1.3　坡耕地水土流失

坡耕地水土流失是世界各国水土流失的主要问题，全世界每年因土壤侵蚀从耕地上流失的土壤约为250亿t。我国山丘区广泛分布的坡耕地，年均可产生土壤流失量约14亿t，占全国土壤流失总量的近1/3。坡耕地水土流失严重，不仅破坏耕地资源、恶化生态环境，而且淤积下游江河湖库，降低水利设施调蓄功能和天然河道泄流行洪能力，影响防洪和水利设施效益的发挥，制约山丘区经济社会的发展。

1.3.1　坡耕地水土流失的成因

我国人口众多，对粮食、民用燃料等需求较大，耕地少，后备资源不足。长期以来，在生产力水平不高的情况下，对土地实行掠夺性开垦，片面强调粮食生产，忽视了因地制宜地实行农林牧综合发展，把原本只适合林牧利用的土地也开辟为农田，破坏了生态环境。据统计分析，中华人民共和国成立后的近50年间，每年人口净增1000多万人，耕地却以每年数百万亩的速度锐减。据国土资源部第二次国土资源调查数据，我国现有耕地18.2亿亩，耕地面积累计减少3亿多亩，全国有近700个县人均耕地低于联合国粮农组织确定的人均0.8亩的警戒线。人口生存压力和传统粗放的生产方式，对土地构成较大压力，大量开垦陡坡，以至陡坡越开越贫，越贫越垦，水土流失不断加剧，生态系统恶性循环。全国共有大于25°的坡耕地近5000多万亩，其中3000万亩分布在长江中上游地区，这些坡耕地基本上是毁林毁草开荒的产物，大多数还在采用顺坡耕作的方式耕种。因此，不合理地利用土地，毁林毁草、滥垦滥牧、开荒扩种、陡坡耕作等活动，是造成坡耕地水土流失的重要原因。

1.3.2　坡耕地水土流失的特点

从各地多年生产实践看，坡耕地水土流失主要有以下特点。

1.坡耕地是水土流失主要策源地

坡耕地极易产生水土流失，面积占全国水土流失总面积约8％的坡耕地，产生的土壤流失量却占到全国的28.3％。坡耕地较集中地区的水土流失量一般可占该地区水土流失总量的40％～60％，西北黄土高原区、西南岩溶区、西南紫色土区一些坡耕地面积大、坡度较陡的地区可高达70％～80％。

2.坡耕地水土流失以水力侵蚀为主

坡耕地水土流失形式有水力、风力、冻融侵蚀等。坡耕地水力侵蚀主要发生在西北黄土高原区、西南土石山区、南方红壤丘陵区和东北黑土区。坡耕地风力侵蚀主要发生在新疆北部、甘肃西北部、内蒙古西部的风沙区。坡耕地冻融侵蚀主要发生在西藏东部、青海西南部、四川西北部的冻融区。据统计，全国约97％的坡耕地分布在水力侵蚀区，约2％的坡耕地分布在风沙区，约1％的坡耕地分布在冻融区。因此，水力侵蚀是坡耕地水土流失的主要形式。

3.坡度越陡、坡长越长，水土流失越严重

坡耕地一般坡度不超过35°，在此坡度以下，随着坡度的增大，其水土流失不断加剧。据对陕西省、甘肃省、宁夏回族自治区、青海省、内蒙古自治区5省（自治区）的调查分析，5°～15°坡耕地土壤侵蚀模数为1000～2500t/（km2·a），15°～25°为3000～10000t/（km2·a），25°以上可高达10000～25000t/（km2·a）。据四川省遂宁市水土保持试验站紫色土坡耕地径流小区观测资料，大于25°坡耕地的侵蚀量为15900t/km2，比5°坡耕地的侵蚀量3705t/km2增加了3倍多。另外，黄土高原大于15°的坡耕地普遍发育了浅沟侵蚀，其侵蚀量为没有发生浅沟的坡耕地侵蚀量的2～3倍，且坡耕地由梁峁坡面发展到谷坡25°～35°的陡坡耕地，促进了沟岸扩展和滑坡、崩塌等重力侵蚀，成为沟谷地产沙的重要来源。同时，同等坡度条件下，坡耕地坡长越长，地表径流速度和流量越大，水土流失也越严重。

4.流失强度与耕作方式密切相关

坡耕地耕作方式不同，对微地形的扰动程度也不同，产生的水土流失强度也不同。如顺坡垄作改成横坡垄作后，坡面径流方式发生变化，可增加降水就地入渗率，减少对坡面的径流冲刷。据实测，东北黑土区坡耕地顺坡耕作改横坡垄作后，土壤侵蚀模数可由治理前的4000多t/（km2·a）下降到1150t/（km2·a），下降达70％以上。

1.3.3　坡耕地水土流失的形式

水土流失在《中国水利百科全书·水土保持分册》中定义为：在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力遭受的破坏和损失，包括土地表层及水的损失。土地表层侵蚀是指在水力、风力、冻融、重力以及其他外营力作用下，土壤、土壤母质及岩屑、松软岩层被破坏、剥蚀、转运和沉积的全过程。水的损失主要指坡地径流损失。坡耕地水土流失主要为水力侵蚀。

