气候变化背景下水土保持措施的适应性研究

摘要：本研究聚焦于气候变化背景下，水土保持措施适应性这一关键议题。深入剖析气候变化对水土流失的多重影响，细致评估现有水土保持措施在新气候条件下的适应状况，并提出针对性的优化策略。研究发现，气候变化显著改变了水土流失的动力与环境，现有措施面临诸多挑战。通过优化工程设计、调整生物布局和完善农业技术，有望提升水土保持措施的适应性，为应对气候变化与保护生态环境提供重要的理论与实践依据。

关键词：气候变化；水土保持措施；适应性

引言

在全球气候变化的大背景下，气温攀升、降水格局异常以及极端气候事件频发，深刻改变了陆地生态系统的水文循环与土壤侵蚀过程。水土流失不仅威胁土壤资源的可持续性，还对生态安全、农业生产和社会经济发展造成负面影响。传统水土保持措施在设计与实施时，对当前快速变化的气候条件考虑不足，导致其有效性与稳定性面临挑战。因此，深入研究水土保持措施在气候变化背景下的适应性，对于提升水土保持功效、保障生态系统健康具有迫切的现实意义。

一、气候变化对水土流失的影响

1. 温度变化的影响

温度升高是气候变化的显著特征之一。一方面，气温上升加速土壤水分蒸发，导致土壤含水量降低，植被因缺水而生长受抑，植被覆盖度下降，土壤失去植被的有效保护，直接暴露于降雨和风力侵蚀之下。另一方面，高温影响土壤微生物活性，改变土壤有机质分解与养分循环，进而破坏土壤团聚结构，降低土壤抗侵蚀能力[1]。例如，在干旱、半干旱地区，温度升高使土壤干裂加剧，为径流侵蚀创造了更有利的条件，微小的降雨也可能引发严重的水土流失。长期的温度变化还可能导致植被群落结构改变，进一步削弱生态系统对水土流失的调节能力。

2. 降水模式改变的作用

降水模式的改变包括降水频率、强度和分布的变化。降水强度增大时，雨滴对土壤的溅蚀力增强，短时间内形成大量地表径流，迅速冲刷土壤颗粒。如暴雨事件增多，雨滴以更大的冲击力击打地面，破坏土壤表层结构，使土壤孔隙堵塞，入渗减少，地表径流急剧增加，从而引发严重的坡面侵蚀。降水分布不均，导致部分地区长时间干旱，土壤干裂，而在降水集中时段，干裂的土壤更易被径流带走。此外，降水频率变化也影响土壤侵蚀过程，频繁降水使土壤始终处于湿润状态，降低土壤颗粒间的黏聚力，增加了侵蚀风险。

3. 极端气候事件的冲击

干旱、洪涝等极端气候事件对水土流失具有强烈的冲击作用。干旱期间，植被因缺水死亡，土壤失去植被根系的固持作用，同时土壤水分含量极低，颗粒松散，在风力作用下易形成风蚀。例如，在干旱地区，强风裹挟着松散的土壤颗粒，形成沙尘暴，造成大量表土流失。洪涝灾害时，短时间内的大量降水形成强大的洪水，不仅冲毁地表植被，还对土壤进行强烈的冲刷和搬运，导致大面积的土壤侵蚀。此外，极端气候事件还可能引发山体滑坡、泥石流等地质灾害，进一步加剧水土流失的范围和程度，对生态环境造成难以恢复的破坏。

二、现有水土保持措施适应性分析

1. 工程措施适应性

梯田、挡土墙等工程措施是传统水土保持的重要手段。然而，在气候变化背景下，这些工程面临新的挑战。梯田的设计通常基于历史降雨和径流数据，气候变化导致降雨强度和频率增加，梯田的排水系统可能无法应对突然增大的径流量，导致田埂漫溢、坍塌，降低了梯田拦蓄径流和泥沙的功能。挡土墙在长期遭受暴雨冲刷和地下水位变化影响时，其基础稳定性受到威胁，可能出现倾斜、倒塌等情况。此外，工程材料在极端温度和湿度变化下，耐久性降低，缩短了工程设施的使用寿命，使得工程措施在应对气候变化带来的水土流失加剧问题时，难以维持原有的水土保持效果。

