摘 要：目前我國山區(qū)水土流失情況嚴重，衍生的石漠化現(xiàn)象正以2%的速度吞噬著寶貴的土地資源。武漢大學花草樹木茂盛，自然景色極佳，但校園山體亦有不同程度的水土流失現(xiàn)象。美好的生態(tài)環(huán)境需要得到保護，為研究山體水土流失機理與相應治理對策，以武漢大學校園內珞珈山、獅子山為研究對象，調查其水土流失現(xiàn)狀，分析成因并提出可行性對策。

關鍵詞：水土流失；治理對策；校園山體

中圖分類號：S157 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）20-0130-02

1 山體水土流失現(xiàn)狀

水土流失的學術定義為：“在水力、風力、重力等外營力作用下，水土資源和土地生產的破壞和損失?！彼ㄍ寥辣韺忧治g和水的損失。結合定義實地調查得出，在校園內珞珈山、獅子山范圍內，存在著水力侵蝕、風力侵蝕、重力侵蝕及一定的人為侵蝕類型，以水力侵蝕為主。但由于山體近乎100%的植被覆蓋，起著防蝕固土的特殊作用，因此校園內山體總體水土保持良好，部分區(qū)域存在土壤侵蝕，侵蝕類型包括水力侵蝕、重力侵蝕、混合侵蝕與風力侵蝕。

①水力侵蝕。校園山體土壤侵蝕的主要類型為水力侵蝕，在強降雨條件下，地面表層土壤組成物質被破壞、搬運和沉積。水力侵蝕以溝蝕、面蝕為主要表現(xiàn)形式。

②重力侵蝕。在獅子山北坡、珞珈山南坡部分坡段較陡峭，地面巖體和土體物質在重力作用下失去平衡而產生位移，流向地勢較低地方。在考察中發(fā)現(xiàn)陡坡上的土石巖體表面松散，與下層土體有明顯分層現(xiàn)象，高差達20～40 cm。

③混合侵蝕。沿東西軸線方向，珞珈山沿程分布共5個大型水土流失區(qū)。共同特點是：植被覆蓋率低、坡度角大（﹥45°）、遇強降雨極易匯流沖蝕土壤，系在水流沖力和重力共同作用下的土壤侵蝕。但總體珞珈山植被覆蓋率高，松軟堆積物少，石塊體積較大不易沖走，因此混合侵蝕規(guī)模與強度較小。

④風力侵蝕。校園山體由于其極高的植被覆蓋率，風力侵蝕面積較小，主要集中在獅子山頂部櫻頂老圖前面的平臺。土粒、沙?；驇r石碎屑在強大的氣流沖擊作用下被搬運和堆積。

2 水土流失原因分析

水土流失的影響因素可分為自然因素和人為因素兩大類，自然因素包括氣候、地質、地形地貌、土壤和植被分布等因素。

氣候因素：武漢屬亞熱帶季風濕潤氣候，表現(xiàn)為雨量充沛，年降雨量1 204.5 mm。雨量大，會增大水土流失量。同時雨水集中在初夏梅雨季節(jié)（6～8月），雨強大，持續(xù)時間較長，造成土壤含水量增大，坡面匯流形成強大的徑流，沿著已有的淺溝沖刷土層造成水土流失。

地質因素：珞珈山由十幾個相連的小山組成，海拔高118.5 m，獅子山海拔69 m，四季較明顯，植物茂盛。山體基巖主要為下古生代頁巖、泥盆紀砂巖、下石炭紀石英巖（本區(qū)面積最大）和珞珈火石巖。其上覆蓋一層厚薄不均的棕黃色粘土，由山頂至山麓，粘土層逐漸增厚。獅子山土層較厚，水力侵蝕易帶走表層松軟土壤質；而珞珈山頂巖石出露較多，分布較廣，抗侵蝕能力強、風化速度慢，表層土壤層較薄。

地形地貌因素：獅子山段坡度整體偏緩，考察發(fā)現(xiàn)只有小部分區(qū)域偏陡，近乎垂直分布；珞珈山整體偏陡，凹形坡上部陡，下部緩，中部土壤侵蝕強烈，下部侵蝕減弱，存在淤積現(xiàn)象。沿軸向分布的5個混合侵蝕區(qū)其坡度近45°～60°，水流沖刷能力強，水土流失集中。

