秦少偉 田夢(mèng)煜

【摘要】：本文論述了黃土區(qū)人們關(guān)注的干層和水土流失的生態(tài)問(wèn)題。探討了其發(fā)生的自正負(fù)反饋機(jī)制，土壤同時(shí)自身的的調(diào)節(jié)功能，兩者共同維系主導(dǎo)著其所在區(qū)域特殊的水分循環(huán)過(guò)程，并結(jié)合實(shí)際情況提出了區(qū)域內(nèi)人-水-土矛盾問(wèn)題解決的措施，為流域內(nèi)的古老的黃土文化-生態(tài)-環(huán)境持續(xù)發(fā)展指引出路。

【關(guān)鍵詞】：人地關(guān)系； 自反饋； 干層； 水土流失

人類(lèi)文化的演變史角度，第四紀(jì)冰期出現(xiàn)和震蕩，是人類(lèi)文明出現(xiàn)和演替的外部推動(dòng)力和條件?？脊艑W(xué)家蘇秉琦教授將中國(guó)文明史概括為：超百萬(wàn)年的根系，上萬(wàn)年的密切文明起步，五千年的文明古國(guó)，兩千年的統(tǒng)一史[ ]。從某種角度上看，黃土與人類(lèi)同時(shí)產(chǎn)生，黃土與人類(lèi)共命運(yùn)。黃土與人類(lèi)關(guān)系甚為古老、永恒而常新的人文地理學(xué)始終研究的主題[ ]。

1、黃土中“干層”和水土流失的破解

自然環(huán)境各個(gè)組成要素所組成的系統(tǒng)，其具有新的結(jié)構(gòu)功能。土壤是自然環(huán)境演化過(guò)程中出現(xiàn)的新要素。黃土厚達(dá)幾十米的土層，有其獨(dú)特的水分循環(huán)機(jī)理。其本身的儲(chǔ)水功能和一系列正負(fù)反饋過(guò)程機(jī)制，維系著土壤-生物-地下水之間的交替。正反饋使其結(jié)構(gòu)松散和瓦解，功能能減弱。負(fù)反饋使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，功能增強(qiáng)。黃土干層其濕度間于毛管斷裂濕度和凋萎濕度之間的土層[ ][ ]。出現(xiàn)是土壤對(duì)大氣降水少的響應(yīng)，其通過(guò)植物間脅迫系數(shù)的減小的負(fù)反饋過(guò)程，維系著土層的相對(duì)穩(wěn)定；直到植物枯萎，正反饋過(guò)程出現(xiàn)。大氣降水使得徑流系數(shù)增大，土壤更為干旱。

土壤基質(zhì)在持續(xù)極端干旱條件，基質(zhì)和水分之間的自然物理過(guò)程，是土壤維持其相對(duì)穩(wěn)定的自身負(fù)反饋機(jī)制：干層的產(chǎn)生，必然伴隨著小尺度垂直節(jié)理的形成，使土壤基質(zhì)形成新的結(jié)構(gòu)體：塊狀、團(tuán)狀等，土質(zhì)密實(shí)減少土壤水分的進(jìn)一步減少；土壤干層的持續(xù)發(fā)展，會(huì)脅迫植物的吸水率；直至植被枯萎，土壤-植被系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)瓦解，形成地表一元結(jié)構(gòu)；節(jié)理的產(chǎn)生，也促使在暴雨性的天氣下，土壤增加其水分入滲率，減少?gòu)搅髁?，維持其土壤的水分增加是負(fù)反饋。

2、黃綿土水土流失的原因和現(xiàn)狀

除海拔超過(guò)黃土線的出露山地外，早期（8000y—4000y.B.C.）黃土曾是呈連續(xù)的帶狀。近6000y來(lái)，區(qū)域內(nèi)人類(lèi)刀耕火種的原始農(nóng)業(yè)方式、戰(zhàn)爭(zhēng)或干旱導(dǎo)致的區(qū)域內(nèi)人口遷移，使得地域性的植被（森林草原過(guò)渡帶）遭受毀滅性破毀。黃綿土是黃土區(qū)水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域，其特征代表了黃綿土自身的土壤結(jié)構(gòu)較差，黃土水土流失主要是區(qū)域人地矛盾引起的。黃土殘塬是區(qū)域歷史時(shí)期人地關(guān)系演進(jìn)中矛盾的結(jié)果

在北緯36以北的呂梁山-六盤(pán)山間的地貌，原始黃土塬的形態(tài)不斷改變?yōu)辄S土梁、黃土卯和黃土丘以及其間的溝谷地貌，并且侵蝕出露第三紀(jì)整合的下覆紅粘土。其相對(duì)切割深度為150-200m；溝谷地與溝間地的面積比為1：1；由于人類(lèi)的工程、房屋建造的活動(dòng)，每年暴雨的氣候特征，溝頭前進(jìn)速度為2-3m/y；表現(xiàn)在侵蝕形態(tài)上，溝蝕大于面蝕。水土流失的正反饋機(jī)制使溝谷作為區(qū)域地下水的補(bǔ)給功能日益消退，嚴(yán)重影響區(qū)域內(nèi)人畜的生活用水；干旱時(shí)農(nóng)業(yè)活動(dòng)一直缺水，產(chǎn)量很不穩(wěn)定；洪澇時(shí)區(qū)域內(nèi)黃綿土的水土流失速率成倍的增長(zhǎng)。

