黃土高原水土流失治理前后生態環境變化特征

李子鏞

（黃河水土保持西峰治理監督局，甘肅 慶陽 745000）

黃河的根本問題在于黃土高原水土流失造成的黃河“水少沙多”問題。泥沙不僅使黃河下游形成著名的“懸河”，也是下游河堤“三年兩決口”的罪魁禍首。黃土高原水土流失面積達45.4 萬km2，使64 萬km2黃土高原植被遭到嚴重破壞，嚴重制約了區域經濟發展。70 年以來，黃土高原水土保持各項治理技術已基本完善，水土保持實踐已取得決定性的成就。例如，黃河的水沙已發生明顯變化，王光謙等[1]研究表明黃河潼關水文站1919-1959 年實測平均徑流量426.1億m3，輸沙量為15.92 億t，平均含沙量為36 kg/m3。2000-2018 年平均徑流量大幅減少至239.1 億m3，輸沙量減少至2.44 億t，平均含沙量為10 kg/m3。與1960 年以前相比，水量減少44%，沙量減少85%。與此同時，黃土高原降雨量大于400mm 的區域實現“由黃變綠”，降雨量小于400 mm 的干旱半干旱地區雖整體變化不大，但其中的小流域水土保持治理試驗區內，不僅實現減沙減水，而且植被覆蓋率明顯增加，生態環境向好，生物多樣性顯現。

1 黃土高原生態環境特征演變

黃土高原形成于250 萬年前。隨著自然環境的變化和人類活動的影響增加，黃土高原的草地植被逐漸發生演替[2]～[4]。從四世紀至全新世中期，黃土高原地區的植被經過多次演變過程，到全新世晚期，隨著農耕文化的發展，墾殖活動愈發頻繁，人類活動對黃土高原植被演替的影響日益凸顯。

歷史上黃土高原東南部曾有大量森林分布；黃土高原西北部主要為草原地帶；內蒙古西部及寧夏地區主要為荒漠地帶。但黃土高原東南部森林地帶中兼有草原，并隨歷史時期而不斷變遷。黃土高原森林的淵源可溯源至新石器時期。據《孟子·滕文公上》記載，堯舜時期，黃土高原曾草木繁盛，鳥獸的繁殖甚至曾影響農業發展。在西安半坡遺址中也曾發現榛子、栗子、樸樹子。夏商時期，人類主要沿河谷及沖積平原活動，黃土高原絕大部分保持著良好天然植被。西周至戰國時期，生產力低下使得黃土高原絕大部分地區保持著較好的疏林草原景觀?！渡胶＝洝の鞔嗡慕洝酚涊d，位于黃土高原的禿尾河源頭有大量森林分布。

戰國時期鐵質工具得到廣泛應用，不斷增加的耕地逐步取代了平原地區的森林及草原植被，黃土高原植被保持原始狀態的狀況到了戰國時期基本終止[3]。秦至西漢時期農耕業興起，秦國重視農業生產，重農政策的實施使得黃土高原農耕區逐漸向西北拓展，不斷地屯田及開荒對天然植被破壞嚴重。至西漢年間，農業開發力度增大，大量移民及駐兵使黃土高原人口高達千萬，草地面積逐漸萎縮。東漢至魏晉南北朝時期戰禍頻增，黃土高原農業人口大量遷出，加之游牧經濟發展，使得黃土高原草原面積變大，相當部分農田轉變為次生草原和灌叢植被。隋唐時期文化繁榮、人口增長，農耕人口不斷增加并向黃土高原西部和北部邊緣推進。至唐末，由于降雨量大幅度減少，自然環境改變，黃土高原土地沙化問題嚴重，部分草原向荒漠草原和荒漠轉變。宋代社會技術和經濟的繁榮，使得人類對黃土高原的人為破壞活動愈演愈烈，林草資源消損嚴重，黃土高原汾渭谷地等區域天然森林已消失殆盡。金元時期，游牧民族不斷開墾坡耕地，發生嚴重人為土壤侵蝕，黃土高原疏林和灌叢草原遭受破壞。明清時期，黃土高原自然資源和草地植被在濫墾、濫牧、戰亂之下幾乎破壞殆盡。

