华南地区土地退化的原因及防治措施

华南地区土地退化的原因及防治措施

土地是资源的集合，具有不可替代的性质和无限的数量限制。由于土地退化，全球环境问题影响了全球经济的发展，成为研究的重点。土地退化是指在各种自然和人为因素影响下,引发的农业生产力和环境调控潜力的可持续性下降,其主要标志是土地承载力下降,即土壤肥力下降、资源数量减少和环境质量降低等。从退化性质看,土地退化可分为3大类,即物理退化(水蚀、风蚀、土壤压实、渍水、有机土下陷等)、化学退化(土壤养分衰退、盐渍化、污染、酸化等)和生物退化(土壤质量下降对土壤动物和微生物的破坏)。从退化程度看,土地退化可分为轻度、中度、强度和极度4类。1大西南半岛地区的土地退化华南地区位于我国最南部,北与华中地区相接,南面包括辽阔的南海和南海诸岛,与菲律宾、马来西亚、印度尼西亚、文莱等国相望,西南界线是我国与越南、老挝、缅甸等国家的边界。在行政区上,该区包括台湾省、海南省全部,福建省东南部,广东和广西的中南部,云南省南部和西南部。由于其特殊的地理气候条件和频繁的人类活动,土地退化现象十分严重,且随着人口增长和经济发展继续恶化。华南地区土地退化类型主要包括水土流失、红壤酸化、土壤养分贫瘠化和土壤污染等。1.1水土流失现状及特点水土流失是华南地区最主要的土地退化形式。据统计,华南地区水土流失面积达52996.79hm2,占总土地面积的8.74%。其中,闽南区域(主要包括厦门市、漳州市及泉州市辖县)水土流失面积为427491.90hm2,占土地总面积的16.98%。云南省水土流失面积达141333km2,占土地面积的36.88%,详情见表1。由于独特的自然条件(地形起伏大、雨量多而集中、风化作用强烈、人口密度高等),华南地区形成了其特有的水土流失特点。①斑点状分布,隐蔽性强,潜在危险性大。华南地区水土流失多呈斑点状分布,集中连片的很少,这种分布特点掩盖了水土流失的真实现象,容易被人们忽视。此外,水土流失是一个渐变的过程,人们意识不到或者不易发觉它的危害性,具有隐蔽性。②水土流失形式以坡面侵蚀和沟谷侵蚀为主。该区红土层是第四纪地层,厚度在100m上下,因长期切割已呈丘陵或破碎台地地形。此类丘陵、台地地形长期受雨水冲刷,易发生坡面侵蚀,形成“红色沙漠”。当坡面流水集中成沟,沿沟产生冲蚀,使坡面上形成众多沟谷,大量沙水由此流失,形成沟谷侵蚀。③崩岗侵蚀剧烈。崩岗是华南地区一种特殊的水土流失形式,也是水土流失发展到严重程度的重要标志,主要发生在海拔150～250m、相对高度50～150m的花岗岩风化红壤丘陵山地上,广东和福建分布较为集中。每遇暴雨,在集水盆内坡面上,网纹层先被冲剧流失,使红土层悬空,终至崩塌,成为崩岗。④林下水土流失严重。华南丘陵区森林覆盖率虽高,但没有形成乔、灌、草配套的水土保持植被条件,林下土壤环境恶劣、地表覆盖度低。并且,华南地区普遍采用全垦整地法,砍除全部地面植被,放火烧山,使保持水土十分重要的草、灌植被遭受毁灭性破坏,雨季林下水土流失严重。⑤新增水土流失加剧。随着区域经济的高速增长,开发建设与保护生态环境的矛盾日益凸显。开发建设过程中,大面积扰动和破坏原有地貌和植被,扰动地表土壤状况,减弱土壤抗蚀能力,造成新的人为水土流失。1.2渍害型土壤水分华南地区多属于亚热带区域,水资源丰富、水网复杂、湖泊较多。