1.水力侵蚀

坡耕地的水力侵蚀主要分为面状侵蚀和浅沟侵蚀两种类型。

（1）面状侵蚀。面状侵蚀是降水和径流对耕地表面相对均匀的侵蚀方式，主要包括溅蚀、层状面蚀、沙砾化面蚀和细沟侵蚀。一般情况下，溅蚀是水力侵蚀的初始阶段，当溅蚀发展到一定程度，坡地上部出现径流，产生层状面蚀或沙砾化面蚀，中下部常会出现细沟侵蚀。

1）溅蚀。溅蚀是雨滴降落到坡耕地上，对地表产生冲击，使土壤颗粒破碎、分散、飞溅，产生位移。溅蚀发展到一定程度，破坏了土壤表面结构，在坡耕地地表形成结皮，阻滞降水入渗，形成地表径流。

2）层状面蚀。层状面蚀是坡耕地地表径流达到一定程度时，呈膜状水层与土体混合形成的泥浆顺坡流动，将土粒带走，使地表较均匀地损失一层土壤的过程。层状面蚀主要发生在土层较为深厚的黄土地区，质地均一的黄土在坡面薄层水流冲蚀作用下，土层厚度逐渐减小，肥力不断降低。

3）沙砾化面蚀。沙砾化面蚀主要发生在富含骨质或石灰结核的山区、丘陵区的坡耕地上。沙砾化面蚀是在分散地表径流作用下，耕地表层土壤的细粒、黏粒及腐殖质被顺坡带走，砂砾等粗骨质残留在地表，耕作后粗骨质翻入深层，如此反复后，土壤中石砾越来越多、细粒越来越少，土地肥力下降，耕作困难，最后导致弃耕。西南岩溶地区是沙砾化面蚀最为典型的地区。

4）细沟侵蚀。当坡面分散的地表径流集中成片状小股流水时，水流速度加快，侵蚀力变大，带走沟中的土壤或母质，在地表出现许多近于地表径流流线方向平行的细沟，称为细沟侵蚀。这些细沟的深度一般为5～15cm，最深不超过30cm，宽度一般为5～30cm，最宽不超过50cm，经过耕作后可以平复，在坡面上不留痕迹。当坡耕地上出现分布极广的小细沟时，说明面蚀已经到了极为严重的地步。细沟侵蚀极易发生在质地均一、结构松散的坡耕地上，如西北黄土高原地区坡耕地上多发生细沟侵蚀。

（2）浅沟侵蚀。在面蚀的基础上，尤其是细沟侵蚀进一步发展，分散的地表径流受微地形变化的影响逐渐集中汇入固定流路，水流冲刷力度加大，切入地面带走土壤、母质及基岩，形成沟壑的过程称之为沟蚀。沟蚀形成的沟谷，有明显的沟沿、沟坡和沟底，通过耕作方式一般无法恢复。根据沟谷的规模，由小到大可以分为浅沟、切沟、冲沟、干沟等。坡耕地沟蚀以浅沟侵蚀为主。

浅沟侵蚀是坡耕地的一种常见的侵蚀形态，是坡耕地分水岭以下某一坡度或坡长的细沟水流汇集而形成的，是细沟侵蚀向切沟侵蚀演化的一种过渡的侵蚀形态。细沟侵蚀下切深度超过耕作层切入犁底层后，耕作后地面留下顺坡浅槽形沟状痕迹，当暴雨发生时，坡面径流沿浅槽汇集形成强大的冲刷力，即发生沟底下切、沟岸扩张、沟头前进和沟身延长的浅沟侵蚀。雨后在此浅沟侵蚀的基础上，经犁耕平复下切的沟底，浅沟横断面与沟底成弧形扩展，可继续耕作，但又为下一次浅沟侵蚀的发展创造了条件。因此，浅沟是由上述侵蚀过程逐步形成的。浅沟的存在又促进浅沟侵蚀的发展，浅沟侵蚀又促进浅沟的发展演化，如此不断发展，直至浅沟发展为切沟，直接阻碍耕作而不得不弃耕。

浅沟在坡面上呈现平行的叠瓦状分布，浅沟分布间距一般为12～18m，浅沟侵蚀发生的坡度多为18°～33°。浅沟的深度和宽度变化很大，一般情况下，浅沟深度变化范围为5～40cm，沟槽宽度变化范围为10～120cm。

2.风力侵蚀

风力侵蚀是干旱、半干旱及部分半湿润地区坡耕地上比较普遍存在的自然现象。风力侵蚀是指土壤颗粒或沙粒在气流冲击作用下脱离地表，被搬运和堆积的一系列过程，以及随风运动的沙粒在打击坡耕地表面过程中，使地表冲击及摩擦的磨蚀过程。当风力逐渐增大到某一临界值以后，坡耕地土壤颗粒或沙粒开始脱离地表，进入运动状态，形成风蚀。坡耕地的风力侵蚀形式主要为吹蚀和磨蚀两种类型。

（1）吹蚀。风吹经坡耕地地表时，风的动压力作用，将地表的松散土壤颗粒或沙粒吹走，使地表遭到破坏，称为吹蚀作用。

（2）磨蚀。风挟带沙子贴坡耕地地面运动时，风沙流中的沙粒对地表土壤颗粒或者沙粒进行冲击、摩擦，如果地表有裂隙等凹陷之处，风沙甚至可以钻进去进行旋磨，风沙流的侵蚀作用称为磨蚀作用。磨蚀作用是风蚀过程的一个重要方面。磨蚀强度取决于坡耕地地表物质结构单元抵抗机械破坏的能力。据风洞实验，同一风速下，风沙流与净风作用于同一种土壤引起的风蚀量差别很大，前者是后者的4～5倍。