廖義善 唐常源 袁再健 卓慕寧 黃 斌 聶小東 謝真越李定強(qiáng)?

（1 廣東省生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究所，廣東省農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510650）

（2 中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣州 510275）

（3 日本千葉大學(xué)園藝學(xué)部，松戶(hù) 271-8510）

崩崗侵蝕是我國(guó)南方熱帶及亞熱帶地區(qū)侵蝕強(qiáng)度最大，危害最為嚴(yán)重的一種侵蝕類(lèi)型，被喻為“生態(tài)潰瘍”?！氨缻彙币辉~源于廣東省梅州地區(qū)，當(dāng)?shù)乜图胰藢ⅰ扒鹆晟降貨_溝源頭匯水區(qū)圍椅狀崩塌崖壁地貌”稱(chēng)為崩崗［1］。崩崗的“崩”是指以崩塌為主的侵蝕方式，“崗”則指經(jīng)常發(fā)生這種侵蝕類(lèi)型的原始地貌形態(tài)［2］，其較貼切地描述了崩崗的侵蝕方式及地貌形態(tài)，為當(dāng)?shù)乩习傩账陬^流傳。早期相關(guān)文獻(xiàn)資料中，有學(xué)者將崩崗稱(chēng)為切溝［3］。直至1958年，曾昭璇在其《韓江上游地形略論》中首次以研究論文形式提及“崩崗地形”，其后1960年在其《地形學(xué)原理》①一書(shū)中首次將“崩崗”一詞引入地貌學(xué)研究，此后崩崗作為專(zhuān)用名詞而被廣泛使用。

在崩崗研究早期（1990年之前），姚慶元和鐘五常［4］從崩崗巖土特性、發(fā)育階段、形態(tài)特征及治理措施等方面發(fā)表了國(guó)內(nèi)第一篇系統(tǒng)研究崩崗的論文，期間的研究多側(cè)重于崩崗治理，且相關(guān)學(xué)者較少，發(fā)表研究性論文總量不足30篇。1990—2004年期間，開(kāi)始側(cè)重研究崩崗發(fā)育機(jī)理，其中Xu［5］探討了崩崗發(fā)育的影響因素，并首次將崩崗研究成果推向國(guó)際，該階段崩崗研究的單位及其人員有所增加，科研論文的發(fā)表量新增60余篇。2005年及之后，隨著我國(guó)南方崩崗侵蝕現(xiàn)狀調(diào)查工作的完成，已基本明確了崩崗發(fā)育的典型區(qū)域、數(shù)量及其形態(tài)特征［6］，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了其侵蝕特點(diǎn)及危害性［7］。特別是2009年《南方崩崗防治規(guī)劃》的正式批復(fù)及2011年新版《水土保持法》的頒布，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)崩崗研究、治理的迫切需求，使得崩崗侵蝕研究逐步成為土壤、地貌、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域所關(guān)注的熱點(diǎn)［8］，其中僅2014年即發(fā)表崩崗相關(guān)科研論文近40篇。相關(guān)學(xué)者從崩崗內(nèi)部土體特性、裂隙發(fā)育、節(jié)理構(gòu)造，崩崗?fù)獠拷涤辍⒏蓾裱h(huán)條件及治理措施等方面開(kāi)展了廣泛而富有成果的研究。但由于崩崗侵蝕的隨機(jī)性、崩崗發(fā)育的長(zhǎng)期性以及崩崗影響因素的復(fù)雜性［9］，當(dāng)前崩崗侵蝕的發(fā)生、發(fā)育及其防治機(jī)理仍有待進(jìn)一步揭示。為此，筆者從崩崗侵蝕、發(fā)育特點(diǎn)及其防治措施等方面對(duì)當(dāng)前崩崗的相關(guān)研究成果進(jìn)行了總結(jié)，并據(jù)此提出了今后崩崗研究的重點(diǎn)方向。以期拋磚引玉，為相關(guān)崩崗研究提供參考。

1 崩崗組成要素

崩崗地貌是我國(guó)特有的地貌形態(tài)，主要發(fā)育于華南和東南熱帶和亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)［10］。國(guó)外亦有一些類(lèi)似的侵蝕地貌形態(tài)，如馬達(dá)加斯加lavakas地貌［11］、巴西的vocorocas地貌［12］以及日本的“崩壞”地貌［13］，但相較崩崗而言，lavakas地貌的坡度偏小，所處海拔偏大；vocorocas地貌一般發(fā)育于地勢(shì)較低，坡度小于30%的緩坡地帶，且單體規(guī)模較大；“崩壞”地貌一般發(fā)育于早白堊紀(jì)地層之上，發(fā)育的密度較小，且多以單體出現(xiàn)。而崩崗多發(fā)育于坡度較大的丘陵坡面，其要素組成、侵蝕、發(fā)育特點(diǎn)均與上述地貌存在一定差異。發(fā)育于花崗巖風(fēng)化殼之上的崩崗，其巖土顏色、結(jié)構(gòu)及風(fēng)化程度均呈現(xiàn)一定縱向?qū)哟涡砸?guī)律［14］。張淑光和鐘朝章［15］將其按自上而下劃分為表土層、紅土層、砂土層（風(fēng)化層）、碎屑層（半風(fēng)化層）和球狀風(fēng)化層。劉希林等［16］將花崗巖風(fēng)化殼垂直剖面自上而下依次分為表土層、紅土層、砂土層、碎屑層和裂隙風(fēng)化層。鄧羽松等［17］通過(guò)崩崗?fù)寥榔拭骖伾椭脖桓档牟町?，將其自上而下分為表土層、紅土層、過(guò)渡層、砂土層和碎屑層。筆者對(duì)廣東、福建、江西等典型崩崗區(qū)的實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，典型崩崗侵蝕溝一般很難到達(dá)球狀風(fēng)化層（裂隙風(fēng)化層），砂土層與碎屑層間的過(guò)渡層亦不多見(jiàn)，傾向于將崩崗縱向剖面自上而下劃分為表土層、紅土層、砂土層、碎屑層［10］。