由于地势低洼,大气降水及高处地表径流汇集于此,时有盐渍化与潜育化发生,形成质地粘重、排水不良、耕性较差的渍害型土壤。这类渍害土壤呈环状分布在湖泊周围,原为湖泊、沼泽低地,20世纪60～70年代因围湖造田而成为耕地。此类土壤严重潜育化,土烂泥深,土壤水分大部分时间处于饱和状态。另外,在相邻洪缺口的扇形区之间往往形成渍水洼地,洼地中心常低于周围1～1.5m,因其潜水水位过高而形成渍害田。并且,受历代洪水泛滥的影响,在一级阶地中部和后部地区往往存在地势相对低洼的部分,粘土隔层较薄,含水板顶埋深较浅,浅层承压水水头可达到地表附近而形成渍害田。1.3土壤酸缓冲能力较弱华南地区土壤以红壤为主,由于红壤的脱硅富铝化过程本身就是一个较为缓慢的酸化过程,加之近年来受酸雨的影响,土壤酸化现象较为常见。华南地区土壤pH值在第二次土壤普查时大多在6.0～6.5,而目前土壤地力监测结果显示,土壤pH值下降了0.2～0.5个pH单位。同时,该地区酸性红壤的黏土矿物以高岭石为主,阳离子交换量低,对酸的缓冲能力较寒温带土壤小得多。此外,该地区气温较高,有机质容易分解,对酸缓冲能力的贡献比较小。这些因素使得该地区土壤酸缓冲能力较弱,易发生酸化。据研究,我国几个重酸雨区都在红壤地区。值得注意的是,土壤酸化会使土壤铝离子增多,对作物产生毒害,土壤酸化同时会抑制土壤微生物的活动,并会对水体酸化产生影响。1.4高、中、低阶段华南地区土壤养分贫瘠现象也较为普遍。据土壤普查资料,当前农田中68%为中低产田,耕地普遍缺少有机质和氮素。全部旱地和60%的水田缺磷,耕地中58%缺钾,80%缺硼,64%缺钥,49%缺锌,18%缺镁。华南地区的高、中、低肥力土壤的面积比例分别为25.9%、40.8%和33.3%,土壤肥力大多处于中下水平。究其原因,一方面由于该地区强烈的风化和淋溶作用,使大部分土壤呈酸性反应,阳离子交换量小,有机质矿化速度快,土壤养分损耗多,土壤自然肥力低下。另一方面,长期不合理的土地利用和土壤侵蚀,加剧了土壤的养分贫瘠化及肥力衰减过程。水土流失的直接危害并不是大规模的土层丧失导致土地不能垦殖,而是广泛地表现为植被破坏,表土流失,紧实贫瘠的心底土表露,导致土壤肥力的极度退化。1.5基岩基岩地层华南地区的花岗岩崩岗区和石灰岩区多易发生石漠化。石漠化是多种因素共同作用的结果,华南地区属亚热带气候,日照长,热量多;雨量大且集中,冲涮力强,易蚀的土壤往往被冲走,只剩下光秃的基岩。华南地区成土母质多为砂页岩、石灰岩、花岗岩,这些岩层风化形成的土壤土质疏松,退水即散,易蚀易冲,在高温多雨作用下,容易产生沙粒化,在水力冲刷下,极易产生水土流失。同时,本区土壤剖面中通常缺乏C层(过渡层),在基质碳酸盐母岩和上层土壤之间,存在着软硬明显不同的界面,使岩土之间的粘着力与亲和力大为降低,一遇降雨便产生水土流失和块体滑坡。土地石漠化导致极其珍贵的土壤大量流失,土壤肥力下降、保墒能力差,可耕作资源逐年减少,粮食产量低而不稳。1.6对土地和废水的污染华南地区矿产资源丰富,但由于矿区落后的技术经济条件和不合理的开采方式,土壤受重金属污染日趋严重,造成资源浪费和土壤生产力下降。“三废”排放对工矿周围广大农地土壤也造成相当严重的污染毒化。此外,化肥和农药也是土壤污染主要来源。华南地区土壤污染还出现了有毒化工和重金属污染由工业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由水土污染向食品链转移的趋势。