民國時期連年戰爭，黃土高原丘陵山區植被破壞嚴重。建國后人口快速增長、自然災害頻發，人地矛盾突出使得黃土高原植被生境極度惡化。以寧夏50年代與1981 年天然次生林數據對比為例，固原縣從48 000 km2減少到5 333 km2，減少了88.9%，西吉縣從2 593 km2減少到300 km2，減少了88.4%[4]。

2 80 年代以來水土流失治理成就

從上世紀50 年代開始，黃土高原水土流失治理先后經歷了三個治理時期：第一時期是為實現攔泥增產的目的，嘗試在溝道進行淤地壩建設，后期探索研究小流域綜合治理措施。上世紀80 年代，國家推廣“戶包治理小流域”，讓“千家萬戶治理千溝萬壑”，在實踐中探索治理模式。第二時期強調了生態自然恢復作用，在黃河流域實施了“退耕還林（草）”及封育政策，充分發揮生態系統的天然修復能力。第三時期是在黨的十八大以后堅持不懈推進水土流失綜合治理、系統治理、源頭治理，我國水土流失持續呈現流失面積和流失強度“雙下降”、水力侵蝕和風力侵蝕“雙減少”的趨勢。據統計，從2011-2021 年，我國因地制宜開展“黃河水土保持生態工程”“坡耕地綜合整治”“病險淤地壩除險加固工程”和“塬面保護”等國家水土保持重點工程，使全國水土流失面積從2011 年的294.91 萬km2，下降到了2021 年的267.42 萬km2，水土流失面積減少了27.49 萬km2，水土保持率達到72.04%。特別是黃河流域生態保護和高質量發展重大國際戰略決策實施以來，人為造成的水土流失面積得到有效防控。根據《全國水土保持公報》數據，2021 年西北黃土高原區水土流失面積20.55 萬km2，與2020 年相比水土流失面積減少0.29 萬km2，減幅為1.4%；國家重點生態功能區——黃土高原丘陵溝壑水土保持生態功能區2021 年水土流失面積49 603 km2，比2020 年的50 208 km2減少了605 km2；黃河粗沙多沙區2021 年水土流失面積106 757 km2，比2020 年的107 980 km2減少了1 223 km2。越來越多地區實現了從“泥水禿山”到“綠水青山”的轉變。

3 生態環境和生物多樣性變化特征

3.1 生態環境變化特征

20 世紀80 年代黃土高原生態建設進入集中規模治理階段，通過幾十年的治理，黃土高原生態環境和生物多樣性都發生了變化。建設之初，由于缺乏植被建設的理論基礎與實踐經驗，林草保存率較低。隨著植被建設經驗積累以及持續不斷的科學研究探索，到70 年代使造林種草的成活率和保存率都有了明顯提高。90 年代后黃土高原退耕還林還草工程產生了一系列生態效應，其中變化最為顯著的是植被覆蓋度的提高，研究結果表明：植被覆蓋度由2000年的27.4%增長至2019 年的57.5%。以晉陜兩省為例，山西省通過水土保持治理全省森林覆蓋率治理前后從13.29%增加到23.57%，林草覆蓋率達到49.57%。陜西省從1999 年啟動“退耕還林（還草）”以來，累計還林還草2.75 萬km2，居全國前列。2020年陜西省植被覆蓋度為73.29%，陜北退耕還林區和風沙區增加最為顯著，93.24%的沙化土地治理率使毛烏素沙漠幾近從陜西版圖“消失”，榆林57.33 萬km2流沙披上綠衣。

3.2 生態多樣性變化特征

水土保持生態效應體現在多個方面，除了植被覆蓋度的增加，土壤理化性質的改善，土壤肥力的提高，森林生態水文效應與可持續發展[5]和局地小氣候的改善，還體現在治理區的生物多樣性變化。

