中學生研究性學習課題：關于黃土高原水土流失災害、成因、防治的研究

1、 關于黃土高原水土流失災害、成因、防治的研究【研究目的】黃土高原地區(qū)是我國經(jīng)濟最不發(fā)達的地區(qū)之一，水土流失極為嚴重。分析黃土高原水土流失嚴重的原因，據(jù)此探究一些治理黃土高原水土流失的措施?！狙芯糠椒ā糠职l(fā)調(diào)查問卷，并及時反饋來，統(tǒng)計，達到預期的目標。從網(wǎng)上論壇中搜集各位同學的認識及意見，摘抄，記錄。實地考場。結(jié)合采訪結(jié)果及問卷調(diào)查結(jié)果分析，總結(jié)此項的兩面性，辨證地看待這個問題，并針對此項課題加以敘說自己的意見。【研究的基本過程】確定好要研究的項目后，分析要研究這個項目的原因以及它在社會上造成的影響，然后設計調(diào)查問卷，到學校或者人多的地方進行分發(fā)調(diào)查，采訪有關學科的老師，到網(wǎng)上搜索有關消息。調(diào)查

2、問卷填好后進行分析，然后結(jié)合采訪查閱所得得出結(jié)論?！狙芯砍晒故尽恳?、前言黃土高原位于中國中部偏北，地理位置為北緯3440,東經(jīng)103。114海拔8003000米，它西起烏鞘嶺，東至太行山，南靠秦嶺，北城，涉及青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南等7?。▍^(qū)）的50個地（盟、州、市）,317個縣（旗、市、區(qū)），面積達64.27萬km2o黃土高原地區(qū)屬溫帶季風氣候區(qū)的邊緣，全年總雨量少，65%的雨水集中在夏季，但降的強度大，往往一次暴雨量就占全年雨量的30%，甚至更多，是造成黃土高原水土流失的原因之一。其次黃土高原的水系是以黃河為骨干，發(fā)源于黃土高原的河流約有200條，年徑流量只有185億m

3、m（黃河干流除外），河流受汛期影響較嚴重，汛期水量占全年水量的7%以上。黃土高原上的土層富含碳酸鈣和磷、鉀、硼、錳等元素，黃土高原上覆蓋深厚的黃土層，黃土顆粒細，土質(zhì)松軟，含有豐富的礦物質(zhì)養(yǎng)分，利于耕作，盆地和河谷農(nóng)墾歷史悠久，是中國古代文化的搖籃和悠久歷史文化精粹所在地，也是21世紀西部大開發(fā)的重要根據(jù)地。黃土高原森林覆蓋率僅7%，由于缺乏植被保護，加之夏雨集中，且多暴雨，因此黃土高原在長期流水侵蝕下地面被分割得非常破碎，形成溝壑交錯其間的塬、墚、峁。其中黃土高原地區(qū)的水土流失面積達45萬km2，占總面積的70.9%,每年向下游輸沙量約達12.8億t,占黃河向下游輸沙量的80%。據(jù)統(tǒng)計，黃土

4、高原水土流失嚴重的面積約27萬km2,有11萬km2時為特嚴重面積。大部分地區(qū)的侵蝕模數(shù)在4000t/knt時，最嚴重的地區(qū)達3.57萬t/km2。如此嚴重的水土流失不僅造成了生態(tài)環(huán)境惡化、土地生產(chǎn)能力降低，而且在很大程度上制約了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和群眾生活水平的提高，對國家生態(tài)安全、糧食安全和黃河安全構成嚴重威脅。二、黃土高原水土流失災害現(xiàn)狀分析1、水土流失導致土壤肥力低下?lián)嘘P資料，形成lcm的土層需200400年，在正常條件下，年平均土壤侵蝕量每公頃應控制在2t以下，肥料流失量應控制在45kg以內(nèi)，才能保持這種平衡。在侵蝕模數(shù)高達100t/(hm2a)的黃土丘陵區(qū)，強烈的水土流失已破壞了這種

