浅析水土流失对生态环境的主要影响1 水土流失恶化水环境减少可持续利用的水资源1. 1 涵养水源功能变差在水资源的循环过程中,通过蒸发作用与植物的蒸腾作用使水分转化为气态水而进入大气,风推动大气中的水蒸气移动和分布,并以降水形式回落到海洋和大陆。大陆上的水可能暂时贮存于土壤、湖泊、河流和冰川中,或者通过蒸发、蒸腾进入大气 ,或以液态经过河流和地下水最后返回海洋。在水资源这样周而复始地循环中人类得以生存,降水与蒸发的差量便是农业生产和人类日常生活用水的源。水土流失以水循环过程中陆地液态水与海洋的位能差为动力干扰水分循环的自然机制,造成利用水资源严重短缺。地表水、土壤水和部分地下水都是以土壤为载体附着在土壤上,水土是不可分的,土地资源的良好状况是水资源存在的保证。土壤孔隙抗重力所蓄积的水称为土壤的田间持水量,是土壤贮水能力的上限,田间持水量的大小取决于土壤的质地与结构。水土流失使得土层变薄、土壤结构发生改变、土壤持水量降低,同时又为新的加速状态的水土流失创造了更为适宜的条件,引发新的水土流失,形成恶性循环。最终 ,水土流失导致水土流失的发源地区域涵养水源的功能变差,使得降雨作用下区域坡面径流增加,加剧旱涝灾害 ,容易诱发洪涝灾害。1. 2 大量泥沙进入江河湖库水土流失作为原动力携带大量土壤泥沙进入江河水系,淤积在下游河床和水库库底 ,对于下游造成严重的危害:水系河道淤堵、河床抬高 ,泄洪能力大打折扣,“地上悬河”现象日趋普遍 ,已经不再为黄河所专有,严重威胁河流两岸的居民生产、生活安全;河流泥沙含量过高,综合利用功能降低,水土流失引起的泥沙下泄,淤积湖库使得水利工程设施的调洪蓄水、灌溉、发电等功能不能有效发挥甚至失效,对国民经济造成巨大的损失 ;水土流失引发的面源污染使得大量的农药、化肥进入水系,导致水质严重恶化。由于我国绝大多数水源在山区和水土流失区,水土流失作为载体在输送大量泥沙的同时 ,也输送了大量化肥、农药和生活垃圾。2 水土流失蚕食土地资源2. 1 导致可利用土地资源急剧减少水土流失最为直接的危害就是将土地资源的表层土壤层层剥蚀和冲蚀,使有限的土地资源遭到严重破坏,土层变薄,使得土地资源的农业或非农业利用价值降低甚至无法利用,造成可利用的土地资源急剧减少。由于土壤的侵蚀,导致土地沙化、荒漠化、石漠化的面积增加,农业可利用价值降低。2. 2 耕地数量和质量双重下滑耕地是土地资源的精华,耕地土壤是地球表面具有一定肥力且能生长植物的疏松层,是在岩石的风化作用和生物分解等综合作用下经过漫长的演化过程形成的。水土流失导致土地生产力严重衰退,沟壑密布,地形支离破碎,耕地因此大量减少。同时,水土流失导致土壤肥力严重流失 ,耕地质量下滑。土壤中含有大量氮、磷、钾等各种营养物质,由于水土流失,尤其是表土的流失 ,致使表层土壤变薄、保水能力减弱、肥力下降,最终导致耕地生产力下降。严重的水土流失不仅使土壤肥力不断下降,而且导致我国化肥用量逐年升高,土壤肥力却又愈来愈低,从而形成恶性循环。在水土流失的作用下 ,土层变薄、土壤结构和理化性质产生变异,土壤调蓄水分的功能变差,耕地产出率对于气候的干旱和降雨强度变得敏感,对于不良气候的抗逆能力减弱 ,很容易造成减产。2. 3 土地资源的人口承载力下降根据中国科学院自然资源综合考察委员会关于土地资源人口承载力的定义:土地资源人口承载力是指在一定生产条件下和一定生活水平下土地资源的生产力所能承载的人口限度。土地生产力越高,土地资源的人口承载力就越大,而生产条件是决定土地生产力的关键因素。由于水土流失,导致土地资源中含养分最丰富、肥力最高的表土层流失,土地肥力降低,导致土地资源的生产力以及潜在生产力的降低,使得土地的生物产出量降低。当土地生产条件和消费水平不变时,土地资源能供消费的人口数量必然降低,即土地资源的人口承载力下降。在气候条件和社会经济水平变动不大时,必然引起土地超负荷,掠夺式使用土地,使土地肥力进一步下降,再生资源活力持续减弱,生态环境继续恶化,最终陷入恶性循环状态。3 水土流失毁坏和减少生物资源3. 1 生态环境呈现退化生态环境破坏造成生物栖息地和生态系统多样性的退化。生态环境破坏甚至丧失使生物栖息地缩小或荡然无存,这将直接引发生物种的种数和数量的减少,致使生物多样性大幅度下降。