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刘同庆, 陈有明, 杨则东, 王白艳. 长江中下游流域水土流失特征及相关地质因子分析[J]. 国土资源遥感, 2010,22(s1): 140-143
LIU Tong-qing, CHEN You-ming, YANG Ze-dong, WANG Bai-yan. An Analysis of Soil Erosion Characteristics and Correlative Geological Factors in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River[J]. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES,2010,22(s1): 140-143  
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长江中下游流域水土流失特征及相关地质因子分析
刘同庆, 陈有明, 杨则东, 王白艳
安徽省地质调查院,合肥 230001

第一作者简介: 刘同庆(1963-),男,地球物理勘探高级工程师,水工环勘探工程师。主要研究方向为工程地质、环境地质调查,地球物理找矿及预测。

收稿日期: 2010-04-21
摘要

以“长江流域水土流失遥感调查与监测”项目部分研究成果为依据,选择经济活力较强、经济发展较快的长江中下游地区,分析了该区水土流失的分布特征,研究了诱发水土流失的人类不合理活动,探讨了相关地质因子与水土流失的成因关系,总结了水土流失的主要类型及其变化趋势,并提出了合理防治的建议。

关键词: 水土流失; 分布特征; 解译标志; 地质因子; 防治建议
中图分类号:TP79 文献标志码:A 文章编号:1001-070X(2010)增刊-0140-04
An Analysis of Soil Erosion Characteristics and Correlative Geological Factors in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River
LIU Tong-qing, CHEN You-ming, YANG Ze-dong, WANG Bai-yan
Geological Survey Institute of Auhui Province, Hefei 230001, China
Abstract

In this study, part of the research results of the project “The Remote Sensing Investigation and Monitoring of the Soil Erosion in Yangtze Valley” was employed as the basis, and the area of middle and lower reaches of the Yangtze River was chosen as the study area in that this area is characterized by strong economic vitality and fast economical development. The distribution characteristics of the soil erosion in the middle and lower reaches of the Yangtze River were analyzed, the unreasonable human activities inducing soil erosion were studied, the original relations between the correlative geological factors and the soil erosion origin were investigated, and the predominant soil erosion types and their change tendency were summarized. On such a basis, some reasonable suggestions concerning soil erosion prevention and control are put forward.

Keyword: Soil erosion; Distribution characteristics; Interpretation symbol; Geological factor; Suggestions on prevention and control
0 引言

长江中下游流域主要包括湖北省、江西省、安徽中南部、江苏中南部、上海市以及河南、浙江及福建局部地区, 其范围为东经108° 20'~122° 00', 北纬24° 30'~33° 20', 总面积约50.55万km2, 占长江流域总面积的28%。

本次研究的目的是利用长江中下游流域地区的卫星遥感数据, 结合该地区降雨、植被、地形坡度、人为破环等因素, 运用遥感图像处理技术, 开展水土流失的遥感调查, 以求客观、真实地了解长江中下游流域水土流失的现况, 查清不同类型、不同级别土壤侵蚀的分布规律及变化趋势, 研究水土流失特征与相关地质因子之间的关系, 进而分析评价水土流失对江河、湖泊等环境变化的影响。

1 水土流失分布特征

长江中下游流域的土壤侵蚀类型主要为水力侵蚀。根据2002年的一期遥感图像解译结果, 轻度以上侵蚀面积为113 022.20 km2, 占长江中下游流域总面积(505 474 km2)的22.36%。全区土壤侵蚀情况详见表1。

表1 长江中下游流域土壤侵蚀程度统计

水土流失较为严重的地区主要集中在鄂西中山峡谷区, 秦岭中山峡谷区, 大别山中、低山峡谷区, 罗宵山脉中、低山峡谷区以及黄山— 武夷山中、低山峡谷区。流域内各省和次级流域统计的水土流失分布特征见表2、表3。

表2 长江中下游流域流经各省水土流失分布特征统计
表3 长江中下游主要次级流域水土流失分布特征统计
2 影响水土流失的相关因素
2.1 人类活动

合理的人类活动能够使土壤、植被处于有利状态, 减少土壤侵蚀面积和侵蚀量, 减轻土壤侵蚀强度和侵蚀程度, 达到保持水土的目的; 不合理的人类活动则会使自然因素同时处于不利状态, 从而产生或加剧水土流失。不合理的人类工程是造成水土流失的主要原因之一, 因此必须采取综合性防治战略, 防止新的水土流失。

据调查估算, 近年来长江流域每年仅因开矿、修路、城镇建设等基本工程建设活动新增的水土流失面积在1 000 km2以上, 按长江中下游流域面积约占全流域面积的三分之一计算, 长江中下游流域每年因开矿、修路、城镇建设等基本建设活动新增的水土流失面积在300 km2以上。