土壤和植被：校園山體植被覆蓋率高，接近100%。在具備水、土、坡條件后，植被因素就顯得尤為重要。其冠層截留降雨，削弱雨滴能量；枯枝落葉層覆蓋地表，防止雨滴濺蝕，滯緩地表徑流，增強土壤的透水和蓄水性能；根系具有固持網絡土體，增強土壤抗沖性和抗剪強度的作用。

人為因素：山體位于校園內，被較好的保存，植被得以很好的生長。但也存在一些問題，建設過后，未及時采取保護措施。在獅子山頂，是武大老建筑群的代表——櫻頂老圖書館。其前的空地坑洼分布，細粒土壤易受風力侵蝕；管線鋪設，開挖埋線，破壞了土壤結構，經水力沖刷極易形成淺溝，加速水土流失，管線也隨之顯露。此外，學生沿淺溝行走，壓實地表裸露面，產生地表結皮，也會影響到坡面的入滲和產流。

3 水土流失產生機理

各種巖土物質都具有不同的抗侵蝕能力。當外營力一定時，水土流失的狀況和強度，一般取決于地面巖土物質的抵抗侵蝕的能力。當巖土體受外營力作用時，若外營力大于巖土抵抗力，其結構即發(fā)生破碎，若外營力繼續(xù)增加，超過巖土的重量和摩擦阻力時，巖土即可能發(fā)生移動。

水力侵蝕機制：水力侵蝕主要包括雨滴擊濺、線狀侵蝕、坡面徑流沖刷、溝槽水流沖刷三種外營力。第一，雨滴濺蝕可以壓實地表，同時使部分土粒向四周擊濺和搬運，面狀水流的沖刷作用可破壞表層結皮。在這種形成與破壞的反復過程中，水流隨匯集量的增加沖刷作用加大，濺蝕為產生坡面徑流和層狀侵蝕創(chuàng)造了條件。第二，坡面徑流起始于降雨強度大于土壤入滲強度而產生的坡面薄層水流，隨降雨歷時的延長，薄層水流開始分離形成細溝流。地表流相對集中于細溝之后，薄層水流與細溝流水體相連，向低凹處、下坡部位集中?？偨Y坡面徑流的發(fā)展，表現(xiàn)為由沿程侵蝕—侵蝕斑痕—細溝侵蝕三個階段。第三，槽流侵蝕能力取決于流速，紊流狀態(tài)的溝槽水流在溝床周界附近流速梯度較大，易產生漩渦，使得各水層的性質不斷進行交換。同時水流運動受到溝床周界的限制，產生橫向環(huán)流與螺旋流。按侵蝕方向可分為下切侵蝕、溯源侵蝕、和側向侵蝕三種類型。下切侵蝕主要見于松散廢棄物的坡面，獅子山巖土松散，坡度部分較陡，大雨過后，溝蝕發(fā)展較快；溯源侵蝕為向溝頭的后退侵蝕，常與下切侵蝕同時發(fā)生；側向侵蝕是溝谷流水及其所攜帶的泥沙，對溝谷兩側侵蝕導致溝谷展寬的過程。

重力侵蝕機制：坡面上的風化碎屑或不穩(wěn)定巖土體在重力作用下導致崩塌、錯落及蠕動。這些重力侵蝕形式的發(fā)生，主要外營力是由地心引力而產生的重力作用，土體下滲水分、土體性質、巖石結構、地形條件也有著不可忽視的影響作用。坡面上塊體運動是重力引起的下滑力與巖土塊體的內摩擦力及粘結力相互作用的結果，由下滑力與抗滑力之間的對比關系決定巖土體是否能夠發(fā)生位移。

獅子山海拔較低，坡度較緩，重力侵蝕表現(xiàn)不明顯；珞珈山南坡上部坡度較大，存在3條較明顯重力侵蝕帶，軸線1條，北坡1條。降雨時因無植被覆蓋，常與水力侵蝕共同作用，形成混合侵蝕區(qū)。

