黄土高原水土流失治理前后生态环境变化特征

李子镛

（黄河水土保持西峰治理监督局，甘肃 庆阳 745000）

黄河的根本问题在于黄土高原水土流失造成的黄河“水少沙多”问题。泥沙不仅使黄河下游形成著名的“悬河”，也是下游河堤“三年两决口”的罪魁祸首。黄土高原水土流失面积达45.4 万km2，使64 万km2黄土高原植被遭到严重破坏，严重制约了区域经济发展。70 年以来，黄土高原水土保持各项治理技术已基本完善，水土保持实践已取得决定性的成就。例如，黄河的水沙已发生明显变化，王光谦等[1]研究表明黄河潼关水文站1919-1959 年实测平均径流量426.1亿m3，输沙量为15.92 亿t，平均含沙量为36 kg/m3。2000-2018 年平均径流量大幅减少至239.1 亿m3，输沙量减少至2.44 亿t，平均含沙量为10 kg/m3。与1960 年以前相比，水量减少44%，沙量减少85%。与此同时，黄土高原降雨量大于400mm 的区域实现“由黄变绿”，降雨量小于400 mm 的干旱半干旱地区虽整体变化不大，但其中的小流域水土保持治理试验区内，不仅实现减沙减水，而且植被覆盖率明显增加，生态环境向好，生物多样性显现。

1 黄土高原生态环境特征演变

黄土高原形成于250 万年前。随着自然环境的变化和人类活动的影响增加，黄土高原的草地植被逐渐发生演替[2]～[4]。从四世纪至全新世中期，黄土高原地区的植被经过多次演变过程，到全新世晚期，随着农耕文化的发展，垦殖活动愈发频繁，人类活动对黄土高原植被演替的影响日益凸显。

历史上黄土高原东南部曾有大量森林分布；黄土高原西北部主要为草原地带；内蒙古西部及宁夏地区主要为荒漠地带。但黄土高原东南部森林地带中兼有草原，并随历史时期而不断变迁。黄土高原森林的渊源可溯源至新石器时期。据《孟子·滕文公上》记载，尧舜时期，黄土高原曾草木繁盛，鸟兽的繁殖甚至曾影响农业发展。在西安半坡遗址中也曾发现榛子、栗子、朴树子。夏商时期，人类主要沿河谷及冲积平原活动，黄土高原绝大部分保持着良好天然植被。西周至战国时期，生产力低下使得黄土高原绝大部分地区保持着较好的疏林草原景观。《山海经·西次四经》记载，位于黄土高原的秃尾河源头有大量森林分布。

战国时期铁质工具得到广泛应用，不断增加的耕地逐步取代了平原地区的森林及草原植被，黄土高原植被保持原始状态的状况到了战国时期基本终止[3]。秦至西汉时期农耕业兴起，秦国重视农业生产，重农政策的实施使得黄土高原农耕区逐渐向西北拓展，不断地屯田及开荒对天然植被破坏严重。至西汉年间，农业开发力度增大，大量移民及驻兵使黄土高原人口高达千万，草地面积逐渐萎缩。东汉至魏晋南北朝时期战祸频增，黄土高原农业人口大量迁出，加之游牧经济发展，使得黄土高原草原面积变大，相当部分农田转变为次生草原和灌丛植被。隋唐时期文化繁荣、人口增长，农耕人口不断增加并向黄土高原西部和北部边缘推进。至唐末，由于降雨量大幅度减少，自然环境改变，黄土高原土地沙化问题严重，部分草原向荒漠草原和荒漠转变。宋代社会技术和经济的繁荣，使得人类对黄土高原的人为破坏活动愈演愈烈，林草资源消损严重，黄土高原汾渭谷地等区域天然森林已消失殆尽。金元时期，游牧民族不断开垦坡耕地，发生严重人为土壤侵蚀，黄土高原疏林和灌丛草原遭受破坏。明清时期，黄土高原自然资源和草地植被在滥垦、滥牧、战乱之下几乎破坏殆尽。

民国时期连年战争，黄土高原丘陵山区植被破坏严重。建国后人口快速增长、自然灾害频发，人地矛盾突出使得黄土高原植被生境极度恶化。以宁夏50年代与1981 年天然次生林数据对比为例，固原县从48 000 km2减少到5 333 km2，减少了88.9%，西吉县从2 593 km2减少到300 km2，减少了88.4%[4]。

2 80 年代以来水土流失治理成就

从上世纪50 年代开始，黄土高原水土流失治理先后经历了三个治理时期：第一时期是为实现拦泥增产的目的，尝试在沟道进行淤地坝建设，后期探索研究小流域综合治理措施。上世纪80 年代，国家推广“户包治理小流域”，让“千家万户治理千沟万壑”，在实践中探索治理模式。第二时期强调了生态自然恢复作用，在黄河流域实施了“退耕还林（草）”及封育政策，充分发挥生态系统的天然修复能力。第三时期是在党的十八大以后坚持不懈推进水土流失综合治理、系统治理、源头治理，我国水土流失持续呈现流失面积和流失强度“双下降”、水力侵蚀和风力侵蚀“双减少”的趋势。据统计，从2011-2021 年，我国因地制宜开展“黄河水土保持生态工程”“坡耕地综合整治”“病险淤地坝除险加固工程”和“塬面保护”等国家水土保持重点工程，使全国水土流失面积从2011 年的294.91 万km2，下降到了2021 年的267.42 万km2，水土流失面积减少了27.49 万km2，水土保持率达到72.04%。特别是黄河流域生态保护和高质量发展重大国际战略决策实施以来，人为造成的水土流失面积得到有效防控。根据《全国水土保持公报》数据，2021 年西北黄土高原区水土流失面积20.55 万km2，与2020 年相比水土流失面积减少0.29 万km2，减幅为1.4%；国家重点生态功能区——黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区2021 年水土流失面积49 603 km2，比2020 年的50 208 km2减少了605 km2；黄河粗沙多沙区2021 年水土流失面积106 757 km2，比2020 年的107 980 km2减少了1 223 km2。越来越多地区实现了从“泥水秃山”到“绿水青山”的转变。