5、土壤養(yǎng)分平衡，導致了土壤瘩薄，作物減產(chǎn)，使土壤植物養(yǎng)分陷入惡性狀態(tài)。農(nóng)地水土流失導致了土壤細顆粒和團粒結(jié)構顆粒流失，殘留原地的為少團粒結(jié)構的粗顆粒。據(jù)測定，流失泥沙中0.01mm顆粒含量高達62.2%，而土壤中0.010mm顆粒含量僅為0.95%。細土粒流失在河道中也有反映。侵蝕的進一步發(fā)展，農(nóng)耕地細顆粒逐漸減少，結(jié)果出現(xiàn)沙石遍地，無法耕種。如下圖：土壤侵蝕，肥力下降2、加劇干旱發(fā)展水土流失的存在,使絕大多數(shù)坡耕地變成跑水、跑土、跑肥的“三跑田”,致使土地肥力日益下降,水土流失使得土壤物理理化性狀持續(xù)惡化，導致土壤透水性、持水性降低,加劇農(nóng)作物的旱情,使糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn),甚至絕收。黃土高原多年

6、平均每年流失的氮、磷、鉀總量約4000萬t,而且大部分在水土流失嚴重區(qū)，這更加劇了糧食等基本生活資料的緊缺。如下圖3、泥沙淤積河道,削弱行洪能力，加劇洪澇災害。水土流失形成高含泥砂水流,這些泥沙到了下游,由于水流變緩，泥沙便淤積河道，削弱河道的行洪能力，當上游來洪量加大時，行洪不暢而引起洪澇災害。1949年以來，黃河下游河床平均每年抬高810cm,有的河段目前已高出兩岸地面410m,成為地上“懇河”,一旦決口,將嚴重威脅著沿河兩岸人民生命財產(chǎn)的安全。隨著水土流失的日益加劇,河床淤高和洪澇災害也日益嚴重,所造成的損失,令人觸目驚心。如下圖圖一圖圖三黃河下游地上河三、黃土高原水土流失成因分析1自然

7、因素黃土高原大體上可分為隴西高原、陜北高原和山西高原三個部分。以六盤山為界，東西分異明顯。六盤山以西，烏鞘嶺以東的隴西高原是一個盆地型高原，新構造運動復雜、區(qū)域變化明顯，大致以華家?guī)X為界，南部抬升量高于北部。六盤山以東，呂梁山以西的陜北黃土高原也是一個盆地型高原，新構造運動表現(xiàn)為整體抬升，白玉山至準格爾旗一帶抬升量最大。呂梁山以東，太行山以西的山西高原基底是由山西臺背斜發(fā)展起來的準平原，喜山運動沿構造線斷裂抬升，太行山、霍山為正斷層式單斜撓起，中條山、呂梁山作地壘式抬升，汾河地塹陷落并受3條斜交斷層攔截成幾個雁式小盆地，如臨汾、太原、忻縣、運城、長治、榆社、秦陽、大同盆地。處于長城以北的鄂爾多

8、斯風沙高原，是中生代末期以來間歇上升的高原?？偟膩碚f，黃土高原處在上升之中。根據(jù)有關資料，黃土高原約上升了400-500m的高度。黃土高原的不斷上升，為其嚴重的水土流失提供了位能條件，舊的平衡不斷被打破，形成新的平衡趨勢使水土流失有可能發(fā)生和發(fā)展。土壤因素黃土是典型的粉砂沉積物，其主要成分是粉砂，尤其是粗粉砂，其次還含有一定量的極細砂及粘粒。按尤爾斯特隆圖解，粒徑大約0.08-0.5mm的碎屑在水流中極易被起動，而黃土的組成正好在這個范圍內(nèi)，故黃土的抗沖性很差。其次，黃土是由粘土及碳酸鹽等物質(zhì)半膠結(jié)而成，其膠結(jié)方式主要是接觸基底式，這種膠結(jié)物及膠結(jié)方式使其遇水極易崩解，從而造成黃土的抗沖能力很