如表1所示，風(fēng)化殼自上而下黏粒、有機(jī)質(zhì)含量減少，粗砂及礫石含量增加，表土層至碎屑層土體抗蝕性減弱。當(dāng)?shù)乇碇脖辉獾狡茐模糠直硗翆?，甚至紅土層在水力侵蝕的作用下消失殆盡之后，其砂土層、碎屑層抗蝕、抗沖能力差，有利于侵蝕溝的發(fā)育，乃至崩崗的產(chǎn)生。曾昭璇［18］將花崗巖不同層次出露作為侵蝕程度劃分標(biāo)準(zhǔn)，紅土層尚存時(shí)土壤侵蝕程度一般較輕［19］，而其出露的層次越接近底層，則表明其侵蝕強(qiáng)度越大。與之相應(yīng)，不同出露層次的主要侵蝕類(lèi)型亦有所差異，表土層與紅土層出露時(shí)以面蝕為主，砂土層出露前期以溝蝕為主，砂土層出露后期及碎屑層出露以崩崗侵蝕為主［20］。此外，牛德奎［21］、周紅藝和李輝霞［22］發(fā)現(xiàn)，砂粒含量、MgO、K2O、CaO、Na2O、孔隙度等對(duì)崩崗?fù)馏w的崩解速度有顯著正相關(guān)影響，而黏粒、Fe2O3、Al2O3、TiO2、SiO2、粉粒、有機(jī)質(zhì)等為有顯著負(fù)相關(guān)影響的理化因子。不同層次土體的物質(zhì)組成差異，將影響其崩解速度，例如Al2O3、Fe2O3等土體膠結(jié)物從表土層往下含量逐漸減少［23-24］，其土體黏聚力、內(nèi)摩擦角［25］及其穩(wěn)定性［26］也隨之發(fā)生改變，土體崩解速度逐漸加快［22］。風(fēng)化殼中Ti、Zr、Y等元素的地球化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，依據(jù)其變化特征可揭示崩崗侵蝕過(guò)程［27］。林金石等［28］通過(guò)Ti、Zr等指紋因子，初步探明了崩崗產(chǎn)沙的來(lái)源，該成果為崩崗產(chǎn)沙溯源研究提供了借鑒。當(dāng)前研究表明，在崩崗縱向各巖土層，其物質(zhì)組成及抗蝕抗沖能力均存在一定層次性特征?？梢罁?jù)崩崗風(fēng)化殼不同層次的出露，表征其侵蝕強(qiáng)度及侵蝕類(lèi)型。但對(duì)不同巖土層出露與崩崗侵蝕強(qiáng)度、發(fā)育階段及下墊面植被狀況的關(guān)系，以及各巖土層厚度與崩崗發(fā)育規(guī)模的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

依據(jù)崩崗各水平部位間的侵蝕、產(chǎn)沙功能和特征差異，可將其劃分為多個(gè)組分。曾昭璇［30］認(rèn)為崩崗由集水盆（含崩壁）、沖溝、扇形地三部分組成，集水盆（含崩壁）是侵蝕發(fā)源區(qū)，沖溝是搬運(yùn)區(qū)，扇形地為堆積區(qū)。而吳志峰等［31］認(rèn)為，集水盆和沖溝在一些崩崗并不存在，所有崩崗均為崩壁、崩積體和洪（沖）積扇三部分的組合，只是規(guī)模和形態(tài)各異而已。丁光敏［32］基于崩崗物質(zhì)的運(yùn)移過(guò)程，認(rèn)為崩崗系統(tǒng)由集水坡面、溝壁、崩積體、崩崗溝底（包括通道）和沖積扇等五個(gè)子系統(tǒng)組成。阮伏水［33］認(rèn)為崩崗在地貌形態(tài)上主要包括溝頭、溝壁、溝頭崩積體、溝床（溝道）以及出口處的洪積扇（沖積扇）等要素。當(dāng)前對(duì)崩崗扇形沉積區(qū)的命名，常采用沖積扇［34］和洪積扇［35］兩種，其中沖積扇位于河流出山口處，以山麓谷口為頂點(diǎn)向開(kāi)闊低地展布而形成的扇狀堆積地貌，洪積扇為干旱、半干旱地區(qū)暫時(shí)性山地水流出山口堆積形成的扇形地貌［36］。而崩崗扇形沉積區(qū)地處熱帶和亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，且并非發(fā)育于河流出口處，故將其稱(chēng)為“洪積錐”更為恰當(dāng)。以上學(xué)者對(duì)崩崗組成要素的劃分雖有所差異，但均認(rèn)同崩壁（溝壁）、崩積體、洪積錐（沖積扇）為崩崗的組成要素。而崩崗上方匯水區(qū)的存在及其面積大小直接決定了崩崗發(fā)育的驅(qū)動(dòng)力大小，其對(duì)崩崗的侵蝕、發(fā)育均具有重要影響，因而也應(yīng)納入崩崗組成要素。此外，除弧形崩崗崩積體坡面為輸沙通道外，其他類(lèi)型的崩崗，特別是條形崩崗，其輸沙通道面積所占比重較大，不容忽視。因而可認(rèn)為完整的崩崗應(yīng)由上方匯水區(qū)、崩壁、崩積體、輸沙通道和洪積錐等要素組成，上方匯水區(qū)/輸沙通道等要素可在崩崗的不同發(fā)育階段消失/出現(xiàn)（圖1）。