風力侵蝕機制：由于較好的植被覆蓋率，風力侵蝕的影響范圍很小，主要集中在獅子山頂部。較多的參觀人數(shù)、過往車輛，使得頂部平臺硬性路面磨損嚴重，地面松散土壤顆粒裸露。風本身在流動時，迎面沖擊力和因紊流、渦流產生的上舉力的合力超過了地面上松散碎屑物和地表摩擦力時，即發(fā)生風蝕作用。

4 現(xiàn)有水土保持措施及其優(yōu)化建議

珞珈山、獅子山由于所處位置完全坐落于校園內，整體受到良好的規(guī)劃與保護。水土保持得到重視，興建許多工程措施，總體發(fā)揮著較良好的功效?？偨Y有以下幾點：

①植被的種植與保持。珞珈山、獅子山任何季節(jié)看上去都是那么郁郁蔥蔥，草木繁盛。水土保持情況整體良好，這要得益于如此優(yōu)異的植被層。珞珈山山頂多為落葉樹，山腳多為常綠樹，中間則由落葉樹和常綠樹混交過渡；獅子山大量灌木及地被的應用，種類多樣。有效的減少了水力侵蝕與風力侵蝕的作用。

②山腳擋土截流措施。在山腳修建擋土墻與截流排水溝，構建雙重保持措施。擋土墻能夠阻擋山坡松軟土質在重力作用下的下滑，固定坡腳免受水力侵蝕。同時能夠延緩坡降，使得山坡形成梯級結構；截流溝可以切斷上坡產生的暴雨徑流，將徑流按要求引至指定區(qū)域蓄水的同時，使得徑流流速在溝內減緩，沉積攜帶的泥沙及礫石。

③路面硬化措施。由于行人的擾動，土壤結構易被破壞，造成土壤侵蝕。校方在行人經過的路段修筑混凝土路面，使土壤侵蝕的溝槽通道覆蓋“保護層”，保護下方土壤免受侵蝕。

雖整體良好，但部分區(qū)域水土流失依然嚴重，需要提出針對性的解決方案，對現(xiàn)存的不足之處加以改進。改進措施應分為兩方面：一為對原有設施的維護清理；二為新工程設施的修建。

①部分擋土墻高度較小，擋土的效用未完全發(fā)揮，需適當在需要區(qū)域進行加高措施；配套的截流排水溝在侵蝕嚴重段出現(xiàn)嚴重淤積，需要及時清理維護，保障排水通暢。

②加固措施。在溝槽水力侵蝕嚴重、坡度較緩的區(qū)域可設置臺階等硬化路面的形式阻止下層土壤繼續(xù)被侵蝕；已有的臺階侵蝕區(qū)需進行加固避免繼續(xù)水力掏刷；櫻頂老圖前空地至少進行一定的修整，如有可能應重塑混凝土路面。

③排水管線部分需要重新調整，增設線路，不要直接排放在土壤上，建議在校園內修建一定容量的儲水池，將暴雨產生的徑流通過管線經地下排入儲水池，以供它用。在回收水資源的同時避免了土壤的水力侵蝕。

④珞珈山混合侵蝕區(qū)的專項治理。在混合侵蝕區(qū)下部，坡度比較小，宜進行增補造林，以鞏固坡底，緩流落淤；在上部巖體出露較多，立地條件差的地方，合理布置，做到喬、灌結合或灌草結合，種植時注意采用帶土坨苗栽植。若進行植物工程整治困難較大或無實施可能性，可就坡地修建登山用臺階，將陡坡成“梯級”布置，減少裸露土壤面積，防止土壤侵蝕發(fā)生。

5 結 語

生態(tài)環(huán)境是人類生存的保障，山區(qū)固有的脆弱性決定著生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性與其破壞后難恢復性。因此在山地資源的開發(fā)中，應注重與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，倘若不合理開發(fā)利用極易造成水土大量流失，引起生態(tài)與環(huán)境的退化。校園內山體極高的森林覆蓋率、良好的保護措施有效的抑制土壤侵蝕，構造出生態(tài)良好的開發(fā)模式。

水土流失的發(fā)生從根本上是由于人類不合理的開發(fā)利用土地資源，進而制約社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。水土流失的防治工作刻不容緩，應以土地資源的合理利用為前提，因地制宜開展各項水土保持措施，將土地利用規(guī)劃與水土保持規(guī)劃有機結合起來，實現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用與社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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