴重水土流失問題，還促進了土壤質(zhì)量的顯著改善，使得生態(tài)智慧與區(qū)域特色完美結(jié)合。

2.3 耕作措施

耕作措施通過改進農(nóng)作制度，如實行免耕、少耕、作物輪作、覆蓋耕作等，減少對土壤結(jié)構(gòu)的破壞，增加土壤有機質(zhì)，增強土壤的自然抗侵蝕能力。

2.3.1 應(yīng)用技術(shù)

保護性耕作強調(diào)減少對土壤的擾動，維持地表覆蓋物，如作物殘茬和自然植被，以減少水土流失，提升土壤有機質(zhì)含量。關(guān)鍵技術(shù)包括免耕、少耕、覆蓋作物種植等。免耕技術(shù)可以避免常規(guī)翻耕，保持土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減少侵蝕；少耕則是在盡量減少翻動深度的前提下進行必要的土壤處理；覆蓋作物種植通過在主作物收獲后種植覆蓋作物，增加地表覆蓋，有效控制侵蝕，同時改善土壤生物活性。

輪作是指在同一塊土地上按預(yù)定順序輪換種植不同作物或作物組合，以實現(xiàn)土壤養(yǎng)分的均衡利用和病蟲害的生態(tài)防控。它通過改變作物根系結(jié)構(gòu)，改善土壤通氣性和水分保持能力，減少特定作物對土壤養(yǎng)分的單一消耗，間接增強土壤的抗侵蝕能力。合理的作物搭配還能促進土壤微生物多樣性，提升土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3.2 生態(tài)效益評估與機理探討

耕作措施在水土保持中的生態(tài)效益主要體現(xiàn)在土壤質(zhì)量改善、生物多樣性提升和生態(tài)服務(wù)功能增強。保護性耕作通過保持地表覆蓋，顯著減少了地表徑流量，減小徑流速度，降低了土壤侵蝕率，同時增加了土壤碳儲存，促進了碳循環(huán)；輪作則通過改善土壤結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)循環(huán)，增強了土壤的自凈能力和生物多樣性，為土壤生態(tài)系統(tǒng)提供了良好的恢復(fù)條件。

耕作措施對土壤侵蝕防控的機理體現(xiàn)在物理、化學(xué)和生物3個層面。首先，在物理層面，耕作管理通過確保地表覆蓋物的充足，有效削減了雨滴動能對地表的直接影響及徑流的沖蝕力，維護了土壤結(jié)構(gòu)的完整性，減緩侵蝕速率。其次，化學(xué)層面的作用凸顯于如輪作等措施，通過提升土壤有機質(zhì)含量及優(yōu)化土壤的物理化學(xué)屬性，提高了土壤的水分保持與養(yǎng)分鎖定能力，增強了土壤的抗侵蝕性。最后，從生物學(xué)角度分析，耕作措施誘發(fā)的土壤生物多樣性增加，尤其是土壤微生物群落的活力激發(fā)，促進了土壤團聚體的形成，這不僅加固了土壤的物理結(jié)構(gòu)，而且通過提高土壤穩(wěn)定性，間接減少了土壤侵蝕的風險。

3 結(jié)束語

土壤侵蝕的復(fù)雜性要求相關(guān)部門在水土保持實踐中采取多元化、綜合性的策略。工程措施、生物措施與耕作措施各有優(yōu)勢與局限，應(yīng)根據(jù)具體地域環(huán)境、侵蝕類型與社會經(jīng)濟條件，科學(xué)選擇與集成應(yīng)用。例如，工程措施在水力侵蝕嚴重的山區(qū)可能更為有效；生物措施更適合于風蝕區(qū)或生態(tài)修復(fù)項目；耕作與農(nóng)業(yè)管理措施具有靈活性和可持續(xù)性，在多數(shù)農(nóng)耕區(qū)具有廣泛的適用性和推廣價值。在未來，相關(guān)部門更加注重跨學(xué)科合作，加強技術(shù)創(chuàng)新，以提升生態(tài)修復(fù)的系統(tǒng)性和長效性。

參考文獻

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