3、黃土區(qū)水土流失治理的社會(huì)條件

現(xiàn)代生產(chǎn)力的高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)工業(yè)化的發(fā)展方向不斷邁進(jìn)；高速發(fā)展的城市化，使得區(qū)域內(nèi)人口發(fā)生快速調(diào)整，部分農(nóng)業(yè)用地出現(xiàn)荒蕪，為生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)和自然恢復(fù)提供了必要的社會(huì)條件。

黃土殘塬區(qū)的水土流失是黃土區(qū)最為嚴(yán)重的分布區(qū)。區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題不僅僅是地域性土壤水少和水多的問(wèn)題，也關(guān)系到流域的問(wèn)題；不僅僅是自然生態(tài)問(wèn)題，也是經(jīng)濟(jì)—社會(huì)的復(fù)合問(wèn)題。其治理需要應(yīng)用地域環(huán)境整體的思維，充分發(fā)揮和利用自然界自身的負(fù)反饋機(jī)制；需要考慮自然—社會(huì)—生態(tài)的復(fù)合系統(tǒng)，考慮當(dāng)前利益和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，局部利益和整體利益。需要用系統(tǒng)的思想和可持續(xù)的戰(zhàn)略來(lái)因地制宜對(duì)待這一問(wèn)題。

4、現(xiàn)代黃土區(qū)域內(nèi)人-地關(guān)系紐帶的重建

黃土與人類(lèi)在演變和形成的時(shí)間起點(diǎn)和尺度相同。在農(nóng)業(yè)文明的早期，典型黃土的疏松特征，為區(qū)域內(nèi)石器時(shí)代的農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的適合耕作的天然場(chǎng)所：黃土的自然植被為森林和草原的過(guò)渡帶，易于開(kāi)墾和耕作；大氣降水使流域的黃土再次搬運(yùn)，在低地重新堆積而肥沃。

黃土文化是區(qū)域內(nèi)人類(lèi)與黃土相互作用的結(jié)果。從全球尺度看，凡有黃土分布的地區(qū)，多半是人類(lèi)農(nóng)耕活動(dòng)開(kāi)始的很早的地區(qū)。中國(guó)黃土文化是一種農(nóng)耕文化，從屬于大地灣文化、神農(nóng)氏和黃帝[ ]。人類(lèi)因黃土而開(kāi)始和興盛，黃土不應(yīng)該因人類(lèi)破毀而滅亡和衰落。保護(hù)黃綿土，保護(hù)黃土地貌，就是保護(hù)黃土文化，漫長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)文明黃河流域內(nèi)人類(lèi)應(yīng)黃土和河流灌溉而興；在后工業(yè)時(shí)代黃土文化不應(yīng)因人類(lèi)而衰落。體如下措施：

因地制宜，混合黃土和紅黏土。據(jù)劉昌明等的研究成果[ ][ ]，其大氣蒸發(fā)能力線為土壤吸力1200cm（負(fù)水勢(shì)值）；根系吸力值為黑麥草的平均吸力。溝谷底部可以把大量的紅黏土和其谷坡流水侵蝕的黃綿土或采用工程措施挖采黃土，按1：1體積比鋪于底部溝谷低部厚為20cm的耕作層?？蓽p少根系層大氣的蒸發(fā)量，增加植物可吸收的有效態(tài)水。但是如化學(xué)試劑如鉀-聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺的保水效果好[ ]，但有一定的環(huán)境負(fù)效應(yīng)。

溝谷構(gòu)建蓄水區(qū)。區(qū)域溝谷低紅粘土容重較大，粒徑較小。其恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)水率為2.21cm/d，構(gòu)建土壩。既保證了區(qū)域地下水的補(bǔ)給來(lái)源，緩解人和牲畜飲水。又可減少溝谷土壤的流失，保護(hù)了區(qū)域生態(tài)環(huán)境。蓄水區(qū)面積不易過(guò)大，方可保證次年干季有可灌溉的余水。增加陸地水域面積，維系農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境。人類(lèi)在水-土過(guò)程的治理要發(fā)揮主導(dǎo)的地位。把自然中土干和土濕的矛盾統(tǒng)一起來(lái)，可以根本上緩解區(qū)域生態(tài)-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)耦合體關(guān)系矛盾。

重建黃綿土區(qū)可持續(xù)的人地關(guān)系的實(shí)踐中，首先要在遵循土壤環(huán)境的自然特征和區(qū)域內(nèi)大氣水、地表水、土壤水和地下水間循環(huán)的自然變化規(guī)律，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)機(jī)能并輔以工程措施，構(gòu)建區(qū)域林牧業(yè)的合理結(jié)構(gòu)和布局。在黃綿土區(qū)鼓勵(lì)種植牧草，種糧或種草應(yīng)該一樣受到政府的補(bǔ)貼的政策。區(qū)域內(nèi)環(huán)境的演變一定程度內(nèi)調(diào)節(jié)著人地的矛盾，人地矛盾的協(xié)調(diào)影響或主導(dǎo)著區(qū)域文明演化的速度和方向。