表1 崩崗縱向?qū)哟翁卣鳎?5,29］Table 1 Vertical layers characteristic of Benggang［15,29］

圖1 崩崗組成要素Fig. 1 Constituent elements of typical Benggang

崩崗各部位的侵蝕類(lèi)型有所側(cè)重，其上方匯水區(qū)以水力侵蝕為主，其輸入崩壁的含沙徑流可促進(jìn)崩壁及崩積體的侵蝕。崩壁以重力崩塌為主，是崩崗的主要侵蝕源地。崩積體以水力再侵蝕產(chǎn)沙為主，為崩崗的主要產(chǎn)沙源地。輸沙通道除供水流輸沙外，該部位的沉積或侵蝕情況因其崩崗谷坊治理措施的有、無(wú)而異。洪積錐為輸出崩口泥沙的沉積區(qū)域，總體以沉積為主。當(dāng)前研究雖然明確了崩崗水力、重力侵蝕的主要發(fā)生部位，但未能闡明諸如上游匯水區(qū)等崩崗各組分之間的相互作用及其與崩崗水力、重力侵蝕之間的定量關(guān)系。此外，崩積體因其土質(zhì)疏松、粗顆粒含量高、坡度大、易侵蝕，為當(dāng)前崩崗研究中最為關(guān)注的崩崗部位，相關(guān)學(xué)者從降雨［37］、徑流［38］、坡度［39］及坡面糙度［40］等方面對(duì)崩積體侵蝕產(chǎn)沙進(jìn)行了較為深入的研究，但多基于人工模擬降雨試驗(yàn)，自然降雨條件下的野外原位觀(guān)測(cè)試驗(yàn)還較少開(kāi)展。

2 崩崗侵蝕類(lèi)型

崩崗的侵蝕類(lèi)型較為復(fù)雜，史德明［29］雖然認(rèn)為崩崗屬于水力侵蝕的范疇，但已認(rèn)識(shí)到崩崗是在徑流和重力共同作用下形成的，二者互相聯(lián)系又互相促進(jìn)。張淑光和鐘朝章［15］認(rèn)為崩崗屬于重力侵蝕的范疇，其是在徑流沖刷、崩塌和滑坡、水蝕和重力侵蝕相互作用下形成的。牛德奎［21］在綜合前人研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為崩崗是在水力、重力綜合作用下發(fā)生的，以坡面土狀物質(zhì)整體崩塌為主并形成破碎地貌形態(tài)的侵蝕現(xiàn)象。對(duì)于水力、重力復(fù)合侵蝕，相關(guān)學(xué)者［41-42］已在黃土高原開(kāi)展了溝坡水力侵蝕和重力侵蝕的交互作用研究，認(rèn)為氣候因素和地形因素是重力侵蝕的主導(dǎo)因素。而崩崗侵蝕與黃土高原溝坡侵蝕的發(fā)生部位、區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)及巖土性質(zhì)均有所不同，崩崗侵蝕機(jī)理更為復(fù)雜。

崩崗的水力、重力侵蝕既有差異，又有聯(lián)系。二者在侵蝕方向上有所差異，前者主要受地表徑流的影響，其侵蝕方向與地表徑流的方向一致，為縱向下切、側(cè)向橫淘和向上溯源。而后者的發(fā)生需要一定高差的崩壁存在，其侵蝕多發(fā)生于溝床之上的崩壁，而不像水力侵蝕可沿溝道底部縱向下切。同時(shí)，水力侵蝕和重力侵蝕又相互聯(lián)系，水力侵蝕通過(guò)徑流的下切作用，可增大崩壁落差和不穩(wěn)定性。并在流水侵蝕的作用下，破壞風(fēng)化殼節(jié)理，加大風(fēng)化殼裂隙的長(zhǎng)、寬［29］，誘發(fā)或促進(jìn)重力侵蝕發(fā)生［43］。而重力侵蝕所產(chǎn)生的崩積體，土質(zhì)疏松，是崩崗水力侵蝕的主要沙源地。重力侵蝕為水力侵蝕提供了有利的侵蝕條件和被侵蝕物質(zhì)，部分徑流可在重力侵蝕土體上進(jìn)行二次侵蝕，進(jìn)而產(chǎn)沙。

此外，水力侵蝕和重力侵蝕在崩崗發(fā)育過(guò)程中的出現(xiàn)時(shí)間存在一個(gè)時(shí)序性。現(xiàn)一般認(rèn)為崩崗多由坡面侵蝕溝發(fā)育而來(lái)，水力侵蝕是產(chǎn)生崩崗的誘因。水力侵蝕先于重力侵蝕發(fā)生，在水力侵蝕的作用下，當(dāng)具有一定落差的溝壁出現(xiàn)之后，溝壁的重力侵蝕隨之發(fā)生，而后崩崗在水力、重力侵蝕的共同作用下發(fā)育。但亦有植被覆蓋較好、水力侵蝕強(qiáng)度較小的坡面在降雨或其它外力作用下誘發(fā)坡面重力滑塌，此時(shí)重力侵蝕成為崩崗產(chǎn)生的誘因，水力侵蝕強(qiáng)度在滑塌面出現(xiàn)之后才加劇，進(jìn)而在水力、重力侵蝕的共同作用下發(fā)育崩崗?？梢?jiàn)，崩崗是在水力和重力的耦合作用下發(fā)育，由于水力侵蝕和重力侵蝕在同一空間內(nèi)發(fā)生，傳統(tǒng)方法尚難定量界定二者的侵蝕過(guò)程。由于水力侵蝕和重力侵蝕的持續(xù)時(shí)間及發(fā)生頻次有所差異：水蝕雖僅發(fā)生于降雨時(shí)段，但在一定雨強(qiáng)條件下，水蝕可貫穿整個(gè)降雨過(guò)程；而重力侵蝕雖在降雨及無(wú)雨時(shí)段皆可能發(fā)生，但隨機(jī)性大、持續(xù)時(shí)段短、發(fā)生頻次少。因而通過(guò)對(duì)高時(shí)空分辨率的崩崗地貌形態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行前后對(duì)比分析，可在較大程度上區(qū)分水力侵蝕和重力侵蝕。隨著三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展，使得高時(shí)空分辨率崩崗地貌形態(tài)數(shù)據(jù)的獲取成為可能，為研究崩崗侵蝕過(guò)程提供了有效的工具［44］。有關(guān)研究者已運(yùn)用三維激光掃描對(duì)崩崗崩積體侵蝕過(guò)程中的侵蝕方式演變進(jìn)行了初步探討［40］。