严重的水土流失导致生态环境恶化,使适宜野生物种栖息地急剧减少,野生物种分布范围日益缩小。我国除东北和西南少部分地区尚保存有较大面积的原始天然林外,其他地区已基本不存在。分布在农区的野生物种的生态空间越来越窄,由普遍性生态环境演变为残存“岛状” 的生态环境,这就给野生物种的繁衍带来严重困难。如果水土流失继续加剧,则会导致物种濒危或灭绝的趋势加速发展。3. 2 生物群落逆序演替生物群落的演替又叫生态演替,它是指随着时间的变化,群落有序发展的过程 ,即演替也可以说是在同一地表上的同一地段,依照一定顺序分布各种不同植物群落的时间过程。任何一类演替都要经过迁移、定居、群聚、竞争、反应及稳定六个阶段。到达稳定阶段的植被格局是与当地气候等生态因子相适应的,这是演替的终点,称为演替的顶极。在自然状态下,群落有一系列的顺行发展过程 ,如群落的生物多样性、生物生产力、群落的高度、土壤的肥力等增加,并且群落的结构趋向于复杂化 ,最后形成一种稳定的群落。但是,水土流失作为外界环境中一种重要的干扰,可导致群落逆向演替 ,即生物群落的退化。逆向演替的结果造成系统中生物多样性减少、群落结构简单化、生物生产力降低、土壤有机质含量减少等退化过程。例如,水土流失引发的草地退化、沙化的过程。3. 3 生物多样性锐减生物多样性系指某一区域内遗传基因的品系、物种和生态系统多样性的总和。水土流失在由环境污染引致生物多样性剧减过程的作用是非常显著的。随着人口压力的增加和经济的发展,我国化肥的使用量与日俱增。在水土流失严重区域,水土流失作为载体在输送大量泥沙的同时,也裹挟大量化肥、农药以及生活垃圾进入江河湖库,使得地下水遭受严重污染,江河、湖泊和海岸生态系统富营养化 ,生态系统中的动植物区系因而发生变化。生物多样性锐减的后果是灾难性的。生物多样性的破坏,特别是生物的食物链和食物网的断裂和简化,将导致生物圈内食物链的破碎,引起人类生存基础的坍塌 ,严重威胁人类的生存和发展。资料显示,由于草场退化、草地生物多样性的平衡被破坏,我国蝗灾呈现暴发频次增高、范围扩大、持续危害时间长的特征。4 水土流失恶化区域气候4. 1 温室效应增强生态系统通过固定大气中 CO2 而减缓地球的温室效应。水土流失破坏生态环境导致生物多样性的降低,使得生态系统固持大气中的 CO2 量减少,导致温室效应增强。生态系统对区域性的气候具有直接的调节作用,植物通过发达的根系从地下吸收水分,再通过叶片蒸腾,将水分返回大气,大面积的森林蒸腾可以导致成云致雨,从而减少了该区域水分的无效损耗,而且还可降低气温。随着生态系统的退化,区域水分循环也会发生改变 ,对区域气温的调节作用变差。4. 2 环境自净功能衰退,空气质量变差陆地生态系统的生物净化作用包括植物对大气污染的净化作用和土壤植物系统对土壤污染的净化作用。植物净化大气主要是通过叶片的作用实现的。绿色植物净化大气的作用主要有两个方面:一是吸收 CO2,放出 O2,维持大气环境化学组成的平衡;二是在植物抗生范围内能通过吸收而减少空气(上接第 10 页)中的硫化物、氮化物、卤素等有害物质的含量,同时植物特别是树木对烟灰及粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附作用。湿地生态系统包括湖泊较浅的部分、近海的潮间带和水田,湿地在养分循环、抗干扰和调节、废物处理上,对于水生植物具有特别重要的意义。4. 3 风沙灾害天气增多水土流失导致草场退化、植被覆盖率减少,生态系统防风固沙能力减弱。北方草地退化面积达90%以上,全国草地正以每年 6570 万 hm2 的速度减少,使得风沙灾害增加。据科学推算 ,在草地上刮走 18 cm 厚的表土,约需 2000 多年的时间;在玉米耕作地上刮走同样数量的表土需 49 年; 而在裸露地上则只需 18 年时间。植被退化为沙尘暴的发生创造了丰富的沙尘源。2002 年 3 月 18 日22 日发生的特大沙尘暴席卷我国北方 140 万 km2,新疆东部、内蒙古大部、甘肃西北部和中部、陕西北部、宁夏、河北北部、京津地区和东北南部都出现了强沙尘暴天气;长江以北几乎所有地区都不同程度地遭受了沙尘天气的影响,上海天气能见度下降 70%。