2.1.1 矿产资源开发

采矿特别是露天开采, 不仅使开采范围内的植被遭到极大破坏, 使原有的固土、固砂、涵养水土的作用丧失, 还使地表岩土因破坏而变成松散状态, 加上矿区修筑公路和其他设施对植被的破坏及废土、废石的弃置, 在大雨和暴雨时, 矿山地表的泥土、砂石、废渣很容易被水流冲走。

2.1.2 城市建设

说到水土流失, 人们立刻就会想到植被稀少、坡度较大、支离破碎和千沟万壑的丘陵和山区, 然而随着工业化和城市化的不断推进, 水土流失开始呈现出“ 进城” 的新趋势:

(1)城市建设损毁已有水土保持设施。城市多建在水土资源丰富、水土保持设施完善、生态环境良好的区域。在城区不断扩大的同时, 却伴随着城市周围生态屏障的减小和原有水土保持设施的消失。

(2)弃土弃碴, 加剧土壤侵蚀。在工程建设过程中, 深挖高填, 大量弃土弃碴, 造成“ 两坡一面” , 即开挖的凌空斜坡, 堆积物外缘斜坡和堆积物顶部平面。松散土体和暴露的创面在防护不良的情况下, 极易造成土壤的剧烈侵蚀, 加剧水土流失。

(3)人们的水土保持意识和法制观念淡薄, 盲目无序开发, 监督不力, 加剧了城市水土流失。

2.1.3 公路建设

在自然条件下, 各种自然营力, 甚至包括人类的一般干扰, 都是以渐变、缓慢的形式表现出来的。而公路建设施工期间的人类工程作用则具有突发性、高强度的特点, 使自然演变发生突然变化, 甚至中断。诸如地表水系被破坏和重新分布; 弃碴乱堆乱放, 压盖土壤、耕地和植被等; 都是造成水土流失人为加剧的原因。

2.2 自然降水因素

气候的变化对局部降雨有很大影响, 降雨量的大小则决定了河流的水流量及湖泊的蓄水量。水土流失与河湖湿地变迁互相影响的关系日益明显。

水土流失对河湖变迁的影响主要是淤积湖泊和阻塞河道, 降低了湖泊调蓄和河道行洪能力, 影响湖泊资源的综合开发和有效利用, 加剧洪涝旱灾。由于长江中下游地区湖泊和河道中水的流速低, 泥沙就逐渐沉降淤积, 使得水库和湖泊淤浅而容量减小, 河道阻塞而缩短通航里程, 严重影响水利工程和航运事业, 每当洪水季节, 容易溃堤泛滥, 危害人民的生命财产。

3 水土流失与相关地质因子分析

目前水土流失调查从成因和作用上主要考虑外力作用, 对于基础地质环境的作用考虑甚小。从目前认识到的情况看, 水土流失产生的危害主要有: ①破坏土地资源, 降低土壤肥力, 影响农业生产; ②生态环境恶化, 导致生态功能下降; ③淤塞河湖库塘, 抬高河床, 降低水利工程效益, 致使洪旱灾害频繁; ④缩短航运里程, 影响交通运输; ⑤影响水环境, 降低人民生活质量。基础地质环境中的地层岩性、地质构造以及地貌条件等都直接影响地表土壤的侵蚀作用和侵蚀程度, 基础地质环境是土壤侵蚀的先决和基础条件。

3.1 地貌与土壤侵蚀程度关系

在长江中下游流域, 由于印支运动以来不断的断块活动, 中游地区的西部总体在抬升, 属于剥蚀区。因此地质作用在土壤侵蚀方面仍然是占主导地位, 地质构造控制了现今地貌的形成, 地貌的形成又造就了不同程度的土壤侵蚀环境。地貌和气候等条件不仅影响不同地质构造单元的侵蚀类型, 也影响单元内的侵蚀程度。表4列出不同地貌类型及水土流失面积。

表4 长江中下游流域不同地貌类型水土流失面积

从表4中可知, 长江中下游流域侵蚀主要分布在平原、丘陵和低山区。在丘陵区侵蚀程度较强, 侵蚀面积较大; 在平原及低山区也有不少侵蚀面积。

长江中下游流域以平原、丘陵为主, 平原区地势平缓, 植被繁茂, 因此侵蚀程度较弱; 丘陵区虽然植被繁茂, 由于地势起伏, 农业耕作, 加上局部地层结构松散, 侵蚀程度中等; 在黄山— 武夷山、大别山— 大洪山、以及湘东赣西一带的丘陵和低山地区, 因分布有汉江、赣江和青弋江等较大水系, 区内细沟、浅沟和切沟发育, 沟蚀强烈, 因而土壤侵蚀程度相对较强。