綜上所述，崩崗侵蝕是一種水力、重力相互作用的復(fù)合侵蝕類(lèi)型，其不同部位的侵蝕特點(diǎn)有所差異。當(dāng)崩崗形成后，重力主要作用于崩壁，主要影響侵蝕量的大小，而水力主要作用于崩積體，主要影響產(chǎn)沙量的大小。二者在崩崗發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮的作用有所側(cè)重，即重力侵蝕、水力產(chǎn)沙。區(qū)分重力侵蝕與水力侵蝕的關(guān)鍵作用時(shí)段及其主要貢獻(xiàn)，將有助于認(rèn)識(shí)水力、重力侵蝕在崩崗發(fā)生、發(fā)育過(guò)程中的作用。利用三維激光掃描等技術(shù)定量分析重力、水力侵蝕強(qiáng)度，闡明二者之間的耦合關(guān)系，是揭示崩崗侵蝕發(fā)育機(jī)理的關(guān)鍵，也是崩崗侵蝕研究的重要方向之一。此外，通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)，提取崩崗各組成要素的面積及形態(tài)，將有望闡明崩崗各組成部分與崩崗侵蝕類(lèi)型之間的關(guān)系。

3 崩崗空間分布特征

雖然在礫巖、頁(yè)巖、泥巖等發(fā)育的風(fēng)化殼之上亦有少量崩崗發(fā)育［45］，但崩崗主要集中發(fā)育于花崗巖之上［5］。其主要源于花崗巖發(fā)育的風(fēng)化殼更為疏松深厚［46］，可為崩崗的發(fā)生提供充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，花崗巖風(fēng)化殼具有豐富的裂隙面和節(jié)理面，亦為風(fēng)化殼重力侵蝕的發(fā)生提供了有利的內(nèi)在條件。其中中粗粒黑云母花崗巖風(fēng)化殼，具有粗細(xì)混雜，礫、砂（粒）含量較多、粘粒含量較少，礦物晶體之間的膠結(jié)力較弱等特點(diǎn)，更易于發(fā)生崩崗侵蝕［47-48］?？梢?jiàn)，風(fēng)化殼物質(zhì)基礎(chǔ)影響崩崗的發(fā)育幾率和程度。

除巖性外，海拔可在一定程度上影響風(fēng)化殼的厚度。隨著海拔的降低，花崗巖風(fēng)化殼厚度呈現(xiàn)逐漸增加的垂直地帶性分布規(guī)律［48］。在海拔800 m以上山地，多屬碎屑型風(fēng)化殼，厚度一般在2 m以下，至相對(duì)高度為50～100 m時(shí)，其風(fēng)化殼厚度一般可達(dá)10～70 m。其原因有二，其一低海拔濕熱條件較好，更利于花崗巖的風(fēng)化；其二，相對(duì)高度較小，表明其地殼抬升幅度較小，利于花崗巖風(fēng)化物的蓄存［49］。使得崩崗多分布于海拔50～250 m的低丘陵地帶，海拔250～500 m的高丘發(fā)育相對(duì)較少，海拔500 m以上的山地則極少見(jiàn)［21］。

崩崗的分布除受海拔地帶性影響外，亦受緯度地帶性影響。使得我國(guó)崩崗侵蝕主要分布在年平均氣溫約＞16℃，≥10 ℃d的年積溫約5 000℃d以上，以及年均降雨量1000 mm以上的亞熱帶濕潤(rùn)地區(qū)［50］。高溫濕潤(rùn)的氣候特點(diǎn)有助于母巖風(fēng)化，進(jìn)而形成該區(qū)域深厚的風(fēng)化殼?；◢弾r厚度由北向南大致呈遞增趨勢(shì)［51］，安徽黃山為10 m，湖南西南部為20～30 m，江西東、南部為40～70 m，福建晉江、長(zhǎng)汀、安溪等區(qū)域?yàn)?5～70 m，廣西桂東、南流河等區(qū)域?yàn)?0～30 m，廣東五華、德慶、陸豐等區(qū)域?yàn)?0～80 m。與之相應(yīng)，崩崗數(shù)量亦呈現(xiàn)一定的緯度地帶性特點(diǎn)：據(jù)南方7省(自治區(qū))的普查數(shù)據(jù)，崩崗總面積約1 220 km2，總數(shù)為23.91 萬(wàn)個(gè)，其中廣東省、江西省、廣西自治區(qū)、福建省、湖南省、湖北省和安徽省的崩崗數(shù)量所占崩崗總數(shù)的比重分別為45.1%、20.1%、11.6%、10.9%、10.8%、1%和0.5%［52］。如圖2所示，典型崩崗侵蝕區(qū)呈現(xiàn)斑塊狀分布，其崩崗數(shù)量占崩崗總數(shù)量的75%以上［53］，其中廣東省主要分布在韓江上游，梅州市的梅縣、五華，東江上游的龍川和西江中下游的德慶、云浮、羅定一帶［54］；在江西省崩崗主要分布于南嶺山地北麓和雩山以南的紅壤丘陵區(qū)［21］；而福建省的安溪官橋和龍門(mén)、長(zhǎng)汀河田、詔安官陂、永春達(dá)埔等為崩崗侵蝕較為嚴(yán)重的區(qū)域［46］；湖南的典型崩崗主要分布于中部和東南部；廣西的崩崗集中分布于兩廣交界處的蒼梧地區(qū)，典型崩崗的北緣為湖北省通城縣，安徽省一般已無(wú)典型崩崗發(fā)育。

圖2 南方七省典型崩崗發(fā)育區(qū) ［21，46，53-54］Fig. 2 Typical Benggang development area in seven provinces of Southern China［21，46，53-54］

綜上所述，對(duì)于崩崗空間集中發(fā)育的原因，現(xiàn)有研究多側(cè)重于物質(zhì)基礎(chǔ)及其地帶性分布因素。但華南花崗巖地區(qū)眾多，且適于花崗巖風(fēng)化的濕熱條件區(qū)域亦不在少數(shù)，為什么崩崗僅在有限的區(qū)域及特定的海拔區(qū)間內(nèi)集中發(fā)育？當(dāng)前研究多著眼于崩崗的侵蝕現(xiàn)狀，較少考慮崩崗區(qū)域的地貌發(fā)育階段，并對(duì)崩崗侵蝕的歷史、現(xiàn)狀和趨勢(shì)加以區(qū)分。人類(lèi)關(guān)注和記錄崩崗的歷史較短，現(xiàn)今具備崩崗發(fā)育物質(zhì)及氣候條件，而未發(fā)生崩崗侵蝕的區(qū)域，并不代表歷史上未發(fā)生過(guò)，亦不能表明其將來(lái)不可能發(fā)生。在區(qū)域尺度上，基于地形圖、地質(zhì)圖、流域水系圖，運(yùn)用侵蝕循環(huán)理論定量分析流域地貌的發(fā)育現(xiàn)狀，闡明當(dāng)前崩崗典型發(fā)育區(qū)與其地貌發(fā)育階段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將有助于揭示當(dāng)前崩崗集中發(fā)育的原因。