9、弱。另外，黃土的抗剪強度指標特別是內(nèi)聚力C值較低，這也是黃土邊坡很容易發(fā)生滑塌的重要原因之一。加之，黃土垂直節(jié)理發(fā)育，所以大大小小的崩塌更是易見；黃土含有一定量的粘粒，又為形成干濕風化與凍融風化、發(fā)育瀉流創(chuàng)造了條件。這些重力侵蝕、凍融侵蝕等形成的黃土堆積物為溝谷洪流提供了大量極易被輸移的泥沙，也為黃土泥流的形成提供了大量松散的固體物質(zhì)。黃土的空隙度雖較大，但空隙很小，大多數(shù)乃至絕大多數(shù)都屬于毛管空隙，雨滴擊濺后極易堵塞，很不利于黃土的透水入滲，易產(chǎn)生超滲產(chǎn)流，導致水土流失。氣候因素黃土高原地區(qū)降水量降水偏少，多數(shù)地區(qū)年降水量在300650毫米之間，且降水的季節(jié)分配不均勻，7、8、9三個月降水量

10、之和占全年降水量的60左右，冬季只占5【5】。有人認為，短歷時（1-4小時）、中雨量（20-50毫米）、高強度（平均雨強為5-20毫米/小時），5分鐘最降雨量大于7毫米的暴雨，在黃土高原地表起伏的條件下，不僅超滲流流量大而且流速亦大，巨大的位能不斷轉(zhuǎn)化為動能，沖蝕、切割黃土土體，給黃河輸送大量泥沙。據(jù)測定，砂黃土分布區(qū)也是暴雨強度大，頻率高的地區(qū)。每次暴雨所產(chǎn)生的侵蝕量一般500噸/平方公里，可占全年侵蝕量的40，甚至達90,暴雨侵蝕次數(shù)占侵蝕性降水次數(shù)的70%以上，黃河中的泥沙76%來自黃土高原區(qū)。黃土高原溝壑縱橫，加上植被稀疏，有利于夏季熱力對流，故降水多為暴雨，黃土高原降水過于集中且多暴

11、雨是導致水土流失的主要因素。植被因素。植被是抑制侵蝕的主要自然因子。植被的防蝕效能包括植物枝葉對降雨侵蝕力的削弱和調(diào)節(jié)徑流、緩和洪水過程，降低徑流沖刷力，以及植物根系固結(jié)土壤，改良土壤物理化學性質(zhì)，提高土壤抗蝕力等綜合作用。植被的截留能力與植被的覆蓋度有著密切關系。一般說覆蓋度越大，植物的截留能力越強。由于植被的截留作用，減少了土壤的實際受雨量和遭受雨滴打擊的強度，也就是說植被覆蓋地表，可以阻擋雨水直接沖刷地表，降低流速，使雨水慢慢下滲，使土壤能保持水分，固定和改良土壤，大大減緩水土流失。而植被稀少，使土壤失去保護層，極易引起水土流失現(xiàn)象。2、人為因素黃土高原現(xiàn)代水土流失的加劇主要是人們違反自

12、然規(guī)律，不合理利用土地招致的惡果。人為各種不良的生產(chǎn)活動對水土流失起了加速作用:（1）毀林開荒，陡坡耕種，減小植被覆蓋度。筆者在前者已談及，植被在減輕水土流失方面具有不可估量的作用。因此，對植被的破壞，就不可避免地會帶來嚴重的水土流失。黃土高原地區(qū)絕大多數(shù)是自然地理條件很差的貧困地區(qū)，人口素質(zhì)低，人口增長速度快，為了解決起碼的糧食及溫飽問題，不惜毀林開荒，陡坡耕種。(2)開發(fā)資源、開挖路基、隧道以及礦井排渣中的不合理規(guī)劃、施工、堆放，都不同程度地加劇著水土流失，如：山西，陜西含有豐富的煤礦資源，這些開采煤礦勢必會造成大面積的挖開原生地面，破壞植被且會排棄大量土石。四、黃土高原水土流失治理措施探