3.2 地层岩性与土壤侵蚀程度关系

不同地层、岩石的结构、硬度具有不同的抗侵蚀强度, 对形成的土壤类型及土壤的侵蚀程度和强度都起到重要的成因作用。表5列出不同地层、岩石及水土流失面积。

表5 长江中下流域不同地层岩石水土流失面积统计

由表5可以看出: 侵蚀程度在古生界内最强, 占本地层总面积的30.51%, 占总侵蚀面积的24.58%; 冲洪积次之, 占本地层总面积的15.81%, 占总侵蚀面积的20.76%; 中生界和元古界各占总侵蚀面积的14%和13.32%; 岩浆岩中酸性岩占总侵蚀面积的9.87%; 其余地层的侵蚀程度较弱。

长江中下游流域平原地区主要为第四系地层, 侵蚀程度一般偏弱; 丘陵地区主要为古生代地层, 侵蚀程度中等; 低山区分布的地层以古生界和元古界为主, 由于细沟、浅沟和切沟发育, 沟蚀强烈, 加上局部植被稀疏, 导致侵蚀程度较强。

3.3 断裂构造与土壤侵蚀程度关系

通过对区内4条断裂带附近的土壤侵蚀程度分析, 认为由于断裂的多次活动和断裂区带内岩石破碎, 与相邻相同岩石地层相比, 其土壤侵蚀强度普遍有不同程度的增大。各断裂带的侵蚀程度、侵蚀强度又与断裂性质、活动程度相关。在大的断裂区带上, 土壤侵蚀程度普遍增大。

4 结论

(1)不同地貌单元及水系发育程度影响了不同土壤侵蚀程度。①平原区: 该类地貌, 在不同分区内土壤侵蚀程度相差较大, 侵蚀程度总体上表现较弱; ②丘陵区: 一些坡耕地由于农业耕作, 加上局部地层结构松散, 侵蚀程度一般中等, 局部地区较强; ③中、低山区: 由于细沟、浅沟和切沟发育, 因而土壤侵蚀程度相对较强。

(2)不同地层间岩性成分、岩石结构不同, 致使不同地层间的土壤侵蚀程度和强度有较大的差异。第四纪地层区一般较弱, 但第四纪残坡积地层侵蚀程度中等; 中生代和古生代地层区侵蚀面积较大, 侵蚀程度也较强; 部分中生界、古生界及太古界分布区侵蚀面积不大, 但侵蚀强度最大, 这与其地层岩性较松散、抗风化能力较弱有关; 其他地层区侵蚀程度和侵蚀强度相对较弱。

(3)区内主要断裂带从总体上控制了不同级别土壤侵蚀强度的形态和分区, 如郯庐断裂带和周王断裂基本上控制了安徽沿江地区微、轻度侵蚀区的形态和展布方向。另外, 在断裂带附近尤其是断裂与断裂带的交汇处, 土壤侵蚀程度一般较强, 强度也较大。

(4)调查研究认为, 流域内水土流失不仅反映外力侵蚀作用的结果, 也与过去、现在的地质作用关系十分密切。地质作用在水土流失的问题上起到先导和基础作用, 也与侵蚀的程度、强度密切相关, 不可忽视。分析和研究水土流失与相关地质因子之间的关系, 将有助于我们提高认识, 尽量减少对自然资源的过度索取和开发利用中不经意的破坏, 找到科学、合理的治理对策, 力求人类社会活动与自然环境、资源和谐可持续的发展。

(5) 水土流失防治及建议。水土保持是山区发展的生命线, 是国土整治和江河治理的根本, 是国民经济和社会发展的基础, 是我们必须长期坚持的一项基本国策。为了防止水土流失, 减少水土流失产生的危害, 各级政府要认真贯彻执行水土保持法律、法规, 积极开展水土保持综合治理, 加强水土保持预防监督、监测及预报工作。为了有效改善长江中下游流域生态环境, 促进山区经济的持续、协调发展, 仍需加强以下几方面工作: ①继续完善退耕还林工作, 重建良性的森林生态系统; ②大力发展速生、优质用材树种, 提高森林覆盖率; ③加快产业结构调整, 发展经济林, 缩短造林周期; ④林草结合, 林木协调发展, 增加固土保水力, 涵养水源; ⑤建设生态农业, 发展特色旅游, 提高经济收入, 减少对自然资源的依赖和破坏; ⑥进一步加强宣传, 提高全民水土保持意识。

The authors have declared that no competing interests exist.

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