4 崩崗發(fā)育階段及形態(tài)特征

常規(guī)崩崗的發(fā)育，通常是隨著坡面細(xì)溝、淺溝、切溝的相繼產(chǎn)生，進(jìn)而形成崩崗的雛形［15］，并在水力和重力的交互作用下繼續(xù)發(fā)育。當(dāng)前多依據(jù)水力侵蝕、重力侵蝕在崩崗不同發(fā)育階段的變化情況，對(duì)崩崗的發(fā)育階段進(jìn)行劃分。史德明［29］將崩崗的發(fā)育劃分為三個(gè)階段，其初期階段以徑流下切作用為主，重力崩塌較少；中期階段崩崗發(fā)育最為活躍，徑流下切和崩塌作用相互促進(jìn)；末期階段上方來(lái)水減少，徑流的下切和邊坡切割作用基本停止，主要以重力侵蝕為主，且崩崗面積仍在逐步擴(kuò)大。吳克剛等［55］亦將崩崗發(fā)育劃分為三個(gè)階段：深切期、崩塌期和夷平期，其劃分階段與史德明近似，但其認(rèn)為在夷平期大規(guī)模的崩塌基本停止，以水蝕作用為主。牛德奎［56］根據(jù)崩崗形成的特點(diǎn)，將崩崗的發(fā)育過(guò)程劃分為網(wǎng)狀細(xì)溝階段、階梯溝階段、深溝階段和崩崗擴(kuò)展等四個(gè)階段。其中網(wǎng)狀細(xì)溝階段、階梯溝階段、深溝階段對(duì)應(yīng)于史德明、吳克剛等劃分的崩崗發(fā)育第一階段（初期或深切期）。其崩崗的擴(kuò)展階段與崩崗發(fā)育的中期或崩塌期近似，且涵蓋了崩崗發(fā)育的末期或夷平期。但牛德奎認(rèn)為崩崗擴(kuò)展階段的崩崗發(fā)育仍是重力和水力侵蝕共同作用的結(jié)果，強(qiáng)調(diào)只要有滲透水流及徑流因素作用，崩塌仍會(huì)以小規(guī)模的方式持續(xù)一定時(shí)期，直至形成穩(wěn)定的溝道邊坡，崩塌才會(huì)停止。以上研究均認(rèn)為水力侵蝕是崩崗發(fā)育初期的主要誘因，但對(duì)水力、重力侵蝕在崩崗發(fā)育后期作用的認(rèn)識(shí)有所不同，史德明認(rèn)為以重力侵蝕為主，吳克剛等認(rèn)為以水蝕為主，而牛德奎則認(rèn)為水力、重力作用同時(shí)存在。

此外，亦有學(xué)者通過(guò)崩崗溝頭位置判斷崩崗所處的發(fā)育階段。阮伏水［46］將淺溝和切溝階段歸為崩崗的幼年期；溝頭位于坡面中下部，且溝頭溯源和溝床下切速度較快，而溝壁重力侵蝕較弱的階段劃分為青年期；溝頭溯源至分水嶺，上坡集水面積減小階段為發(fā)育的壯年期；把從溝頭超過(guò)分水嶺至臨空面重力坍塌停止這一階段稱(chēng)為晚年期。丁光敏［32］亦根據(jù)溝頭位置將崩崗的發(fā)育分成初期、中期和晚期三個(gè)階段，其溝頭對(duì)應(yīng)的位置為：坡面的中下位、坡面的中上位、切過(guò)分水嶺。由于崩崗溝頭所處的位置可指示溝頭上方匯水面積的大小，亦是一種有效衡量崩崗發(fā)育階段的方法。但該種方法假設(shè)崩崗侵蝕溝發(fā)育的初始點(diǎn)為坡底，但自然界中侵蝕溝并非都是從坡底開(kāi)始發(fā)育。此外，當(dāng)前研究認(rèn)為崩崗溝頭到達(dá)崩崗坡面分水嶺后，由于上游匯水面積減小，其崩崗趨于穩(wěn)定。但上游匯水面積的變化是相對(duì)于崩崗溝頭部位而言，若相對(duì)于崩崗溝道出口，其上游匯水面積變化并不大。且若崩崗溝頭與溝口間存在較大落差時(shí)，即使溝頭已抵達(dá)分水嶺，但隨著溝道徑流的下切，侵蝕基準(zhǔn)面的下降，其崩崗侵蝕仍將持續(xù)。

受局部地形、地質(zhì)、上方匯水面積及崩崗所處發(fā)育階段的差異影響，崩崗會(huì)呈現(xiàn)出不同形態(tài)特征。馮明漢等［52］在史德明［29］、張淑光和鐘朝章［15］的基礎(chǔ)上，將崩崗劃分為瓢形、條形、爪形、弧形、混合形等5種形態(tài)類(lèi)型（如圖3）。其中不同形態(tài)崩崗的數(shù)量從多到少依次為條形（25.76%）、混合形（23.71%）、瓢形（21.71%）、弧形（20.54%）、爪形（8.28%），除爪形崩崗?fù)?，各種形態(tài)崩崗的數(shù)量差異不大。此外，崩崗的發(fā)育規(guī)模依據(jù)面積可分為3個(gè)級(jí)別，其中60～1 000 m2為小型崩崗、1 000～3 000 m2為中型崩崗、大于3000 m2為大型崩崗［52］。單個(gè)崩崗的平均發(fā)育規(guī)模從大到小依次為混合形、爪形、瓢形、條形、弧形。當(dāng)前研究多側(cè)重于不同形態(tài)崩崗的數(shù)量及規(guī)模差異。而在不同形態(tài)崩崗的侵蝕強(qiáng)度及趨勢(shì)特征、崩崗發(fā)育過(guò)程中部分簡(jiǎn)單形態(tài)（瓢形、條形、弧形）崩崗向復(fù)雜形態(tài)（混合形、爪形）崩崗的演化規(guī)律、以及崩崗形態(tài)演化過(guò)程中侵蝕量的變化趨勢(shì)等方面還有待進(jìn)一步研究。

