水土流失（Water and Soil Loss）是指在水力、重力、风力等外引力作用下，水土资源和土地生产力的破坏与损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，亦称水土损失。土地表层侵蚀是指在水力、风力、冻融、重力以及其他外营力作用下，土壤、土壤母质及岩屑、松软岩层被破坏、剥蚀、转运和沉积的全部过程。《中国农业百科全书·水利卷》（1987）、《中国水利百科全书·第一卷》（1990）和《中国大百科全书·农业卷》（1990）等对土壤侵蚀也作了类似界定。按照上述定义，水土流失可根据侵蚀外营力的不同划分为水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀、重力侵蚀等多种类型，其中以水蚀和风蚀分布最为广泛。

2.1.2.1　我国水土流失现状

由于具有高低悬殊的地理格局、变化多样的气候条件和极其频繁的人类活动，我国的水土流失尤为严重。有关研究表明（世界资源研究所，1989），每年流失土壤超过50亿t，占世界总流失量600亿t的1/12；每年入海的泥沙量约20亿t，占世界陆地入海泥沙量240亿t的1/12。现有水蚀、风蚀面积近356万km2，占国土总面积的37.42%；还有冻融侵蚀面积126.98万km2，占国土总面积的13.36%。水蚀、风蚀加上冻融侵蚀的总面积高达482.53万km2，超过国土总面积的一半（全国土壤侵蚀遥感调查，2002），我国的水土流失已达到比较严重的程度。

2.1.2.2　水土流失对生态系统的影响

水土流失不仅蚕食着珍贵的土地资源，而且恶化着人类赖以生存的生态环境，破坏着生态系统的完整性和生态循环，并加剧生态危机。水土流失是生态环境恶化的后果，但它又对生态环境的恶化起到推波助澜的作用。水土流失会毁坏大面积的林地与草地，导致土壤植被覆盖度降低，恶化着生态循环。另外，随着水土流失的加剧，土壤生态也发生相应变化，如土层变薄、肥力下降、有效含水量减少、热量状况变劣，其调节气候、水分循环的功能也随之下降，进而导致水灾、旱灾等自然灾害加剧，陷入恶性循环的被动局面，这在生态环境比较脆弱的地区表现尤为突出。

（1）破坏土地资源，降低生产力，危害农业生态系统。土地是人类赖以生存的物质基础，是农业生产的最基本资源。年复一年的水土流失，使有限的土地资源遭受着严重的破坏而变得起伏不平、沟壑纵横、植被稀少，这又为水土流失创造了有利条件，进一步加剧了水土流失，最终导致地形破碎、土层变薄乃至荒漠化。特别是在土石山区，因土层流失殆尽、基岩裸露，土地完全弃耕，有的农民已无耕种之地。近50年来，我国因水土流失毁掉的耕地高达4000万亩，平均每年近100万亩；因水土流失造成退化、沙化、碱化草地100万km2，约占全国草原总面积的50%。

同时，水土流失还通过破坏土壤结构、减损土壤肥分和降低土壤墒情（持水保水能力），大大降低了土壤生产力水平，致使其上生长的作物在水、肥、气、热等方面得不到良好的保证，作物处于饥饿干旱状态，使作物的生长发育受到抑制，生物产量下降，破坏了生态平衡，使农田生态系统的物质能量转化受到很大的阻碍。研究表明，水土流失越严重，作物产量降低越多。在侵蚀强烈、土地本身贫瘠的黄土高原，通过人工移土，在相同的耕作条件下，当表层土壤流失深度达20cm后，小麦减产69.3%，马铃薯减产75.4%。当流失深度达150cm时，小麦产量只有无流失耕地的24.6%，马铃薯只有12.2%。

（2）水土流失造成土壤肥力降低。土壤以能向作物提供良好的生长条件（即土壤肥力）而成为作物生存的基础，而土壤养分的多寡是土壤肥力的最主要的标志，由于表层土壤随水土流失强度的增加而丧失，从而导致了表层土壤中养分含量随水土流失而锐减。这种减少主要表现在有机质、氮、磷、钾等和一些微量元素含量的减低。据中国水土流失科学考察报告调查结果，仅2000年一年全国因水土流失损失的有机质高达1.63亿t，损失的氮磷钾为1.18亿t，其中对农作物生产极为重要的碱解氮、速效磷和速效钾多达122.51万t。折合成经济损失高达239.99亿元（当年价）。其中，有机质为主要损失，分别占总养料损失的86.4%和88.2%；氮磷钾中又以氮元素损失最多，分别占总损失的7.6%和8.9%。这意味着，社会投资增加，作物减产或收益降低，且伴随发展而有所加剧。

1）有机质。有机物含量随土壤侵蚀程度的提高而明显下降。实验资料表明，对于普通黑垆土而言，在厚度为50cm的表层土壤内，非侵蚀土腐殖质含量为150～160t/hm2，若侵蚀土为100～120t/hm2，中等侵蚀土为70～80t/hm2，强侵蚀土为50～60t/hm2（徐锐，1989），且在总量减少的同时，其质量亦相应地有较大降低。由于侵蚀所具有的选择性，土层内首先损失的是颗粒细小的淤泥质，附着其上的以腐殖酸为主的易溶有机质最早流失，加上含富里酸高的下层土壤抬升，有机质中稳定性大的腐殖质含量下降，活性成分减少，导致腐殖质的质量降低。