13、究從目前國內(nèi)外防治水土流失的各項措施看，主要有工程措施、生物措施和耕作措施。它們在治理水土流失中所起的作用各不相同，但它們是一個統(tǒng)一體，在實施過程中不可分割，缺一不可。1、工程措施工程措施主要包括修水平梯田，打壩淤地，引洪灌地。根據(jù)黃土高原現(xiàn)狀，在一些坡度較小的緩坡上建設水平梯田，能平整土地，減少水土流失，有利于保水、保土、保肥，利于耕種；打壩淤地可使大量的肥土淤泥，在壩內(nèi)變成溝底平地，既攔水淤泥又形成平坦肥沃的可耕地，一舉兩得；引洪灌地就是引用暴雨產(chǎn)生的洪水漫灌川地、臺地、壩地等，可有效的控制黃土高原的水土流失問題。2、林草措施根據(jù)對19871992年七年的人工草地的水土保持作用的分析，當覆

14、蓋率在20%40%時，具有明顯減少侵蝕作用；當覆蓋率達到60%70%時，可減少土壤侵蝕量90%以上。由此可見，植樹種草可以有效的減輕水土流失。由于黃土高原氣候干旱，應以鄉(xiāng)土林種為主體，合理利用外來樹種。在林種布局完整的基礎上，要慎重選擇經(jīng)濟林樹種。在降雨量400mm以下的地區(qū)，以營造灌木林為主，使經(jīng)濟效益和生態(tài)效益、保護和利用并舉，大力營造農(nóng)田防護林、水源涵養(yǎng)林、分水嶺防護林，可有效促進黃土高原的水土保持工作。3、耕作措施從黃土高原水土流失人為因素來看，不合理的土地利用是引起水土流失的重要原因。目前根據(jù)旱坡地坡度大小，提出一套適合于坡度大小的耕作制度，即大于30。坡地實行草灌間作，25。30。

15、坡地實行了草糧兩輪間作，小于25。坡地水坡地水平溝種植，在緩坡地丘陵地盡量增加人工草場，發(fā)展畜牧業(yè)，在川地、壩地、發(fā)展耕作業(yè)，這樣有利于保持水土、發(fā)展水土、發(fā)展生產(chǎn)。實踐證明，黃土高原必須遵循客觀規(guī)程，走“宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜牧則牧”的道路，因地制宜，合理利用耕地，黃土高原水土流失才可能得到根本改善。管理措施由于自然條件的限制和西北部地區(qū)旱澇災害嚴重的具體情況，要遏制生態(tài)環(huán)境惡化，防止水土流失以及人為因素造成的新的水土流失，是一項長期的、艱巨的任務，針對現(xiàn)狀，提出以下幾點建議。（1）加強領導，健全體系，合理規(guī)劃各級黨政領導要組織各方力量，有計劃有步驟地實施規(guī)劃是組織實施中的依據(jù)，各地應在國務

16、院水土保持建設總規(guī)劃的指導下，因地制宜制定本地區(qū)的規(guī)劃，認真執(zhí)行。（2）加強生態(tài)建設的科技支撐作用利用科技加強黃土高原的生態(tài)建設主要包括：提高適用技術的研究與開發(fā)速度，解決生態(tài)環(huán)境建設質(zhì)量低下的問題。加快推廣小流域綜合治理的整套技術。完善科技服務和推廣網(wǎng)絡，提高科技的轉(zhuǎn)化利用率。（3）多方籌集資金，統(tǒng)一管理使用多渠道、多層次、多形式籌集資金，由水土保持主管部門統(tǒng)一管理，?？顚Ｓ?，投資項目要擇優(yōu)扶持，要扶持重點工程以及對脫貧致富能起較大作用的關鍵措施項目。（4）搞好隊伍建設，提高人員素質(zhì)為了使水土保持規(guī)劃順利實施，必須加強水土保持隊伍的建設，首先要選擇具有較高學歷的專業(yè)人才，其次要對工作人員進行