土壤污染的加剧导致土壤中的有益菌大量减少,土壤质量下降,自净能力减弱,影响农作物的产量与品质,严重威胁人类健康和农业可持续发展,最终危害中华民族子孙的未来。2中国南方土地退化的原因2.1不同地形条件对土壤侵蚀的影响生态环境自身脆弱性是华南地区土地退化的内在因素。华南地区土层浅薄,一般仅为10～100cm,土壤年侵蚀厚度为0.2～0.7cm,最大可达1.0～2.0cm,而年均成土速率仅0.01～0.0025cm,相对侵蚀强度远远超过黄土高原,一旦植被受到破坏,表土很快被侵蚀殆尽,成土母质出露。华南地区成土母质主要由第四纪红色粘土、花岗岩、红色砂页岩和紫色泥岩的风化壳组成,与表土相比,成土母质普遍贫瘠,保水性能差,抗蚀能力低。分析表明,强烈侵蚀土壤的有机质含量较无明显侵蚀的土壤小几倍至十几倍,成土母质更低,往往仅为无明显侵蚀土壤的十几分之一,甚至几十分之一。其他养分含量,如氮、磷、钾也分别减少几倍至十几倍。地面坡度直接影响径流量的大小和流速,因而影响土地侵蚀。华南地区多以丘陵山区为主,地表坡度较大,也在一定程度上加大了径流量和流速,从而加速了土壤的侵蚀。当红壤和红土层被侵蚀以后,下部砂土层和碎石层侵蚀指数增大25～35倍,侵蚀量增加6～8倍,且易形成崩岗侵蚀。另外,第四纪红土由于其水稳性差,暴雨季节遇水极易软化,在地表径流的强烈冲刷下,面蚀和沟蚀十分强烈。华南地区生态环境脆弱性的另一重要表现是严重的季节性干旱,俗称伏旱。华南地区干旱天数平均40～60d,最长达70～120d。在这植物生长的主要季节,当表层土壤水分达到凋萎点后,相当长的一段时期内,土壤水分不仅不能获得及时补充,相反因高温和强烈蒸发进一步枯竭,从而严重限制植物的生长。生态环境的脆弱性,在植被覆盖较好的情况下一般显现不出来。然而,一旦植被受到破坏,地面失去保护,在暴雨径流的强烈冲刷下,即会引起表土迅速流失,成土母质出露,从而导致地表土壤养分和水分状况急剧恶化,植被难以再次进入。植被的减少,反过来又进一步促使侵蚀加剧。如此恶性循环,最终导致严重的土地退化。2.2顺坡地力土壤侵蚀量大,土地跨界产地面积的大量土地征收顺坡不合理的人类活动,诸如坡地、林地和草地的开发,化肥、农药和除草剂的大量使用等,是引起土地退化最重要的外在因素。华南丘陵坡地,降雨量大,雨季集中,再加上不合理的坡地利用方式,如陡坡开垦、顺坡耕作、刀耕火种等,极易产生水土流失。研究表明,在福建茶园土壤上,当坡度为5°时,土壤侵蚀量为49.6t/(hm2·年),而当坡度为20°时,其侵蚀量高达170t/(hm2·年)。在同一坡度和同样降雨量的条件下,顺坡耕作比等高耕作,其土壤冲刷量大3～13倍。在海南,刀耕火种后的3年内,表土每年平均被蚀2cm,地表径流为林地的26倍,土壤侵蚀量为林地的590倍。粤东山区许多地方把>25°、甚至>35°的山坡地开垦为旱地,导致了不少沟蚀和崩岗。水土流失区每年大量土壤被剥离。这些泥沙被水流冲走后,坡面残留下大片的粗砂砾石,形成许多沟壑纵横的劣地,土壤肥力迅速下降,生态环境恶化。人口增长过快,密度过高,也是该地区人为引起土地退化的重要的原因。分析表明,人为引起的土地退化面积占总土地面积的比例与人口密度呈显著正相关,相关系数分别为0.511(显著性水平1%,发达国家)和0.442(显著性水平5%,发展中国家)。