2. 生物措施适应性

植树造林、种草等生物措施通过植被的根系固土和冠层截流来保持水土。但气候变化打乱了生物的生长节律。温度升高和降水模式改变，可能使原本适宜的植物物种不再适应新的气候条件，导致植物生长不良甚至死亡。例如，一些对水分要求严格的树种，在降水减少或干旱期延长的情况下，成活率降低[2]。同时，气候变暖可能引发病虫害的爆发，破坏植被群落结构，削弱生物措施的水土保持功能。

3. 农业技术措施适应性

等高种植、轮作等农业技术措施旨在通过改变农田微地形和种植方式来减少水土流失。然而，气候变化使这些措施面临适应性难题。随着气温升高和降水模式改变，农作物的种植界限和生长周期发生变化，原有的等高种植和轮作模式可能不再适应新的气候条件。例如，在气温升高地区，一些原本适合低温环境的作物可能需要向更高海拔或纬度转移种植，原有的等高种植布局被打乱。降水分布不均可能导致部分地区在农作物生长关键期缺水，影响轮作计划的实施，降低了农业技术措施保持水土和维持土壤肥力的效果。

三、提升水土保持措施适应性策略

1. 优化工程措施设计

在工程措施设计阶段，应充分考虑气候变化因素。对于梯田，需重新评估排水系统的承载能力，根据未来降水预测，适当增大梯田的排水口尺寸和排水渠道的坡度，确保在暴雨等极端情况下能迅速排除多余径流，防止田埂被冲垮。在挡土墙设计中，加强基础处理，考虑地下水位变化和土壤冻融循环的影响，采用更稳固的基础结构和耐久性强的建筑材料。同时，利用现代技术手段，如地理信息系统（GIS）和水文模型，对工程区域的地形、水文和气候变化进行模拟分析，优化工程布局，提高工程措施对气候变化的适应性和抵御极端气候事件的能力。

2. 调整生物措施布局

依据气候变化趋势，科学调整生物措施布局。在物种选择上，优先选用耐旱、耐涝、抗病虫害能力强的本地植物品种，提高植被的成活率和适应性。例如，在干旱地区推广耐旱的灌木和草本植物，在易受洪涝影响的区域种植耐水湿的乔木。同时，注重构建多层次、多样化的植被群落，增加植被的稳定性和生态功能。可以采用混交林的方式，不同树种之间相互补充，提高群落对气候变化的缓冲能力。

3. 完善农业技术措施体系

结合气候变化特点，完善农业技术措施体系。利用精准农业技术，根据不同地块的土壤水分、养分和气候条件，精准实施灌溉、施肥和种植。例如，采用滴灌、微喷灌等节水灌溉技术，在干旱时期保证农作物的水分供应，减少水资源浪费。根据气候变化调整种植制度，合理安排作物轮作和间作模式。对于气温升高地区，可适当提前或推迟播种期，选择更适应高温环境的作物品种[3]。同时，推广保护性耕作技术，如免耕、少耕等，减少土壤扰动，增强土壤抗侵蚀能力，实现农业生产与水土保持的协同发展。

四、结论

本研究表明，气候变化通过温度升高、降水模式改变和极端气候事件频发，对水土流失产生显著影响，现有水土保持措施在应对这些变化时存在一定局限性。通过优化工程措施设计，增强其对极端气候的抵御能力；调整生物措施布局，提高植被适应气候变化的能力；完善农业技术措施体系，实现农业生产与水土保持的协调发展，有望有效提升水土保持措施的适应性。未来研究应进一步加强对气候变化趋势的精准预测，深入探究水土保持措施与气候变化的动态响应关系，为制定更加科学、有效的水土保持策略提供更坚实的理论支持，以实现生态环境的可持续发展。

参考文献：

[1]范锟，龚云龙.水土保持措施生态服务功能评价的研究进展[J].水上安全，2024，（23）：91-93.

[2]郭松乐.气候变化条件下黄土高原沟壑区水—沙—植被响应规律研究[D].西安理工大学，2024.

[3]李博.黄河中游典型流域极端降雨和水土保持措施的空间匹配对水沙变化的影响评估[D].西北农林科技大学，2024.