圖3 崩崗形態(tài)照片F(xiàn)ig. 3 A typical form of Benggang in Wuhua County

綜上所述，當(dāng)前研究依據(jù)崩崗的主導(dǎo)侵蝕類(lèi)型或崩崗溝頭所處坡面部位，對(duì)崩崗發(fā)育階段進(jìn)行劃分。但對(duì)崩崗發(fā)育階段與崩崗侵蝕強(qiáng)度及變化趨勢(shì)的關(guān)系還缺乏定量研究。特別是將細(xì)溝、淺溝階段視為崩崗的初期或幼年期，還有待商榷。因?yàn)椴⒎撬屑?xì)溝、淺溝均能發(fā)育成崩崗，崩崗的初期或幼年期，應(yīng)為崩崗形成之后的階段。此外，崩崗形態(tài)、面積與其所處的發(fā)育階段、地形部位、集水區(qū)面積、風(fēng)化殼厚度的關(guān)系，以及崩崗形態(tài)演化對(duì)崩崗侵蝕強(qiáng)度影響等方面還有待進(jìn)一步研究。

5 崩崗侵蝕驅(qū)動(dòng)因素

由于崩崗可由坡面侵蝕溝發(fā)育而來(lái)，而坡面植被可通過(guò)改變下墊面微觀(guān)格局［57］，增加土壤中水穩(wěn)性大團(tuán)聚體的含量［58］，提高土壤的抗蝕和抗沖能力，同時(shí)降低地面徑流量和流速［59］，抑制坡面侵蝕溝及崩崗發(fā)育?？梢?jiàn)，下墊面植被是影響崩崗侵蝕的重要因素。南方紅壤區(qū)由于具備較好的水、熱、肥及光照條件，在無(wú)人為干擾條件下，自然植被長(zhǎng)勢(shì)較好。但當(dāng)原有植被遭到人為破壞后，在強(qiáng)降雨作用下，坡面可發(fā)育侵蝕溝，乃至崩崗。因而有學(xué)者認(rèn)為，人為改變地表狀態(tài)是崩崗侵蝕發(fā)生的主導(dǎo)因素［29］。

但有研究表明，崩崗亦可在滑塌坡面的基礎(chǔ)上發(fā)育而成［47］。在強(qiáng)降雨條件下，部分自然植被較好的坡面依然能發(fā)生滑塌，且此時(shí)植被自身的重力作用也是滑坡的誘因之一［60］。風(fēng)化殼臨空面高度超過(guò)4.5 m條件下，即可不斷引發(fā)重力崩塌［46］。而華南的區(qū)域濕熱條件加速了巖石的風(fēng)化，良好的植被覆蓋度又有利于風(fēng)化物的蓄積，深厚的風(fēng)化殼為崩崗的發(fā)生提供了有利的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)風(fēng)化物質(zhì)積蓄到一定程度后，即使沒(méi)有人為干擾，其亦可通過(guò)滑坡等方式發(fā)育成崩崗。如1986年07號(hào)臺(tái)風(fēng)雨致使五華縣產(chǎn)生新的崩崗滑坡達(dá)10 430處［61］，其中不乏植被條件較好的區(qū)域?？梢?jiàn)，削高填低是自然界的必然，人為因素可能只是加速或延緩崩崗的產(chǎn)生。此外，現(xiàn)在的典型崩崗區(qū)往往是歷史上植被較好、水土流失較少的區(qū)域，其有利于風(fēng)化物的蓄積。因而植被對(duì)土壤侵蝕的影響還應(yīng)放在一個(gè)更大的時(shí)間尺度加以審視，其區(qū)域土壤流失量應(yīng)與其成土速率相適。

在眾多崩崗侵蝕影響因素中，降雨及其地表徑流可通過(guò)濺蝕、片蝕、溝蝕及促發(fā)溝蝕等作用，直接驅(qū)動(dòng)崩崗的產(chǎn)生和發(fā)育［62］。牛德奎等［63］將崩崗侵蝕區(qū)圖與降雨分布特征圖進(jìn)行疊加分析，發(fā)現(xiàn)華南崩崗侵蝕主要發(fā)生在年降雨量1 400～1 600 mm等雨線(xiàn)的區(qū)域內(nèi)，高強(qiáng)度降雨顯著影響侵蝕過(guò)程。但由于崩崗重力侵蝕的隨機(jī)性較大，降雨量與崩崗侵蝕量間的定量關(guān)系尚難揭示。現(xiàn)階段，降雨對(duì)崩崗侵蝕的影響研究，多集中于降雨對(duì)崩崗崩積體侵蝕產(chǎn)沙的研究。Liu等［37］通過(guò)崩積體野外人工模擬降雨試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)降雨強(qiáng)度與崩積體坡面產(chǎn)流時(shí)間關(guān)系密切。蔣芳市等［64］在持續(xù)3次降雨條件下，研究了崩積體坡面的細(xì)溝發(fā)育情況，研究結(jié)果表明，隨著降雨場(chǎng)次的增加，細(xì)溝侵蝕不斷加強(qiáng)。此外，也有研究者發(fā)現(xiàn)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的崩積體坡面水蝕，可致使崩積體坡面粗化，使得崩積體產(chǎn)沙量隨降雨場(chǎng)次呈現(xiàn)冪函數(shù)減小趨勢(shì)［65］。近年來(lái)，鑒于崩壁的重要性，有關(guān)學(xué)者亦開(kāi)始關(guān)注崩壁的侵蝕狀況。王秋霞等［66］運(yùn)用室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn)，分析花崗巖崩崗區(qū)崩壁各層次土體的產(chǎn)流狀況及泥沙各粒徑的流失規(guī)律。梁雙雙等［67］通過(guò)室內(nèi)人工模擬降雨，研究崩壁不同土層的濺蝕特征?？梢?jiàn)，降雨量、降雨歷時(shí)及雨滴大小，均為影響崩崗侵蝕的重要驅(qū)動(dòng)力指標(biāo)。