3 生态环境和生物多样性变化特征

3.1 生态环境变化特征

20 世纪80 年代黄土高原生态建设进入集中规模治理阶段，通过几十年的治理，黄土高原生态环境和生物多样性都发生了变化。建设之初，由于缺乏植被建设的理论基础与实践经验，林草保存率较低。随着植被建设经验积累以及持续不断的科学研究探索，到70 年代使造林种草的成活率和保存率都有了明显提高。90 年代后黄土高原退耕还林还草工程产生了一系列生态效应，其中变化最为显著的是植被覆盖度的提高，研究结果表明：植被覆盖度由2000年的27.4%增长至2019 年的57.5%。以晋陕两省为例，山西省通过水土保持治理全省森林覆盖率治理前后从13.29%增加到23.57%，林草覆盖率达到49.57%。陕西省从1999 年启动“退耕还林（还草）”以来，累计还林还草2.75 万km2，居全国前列。2020年陕西省植被覆盖度为73.29%，陕北退耕还林区和风沙区增加最为显著，93.24%的沙化土地治理率使毛乌素沙漠几近从陕西版图“消失”，榆林57.33 万km2流沙披上绿衣。

3.2 生态多样性变化特征

水土保持生态效应体现在多个方面，除了植被覆盖度的增加，土壤理化性质的改善，土壤肥力的提高，森林生态水文效应与可持续发展[5]和局地小气候的改善，还体现在治理区的生物多样性变化。

1995-2006 年开展的砒砂岩地区沙棘植物“柔性坝”试验资料显示[6]，沙棘植物“柔性坝”项目启动后，两坝之间的淤积体上长出了旱柳、北京杨等乔木，乌柳、沙柳等灌木以及大量野草。“柔性坝”项目区还出现了雉鸡、野兔等动物，生物多样性显现。黄土高原丘陵区沙棘人工林土壤微生物群落演变研究表明，随着沙棘作为生态水保治理措施的种植，沙棘树龄对土壤微生物种群结构和养份特性有显著影响[7]。内蒙准旗世行贷款项目区[8]布尔陶亥的李家圪楞社，原来自然环境恶劣，水土流失严重，农田仅有25.8 hm2，还多属于坡耕地，自从1995 年确立筑坝蓄水发展水浇地的生态战略后，修塘坝、修梯田、造林种草，在25°以上的退耕坡地、光秃的山峁及已沙化的坡地栽种沙棘、沙柳、油松、柠条、杨树等乔—灌混交林带162.2hm2，种植沙打旺、扬柴、苜蓿等良种牧草100hm2，使得这片曾经的荒山秃岭植被覆盖率达80%，这一数据相比1993 年，增加了4 倍之多，随着植被愈发茂盛，生态环境条件日趋改善。小动物物种数量也逐渐丰富，食物链上端的中型动物也偶尔可见，据观测，白天鹅、野鸭、鸳鸯等国家保护动物也因此繁衍生息。20 世纪90 年代后半期，英国赠款对黄土高原水土保持世行贷款一、二期项目实施效果进行了小流域监测评价[9]，对花池县樊庄小流域进行典型案例调查分析，经过观测，项目区治理后昆虫纲由671 种增至1 023 种，隶属目由14 目增至17 目，隶属科由162 科增至175 科，昆虫种类增加34.41%。植物、动物的变化使得种群建立了新的平衡，鸟类和兽类的物种数量及丰富度有所增加，从治理前的81 种增至133 种，隶属目由12 目增至16 目，隶属科由28 科增至33 科，鸟类总种数增加39.1%。项目区治理前后，哺乳类动物由19 种增至30 种，并以啮齿目为主。

通过以上分析，不难看出，随着小流域生态环境的恢复，生物多样性有了一定改善。

4 建议

黄土高原水土保持工作的持续开展，对减少当地入黄泥沙、改善生态环境、增加生物多样性等发挥了重要作用。建议进一步开展黄土高原水土保持重点治理区生物多样性变化研究，对总结水土保持治理成效，促进生态文明建设、人与自然和谐共处具有重要的现实意义。

一是加强顶层设计。贯彻落实习近平生态文明思想，贯彻黄河流域生态保护和高质量重大国家战略的要求，按照《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》相关要求，加强生物多样性治理保护，开展黄土高原水土保持重点治理区生物多样性发展变化研究。

二是完善相关制度。制定和完善黄土高原地区生物多样性保护相关政策制度，健全自然保护地生态保护补偿制度，完善生态环境损害赔偿制度，健全生物多样性损害鉴定评估方法和工作机制。

三是推进科学研究。推进黄土高原水土流失治理前后生物多样性比较研究，探索其规律。制定水土保持生物多样性监测技术标准体系，为水土保持有效性研究和评估奠定基础。

四是拓宽资金渠道。积极争取国家项目资金，支持水土保持治理生物多样性研究及监测相关业务开展。坚持政府投资为主，社会多元化参与的资金投入长效机制，多渠道、多领域筹集资金。

五是强化人才保障。加强水土保持生物多样性研究监测工作的组织领导，完善多学科人才选拔机制，设立高素质专业化复合型人才库，为工作开展提供人才保障。