由于人口压力增大和土地资源不足,人们为了满足暂时的食物需求而采用不可持续的耕作方法,如谷物单一种植、撂荒等,其结果就会导致土壤肥力下降,土地持续退化。此外,农业资金投入不足、教育落后、农民素质不高和农业耕作技术含金量低,导致农民更倾向于对土地的掠夺式经营,如滥垦滥耕、滥砍滥伐和过牧超载等。加之采用重水田轻旱地、作物结构单一和顺坡种植等不合理的土地利用方式,进一步加剧了该区土地退化。3中国南方土地退化的防治措施3.1水土流失防治水土流失应以预防为主,防治为辅。通过改变不合理的土地利用方式,从源头上预防侵蚀的发生。同时,采取相应防治措施,防止新的水土流失发生。防治措施必须根据区域具体情况设计,因地制宜,综合治理。以工程措施蓄水拦沙,迅速控制土壤侵蚀,并为植物生长提供有利的条件。以植物措施恢复土地植被覆盖,保护土壤,改善生态环境,巩固工程措施的效果。做到工程措施与生物措施有机结合,相得益彰。3.2生物措施相结合盐渍化与潜育化防治应把握工程建设与生态建设相结合原则,严抓畅流、增蓄、除渍、培肥和轮作5个基本环节。工程措施与生物措施相结合,能够取得更为显著的治渍效果。工程措施包括完善区域农田水利系统,优化配置系统结构,对淤积严重的则需加大疏挖任务。生物措施包括水旱轮作、垄作及采用耐渍作物品种。水旱轮作可通过干湿交替,使土壤理化性状发生一系列变化,土壤结构团粒化,有效养分含量升高。垄作可改变田间水分的运动形式,保证土壤能长期稳定的通气、透水、导温、供肥。3.3减少化肥和农药及有机肥红壤酸化防治首先要加强对土壤酸化严重性的宣传,增强环保意识,减少工业污染物的排放,保护农业生态环境。其次是减少化肥、特别是化学氮肥的过量施用,增施石灰和有机肥。化学氮肥的过量施用可导致土壤理化性质变坏,而增施有机肥可以减慢土壤酸化的速度,施用石灰的最大的作用不仅在于中和土壤的酸性,还在于它能改善土壤的物理性状,为植物提供了丰富的钙、镁等营养物质。3.4改土和耕作,可以提高土壤肥力,改善土壤理化性状,提高土壤肥力和土合理施肥是改善土壤养分贫瘠化,保证农作物丰收的基本措施。农业生产中,应改变传统施肥方式,调整施肥结构,提高肥料利用率,达到营养植物、改善土壤物理性质和提高土壤肥力的目的。合理耕作改土,轮作倒茬,实行用地养地相结合,可增强土壤通透性,改善土壤养分贫瘠化。深耕可以增强微生物的活性,加速土壤有机质的分解转化和矿物质养分的释放,提高土壤有效养分含量。合理轮换种植不同作物,实行深耕和作物的换茬,豆科和粮食、经济等作物的轮作,能充分地利用土壤中的营养物质并提高土壤肥力。3.5水土流失坡位的恢复石漠化区域,自然土壤条件很差,植被难于恢复,需采取各种有效的水土保持措施,恢复退化土壤生长植物的功能。诸如:改变不合理的人为经营管理方式,充分利用生态恢复重建措施,合理修建水平梯田,增施有机肥等。3.6土壤修复技术防治土壤污染必须以防为主,控制排污种类及排污总量,严格限制污染物质进入土壤。对已污染的土壤,要采取一切有效措施加以改良,控制土壤中污染物的迁移和转化,消除土壤污染物的残留。土壤修复技术主要包括物理、化学和生物方法。物理修复与化学修复由于处理费用昂贵,易造成二次污染,不是一种理想的污染土壤修复方法。生物修复法包含微生物治理技术、动物治理技术、菌根技术等。与物理、化学方法相比,生物修复技术是利用特定的生物吸收、转化、清