1995-2006 年開展的砒砂巖地區沙棘植物“柔性壩”試驗資料顯示[6]，沙棘植物“柔性壩”項目啟動后，兩壩之間的淤積體上長出了旱柳、北京楊等喬木，烏柳、沙柳等灌木以及大量野草?！叭嵝詨巍表椖繀^還出現了雉雞、野兔等動物，生物多樣性顯現。黃土高原丘陵區沙棘人工林土壤微生物群落演變研究表明，隨著沙棘作為生態水保治理措施的種植，沙棘樹齡對土壤微生物種群結構和養份特性有顯著影響[7]。內蒙準旗世行貸款項目區[8]布爾陶亥的李家圪楞社，原來自然環境惡劣，水土流失嚴重，農田僅有25.8 hm2，還多屬于坡耕地，自從1995 年確立筑壩蓄水發展水澆地的生態戰略后，修塘壩、修梯田、造林種草，在25°以上的退耕坡地、光禿的山峁及已沙化的坡地栽種沙棘、沙柳、油松、檸條、楊樹等喬—灌混交林帶162.2hm2，種植沙打旺、揚柴、苜蓿等良種牧草100hm2，使得這片曾經的荒山禿嶺植被覆蓋率達80%，這一數據相比1993 年，增加了4 倍之多，隨著植被愈發茂盛，生態環境條件日趨改善。小動物物種數量也逐漸豐富，食物鏈上端的中型動物也偶爾可見，據觀測，白天鵝、野鴨、鴛鴦等國家保護動物也因此繁衍生息。20 世紀90 年代后半期，英國贈款對黃土高原水土保持世行貸款一、二期項目實施效果進行了小流域監測評價[9]，對花池縣樊莊小流域進行典型案例調查分析，經過觀測，項目區治理后昆蟲綱由671 種增至1 023 種，隸屬目由14 目增至17 目，隸屬科由162 科增至175 科，昆蟲種類增加34.41%。植物、動物的變化使得種群建立了新的平衡，鳥類和獸類的物種數量及豐富度有所增加，從治理前的81 種增至133 種，隸屬目由12 目增至16 目，隸屬科由28 科增至33 科，鳥類總種數增加39.1%。項目區治理前后，哺乳類動物由19 種增至30 種，并以嚙齒目為主。

通過以上分析，不難看出，隨著小流域生態環境的恢復，生物多樣性有了一定改善。

4 建議

黃土高原水土保持工作的持續開展，對減少當地入黃泥沙、改善生態環境、增加生物多樣性等發揮了重要作用。建議進一步開展黃土高原水土保持重點治理區生物多樣性變化研究，對總結水土保持治理成效，促進生態文明建設、人與自然和諧共處具有重要的現實意義。

一是加強頂層設計。貫徹落實習近平生態文明思想，貫徹黃河流域生態保護和高質量重大國家戰略的要求，按照《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》相關要求，加強生物多樣性治理保護，開展黃土高原水土保持重點治理區生物多樣性發展變化研究。

二是完善相關制度。制定和完善黃土高原地區生物多樣性保護相關政策制度，健全自然保護地生態保護補償制度，完善生態環境損害賠償制度，健全生物多樣性損害鑒定評估方法和工作機制。

三是推進科學研究。推進黃土高原水土流失治理前后生物多樣性比較研究，探索其規律。制定水土保持生物多樣性監測技術標準體系，為水土保持有效性研究和評估奠定基礎。

四是拓寬資金渠道。積極爭取國家項目資金，支持水土保持治理生物多樣性研究及監測相關業務開展。堅持政府投資為主，社會多元化參與的資金投入長效機制，多渠道、多領域籌集資金。

五是強化人才保障。加強水土保持生物多樣性研究監測工作的組織領導，完善多學科人才選拔機制，設立高素質專業化復合型人才庫，為工作開展提供人才保障。