同時(shí)，土壤水分也是影響崩崗?fù)馏w穩(wěn)定性的潛在因素［68］，崩壁土體膠結(jié)物質(zhì)遇水可發(fā)生強(qiáng)烈的物理和化學(xué)作用［69］，土壤水分亦可作為崩崗?fù)亮W(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)［70］。有研究表明崩壁水分條件可通過(guò)影響崩崗裂隙發(fā)育［15，71］、改變土體抗剪強(qiáng)度［72］和收縮特性［73］、土壤黏聚力和內(nèi)摩擦角［74］、崩壁的臨界高度［2］等方面對(duì)崩壁穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。鑒于崩崗?fù)馏w水分對(duì)崩崗侵蝕的影響，有關(guān)學(xué)者通過(guò)探討了不同層次崩崗剖面的土壤水分特征及其方程擬合過(guò)程［75］，及布設(shè)不同深度的土壤剖面ECH2O土壤含水量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［76］，對(duì)崩崗發(fā)生的水分運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了研究。

以上研究表明，崩崗侵蝕受自然和人為雙重作用影響，自然因素是崩崗發(fā)育的先決條件，人為因素可加速或延緩崩崗的產(chǎn)生。降雨及其徑流直接驅(qū)動(dòng)崩崗的產(chǎn)生和發(fā)育，其中土體含水量可通過(guò)影響崩壁裂隙發(fā)育、抗剪切強(qiáng)度及物質(zhì)組成，進(jìn)而影響崩壁的穩(wěn)定性。但當(dāng)前研究多基于室內(nèi)試驗(yàn)，室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn)土槽的坡長(zhǎng)一般較野外偏短，而降雨強(qiáng)度一般較野外偏大，且室內(nèi)試驗(yàn)一般降雨歷時(shí)較短，忽略了長(zhǎng)時(shí)間坡面水蝕對(duì)坡面糙度的影響。加強(qiáng)崩崗野外原位觀(guān)測(cè)，將有助于進(jìn)一步評(píng)估降雨、徑流及其土壤水分對(duì)崩崗侵蝕的驅(qū)動(dòng)作用。

6 崩崗侵蝕防治措施

鑒于崩崗侵蝕的危害性，我國(guó)學(xué)者自1954年以來(lái)，相繼開(kāi)展了崩崗治理措施相關(guān)研究［77］。當(dāng)前崩崗治理措施已從早期單一的工程、生物治理措施發(fā)展為以 “三位一體”［29］（上攔、下堵、中削，內(nèi)外綠化）和“五位一體”［78］（集水坡面、崩壁、崩積體、溝道和洪積錐系統(tǒng)治理措施）為代表的綜合治理模式。

崩崗侵蝕防治措施依據(jù)其作用分為減蝕、攔沙兩類(lèi)。其中減蝕措施包括坡面防護(hù)措施（植被措施、魚(yú)鱗坑、水平溝），溝頭防護(hù)措施（截水溝、跌水等），崩壁穩(wěn)定措施（削坡開(kāi)梯、崩壁小臺(tái)階、崩壁綠化）；攔沙措施包括溝道防護(hù)措施（谷坊等），洪積錐防護(hù)措施（生物固沙、攔砂壩等）。此外，崩崗防治措施亦可按類(lèi)型分為植物措施和工程措施兩類(lèi)（見(jiàn)表2）。植物措施可減少坡面水蝕強(qiáng)度，進(jìn)而降低坡面溝蝕乃至崩崗侵蝕發(fā)生的幾率［79］。削坡開(kāi)級(jí)等工程措施可改善坡面狀況并消減坡面徑流的能量。截水溝等工程措施能減少上方徑流、泥沙的匯入，可有效減少崩崗的進(jìn)一步發(fā)育及新的崩崗崩塌面的產(chǎn)生［43］。此外，谷坊、攔沙壩等工程措施能攔蓄泥沙，提高崩崗侵蝕基準(zhǔn)面，有利于崩壁的穩(wěn)固［80］。

由于崩崗分布面積廣，治理成本高、難度大，因而可視崩崗的危害程度，有區(qū)別地開(kāi)展崩崗治理。以廣東省五華縣烏陂河流域的一級(jí)支流源坑水小流域?yàn)槔?，其崩崗集中分布于流域中上游，該區(qū)域無(wú)人口居住，僅有零星農(nóng)用地分布。流域內(nèi)崩崗侵蝕對(duì)周邊人民生產(chǎn)、生活影響均較小。此時(shí)，崩崗治理可不必追求每個(gè)崩崗均不發(fā)生侵蝕，只需在下游修建攔沙壩，減少崩崗侵蝕對(duì)下游的危害即可。巖土因重力發(fā)生崩塌是恒古不變的自然現(xiàn)象，無(wú)需“談崩色變”，且淤積于攔沙壩內(nèi)的砂及其形成的土地亦具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。當(dāng)?shù)鼐用癫杉由白鳛榻ㄖ牧希陙?lái)通過(guò)河道改造，已將原河道的部分淤積區(qū)域，開(kāi)墾為耕地。因而我們?cè)诒缻徶卫磉^(guò)程中可不局限于崩崗崩不崩，而應(yīng)看崩崗侵蝕對(duì)周邊，乃至下游的危害程度。如果崩崗侵蝕對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境影響較小，可不必局限于一時(shí)一地的水土流失，可采用末端攔截泥沙的方法，減少其對(duì)下游的危害即可，以此減少治理成本。如果單看治理效果，將崩崗?fù)破绞且粍谟酪莸闹卫矸椒?。但在考慮崩崗治理生態(tài)效益的同時(shí)，亦要考慮投入與產(chǎn)出比，使得該崩崗治理措施易于被當(dāng)?shù)匕傩账邮?，具備推廣前景。因此崩崗治理措施可因地而異，選取農(nóng)業(yè)開(kāi)放型、生態(tài)開(kāi)發(fā)型、農(nóng)糧開(kāi)發(fā)型及工業(yè)開(kāi)發(fā)型的治理模式［81］。