17、輪訓，提高他們的業(yè)務水平。（5）穩(wěn)定落實退田還林（草）的補貼政策黃土高原部分地區(qū)十分貧窮落后，要治理黃土高原水土流失問題，必須首先考慮人民的基本生活保障問題，應積極執(zhí)行中央提出的“以糧代賑”政策，調(diào)動廣大群眾的積極性。（6）嚴格控制人口數(shù)量，減緩人口增長速度黃土高原地區(qū)經(jīng)濟落后，農(nóng)業(yè)人口數(shù)量多，而且早婚、早育、多育現(xiàn)象十分嚴重，人口數(shù)量快速的增加，從而看你加劇對黃土高原的土地破壞。（7）提高對水土流失治理的認識治理水土流失，關鍵是要樹立全民水土流失憂患意識，增強廣大干部群眾的水土保持責任感、緊迫感和使命感，加大水土保持生態(tài)建設力度，加快水土流失治理步伐。近年來，雖然通過加強預防監(jiān)督、開展林草措

18、施為主的生態(tài)工程建設取得了一定成效，但局部治理與整體惡化并存。特別是隨著人口增加和經(jīng)濟的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境承載力加重，“邊治理、邊破壞”現(xiàn)象十分嚴重，對此要有清醒的認識。（8）經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益相結(jié)合，走可持續(xù)發(fā)展道路治理黃土高原的水土流失，要總結(jié)前人的經(jīng)驗，貫徹因地制宜、綜合治理原則，兼顧當前利益和長遠利益。把經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益三者有機結(jié)合起來，走可持續(xù)發(fā)展道路。同時，廣泛深入地宣傳貫徹中華人民共和國水土保持法、森林法以及有關生態(tài)環(huán)境的法律、法規(guī)。提高公民的法制觀念，使其自覺履行防治水土流失的義務和責任。矚目黃土高原水土流失，如何在經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)建設形成抵牾之勢的情況下，既解決好

19、歷史上的生態(tài)欠賬，又最大限度地控制人為水土流失，將是我們努力的方向?！竞笥洝客ㄟ^在觀察中探究，在觀察中總結(jié)，在觀察中培養(yǎng)興趣，這樣既鍛煉了學生的分析、概括能力，又培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)目茖W論證態(tài)度。我們成員中有三位為班干部，使我們工作組織得井井有條，而成員本著互幫互助，團結(jié)協(xié)作的信念，共同合作，分工明確，人人參與其中，將使課題有序地開展起來?！靖戒洝?、研究人員及其主要貢獻參與研究的班級：高二1401班課題組長:喬偉偉課題成員：高杰李苗苗張永飛樊虎虎王吉李婷婷指導教師：賀俊平各成員在項目中的主要貢獻：高杰：通過上網(wǎng)查找資料，了解同學意見。李苗苗：第一組實驗負責人：實驗同樣的一場大雨落在下列三種不同坡度的區(qū)域，三個區(qū)域都沒有植被的保護，水土流失哪個最嚴重，哪個最少？規(guī)律是什么？張永飛：第二組實驗負責人：實驗同樣坡度的兩個區(qū)域，A是和風細雨，B是暴雨傾盆，那么哪一個區(qū)域水土流失嚴重？樊虎虎：第三組實驗負責人：同樣的坡度、同樣是暴雨傾盆，區(qū)域A是松散的泥沙，區(qū)域B是粘性較好的粘土，哪一個水土流失嚴重呢？王吉：第四組實驗負責人：坡度一樣，地表土質(zhì)都比較松散，都是暴雨傾盆，但是A表面植被繁茂，B表面植被已經(jīng)遭到一定程度的破壞，但是幸運的是還保留了一部分植被，C表面的植被已經(jīng)被破壞殆盡。哪一個水土流失最嚴重，哪一個幾乎沒有水土流失？李婷婷：整理研究課題的