表2 崩崗植物、工程措施概括［19, 32, 45, 62, 68, 77-78］Table 2 A general introduction of Benggang control measures ［19, 32, 45, 62, 68, 77-78］

此外，在不同時(shí)空條件下，應(yīng)辯證地評(píng)價(jià)各防治措施的防治效果。譬如崩壁上方的植被措施，植物根系可加大地表徑流入滲，促進(jìn)崩壁裂隙的發(fā)育并增加崩壁土體的自重。削坡開(kāi)級(jí)、截水溝及排水溝的修建，均會(huì)對(duì)地表有所擾動(dòng)(如圖4a)，當(dāng)崩崗紅土層被破壞后，其下層土體的入滲、崩解性能將會(huì)加強(qiáng)，可能誘發(fā)新的崩崗侵蝕。地下水是崩崗處于亞穩(wěn)定狀態(tài)的影響因素之一［12］，而谷坊內(nèi)攔蓄的降雨徑流加大了對(duì)地下水的補(bǔ)給，亦在一定程度上影響了崩崗的穩(wěn)定性。且谷坊隨著泥沙的淤高，年久失修損毀后，其淤積的泥沙將再次流失，這種情況在崩崗區(qū)十分普遍（圖4b、圖4c）。其中圖4c的攔沙壩內(nèi)已長(zhǎng)有較好的植被，但當(dāng)攔沙壩損毀后，侵蝕溝所到之處，樹(shù)木皆連根倒下?？傮w而言，當(dāng)前的崩崗治理措施在一段時(shí)間內(nèi)能對(duì)崩崗局部具有一定的防治效果，但長(zhǎng)期來(lái)看，由于區(qū)域水土流失演變機(jī)制不清［82］，缺乏不同崩崗防治模式下的技術(shù)體系和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范［83］，其總體治理效果不甚理想［32］，其防治機(jī)理及其綜合評(píng)價(jià)研究還有待加強(qiáng)。相關(guān)崩崗防治措施可通過(guò)改變崩崗地形（包括改變侵蝕基準(zhǔn)面）、水分條件影響崩崗發(fā)育，或通過(guò)攔截泥沙，減少崩崗侵蝕對(duì)下游的影響。但當(dāng)前崩崗治理措施對(duì)土壤含水、降雨徑流、地下水及其泥沙的影響尚不清楚。元素示蹤技術(shù)已成功應(yīng)用于“老水”、“新水”［84］以及泥沙來(lái)源［85］的識(shí)別，而CT（Computed Tomography）掃描技術(shù)［86］，可獲取崩崗?fù)馏w橫斷面不同直徑的孔隙數(shù)量及分布信息，這些技術(shù)為研究崩崗泥沙及土壤水分的來(lái)源及運(yùn)移提供了有效的手段。運(yùn)用元素示蹤及CT掃描技術(shù)，探討崩崗防治措施對(duì)崩崗水、沙來(lái)源及運(yùn)移的影響，對(duì)闡明崩崗防治措施的防治機(jī)理具有重要意義。

圖4 崩崗治理措施存在的問(wèn)題Fig. 4 The problems in control measures of Benggang

7 結(jié)論與展望

崩崗侵蝕是南方紅壤區(qū)侵蝕強(qiáng)度最大的一種侵蝕類(lèi)型，相關(guān)學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量而富有成效的研究，但鑒于其侵蝕機(jī)理的復(fù)雜性，相關(guān)問(wèn)題尚有待進(jìn)一步深入研究。筆者認(rèn)為以下問(wèn)題是今后崩崗研究的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一：

（1）如何區(qū)分水力、重力侵蝕對(duì)崩崗侵蝕的貢獻(xiàn)，是當(dāng)前崩崗研究的技術(shù)難點(diǎn)。針對(duì)崩崗體發(fā)生水力侵蝕和重力侵蝕的時(shí)間差異，綜合運(yùn)用三維激光掃描及無(wú)人機(jī)航拍等技術(shù)獲取高時(shí)空分辨率的崩崗侵蝕動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，輔以降雨時(shí)段崩崗侵蝕區(qū)的影像信息，探討重力侵蝕與水力侵蝕的關(guān)鍵作用時(shí)段、部位及其耦合關(guān)系，厘定影響崩崗重力侵蝕的關(guān)鍵因素，夯實(shí)崩崗侵蝕預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)，是今后崩崗研究的重要內(nèi)容之一。

（2）崩崗在我國(guó)南方七省的部分區(qū)域集中發(fā)育，其區(qū)域分布原因有待探求。在今后的研究過(guò)程中，基于區(qū)域地貌發(fā)育特點(diǎn)，明確區(qū)域崩崗侵蝕歷史、現(xiàn)狀及趨勢(shì)，定量分析流域地貌發(fā)育階段與崩崗發(fā)育的關(guān)系，將有助于揭示崩崗集中發(fā)育機(jī)制及其區(qū)域分布特點(diǎn)。并回答崩崗是自然地貌發(fā)育的必然，還是人為影響的選擇性發(fā)育結(jié)果。

（3）崩崗的侵蝕量及侵蝕趨勢(shì)受崩崗發(fā)育階段影響。依據(jù)崩崗的發(fā)育部位、組成要素、侵蝕強(qiáng)度、形態(tài)規(guī)模等，建立崩崗的發(fā)生、發(fā)育指標(biāo)，將有助于崩崗侵蝕量及其侵蝕趨勢(shì)間的橫向、縱向比較。

（4）運(yùn)用示蹤及CT掃描等技術(shù)，明確崩崗防治措施對(duì)崩崗水分、泥沙來(lái)源及運(yùn)移的影響，揭示崩崗防治措施的作用機(jī)理。并建立不同崩崗防治模式下的技術(shù)體系及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，是今后崩崗防治研究的當(dāng)務(wù)之急。