2）氮、磷、钾。由于土壤中氨、磷、钾的含量通常是同腐殖质含量成正比，故土壤侵蚀率越大，腐殖质含量越少，含氮量亦越低。在侵蚀土壤中，水解氮的数量也比非侵蚀土少，且硝酸和铵的形成速度也变得缓慢，可吸收氮不足。实测资料表明，在侵蚀土内，有机磷酸盐的成分下降，而难溶性磷酸盐的含量增高，在中等侵蚀土中的P2O5，较之非侵蚀土要减少20%～40%，而强侵蚀土减少40%～60%。在黄土高原，土壤含氮量水平与土壤侵蚀强度呈现出侵蚀愈强烈，土壤中的含氮量愈低的关系，强烈侵蚀土壤较之无侵蚀土，其含氮量下降55.3%。

除有机质外，还有一些微量养分亦随土壤侵蚀的增加而减少。据研究，强侵蚀的坡耕地较轻微侵蚀的多年生杏林地，有机质减少66.9%，全氮减少54%，钾减少34.4%，钙减少5.6%（李松，1987）。

（3）水土流失导致土壤结构破坏。土壤结构直接反映了土壤通气性、持水性、传热性等，是影响植物生长的重要因素之一。因此，土壤结构的好坏直接反映了土地生产力的水平。在侵蚀土壤中，淤泥质及其具有较高的抗蚀稳定性的吸水团粒结构比例下降。根据测定，在坡耕层土壤内的吸水团粒结构较之非耕地从44%降到20%，而其中1mm以上的团粒从8%下降到2%，加上底层密土壤的上升及有机质的减少，其结果使得耕层土壤容重和土壤密度相应的增大，土壤渗透性、透气性、持水性等均有明显的下降。实验表明，在一场历时为30min的降雨渗透实验中，强侵蚀土的入渗量仅有非侵蚀土的一半。入渗量减少的后果是坡面径流系数加大，汇流速度加快，这反过来又会加剧了水土流失的程度，其结果是土壤团粒的进一步损失。

（4）水土流失导致土壤干化。表层土壤中团粒及有机质含量的减少，导致了土壤水分入渗率和持水能力的迅速下降和坡面径流系数的增长，这种变化和水土流失一样，与地面坡度成正比。由于入渗水量减少，使之较非侵蚀侵蚀土壤更容易出现频繁的干旱，另外由于侵蚀养分不足，土壤溶液的浓度低，使其上生长植物的蒸腾量比非侵蚀土壤高，农作物的总耗水量亦高出非侵蚀土壤约2～3倍，促进了侵蚀干旱的出现。

2.1.2.3　淤积江河湖库，加剧水旱灾害(www.daowen.com)

水土流失的危害不仅仅限于流失区实物与价值的损失，它对下游乃至更广区域的影响也相当明显。当水土流失携带的大量泥沙再分配时，就会淤积江河，引起河床抬高，河道泄洪面缩小，通航能力和河网调蓄、输水能力降低，破坏了某一地区的水循环路径；就会淤积湖泊，诱发围垦造田，降低蓄洪能力；就会淤积塘库沟渠，降低综合利用效益，缩短使用寿命。同时，由于水土流失使土层变薄，地表组成物质破坏，土壤物理性质恶化，水分渗透能力下降，造成从土壤到江河湖泊的调节径流能力的下降，无疑增加了洪水的发生频率和洪峰流量，加大了洪涝灾害的危害程度。土壤保水率降低，江河湖库蓄水量减少，也减弱了农业对干旱灾害的抵御力，“大雨大灾、小雨小灾、无雨旱灾”的问题更加突出。

据有关资料（彭珂珊，2000），黄河年均约4亿t泥沙淤积在下游河床，导致河床每年抬高8～10cm；长江中下游河道多年来是淤积大于冲刷，局部河段淤积速度非常突出，干流城陵矶到汉口的240km河段，从20世纪60～80年代的20年，河床垫高0.42m，每年抬高2.1cm，致使河流行水能力严重减弱，大大增加了防洪压力；洞庭湖年均入湖泥沙1.29m3，沉积泥沙达1亿m3，湖床抬高3.5cm，湖容缩小，调蓄能力下降。长江流域大中小型水库共有5万余座，总库容达1200亿m3，每年因泥沙淤积损失库容12亿m3。据在长江上游的典型调查，各类水库的平均淤积率达0.86%，平均淤积量1.4亿m3；各类塘堰的平均年淤积率达1.93%，年淤积泥沙0.60亿m3。

同时，我国水旱灾害有加重的趋势。中华人民共和国成立以后，共发生6次严重旱灾，其中20世纪60年代、70年代、80年代各有1次，而90年代却有3次。1949～1989年中国年均水灾受灾面积8.20万km2，旱灾21.18万km2；1990～1999年年均水灾、旱灾受灾面积分别增加到15.31万km2和25.36万km2；2000～2004年又分别增加至15.55万km2和24.29万km2（中国统计年鉴，1990～2004）。水旱灾害的影响范围及其危害程度逐年增加，国家用于防洪抗旱的资金也在不断上升，2000～2004年全国防洪工程建设总投资就高达1824亿元（水利统计公报，2000～2004）。

2.1.2.4　加剧水质污染，加重水资源短缺，影响水环境质量

水环境污染是由点源和非点源共同作用造成的。随着对点源污染控制能力的提高，我国非点源污染的严重性日益凸显，业已成为水环境污染的重要来源，直接影响到人类的生产与生活用水安全和生存环境质量。而水土流失与非点源污染是一对密不可分的共生现象（李清河等，1999），其本身就是一种大尺度的非点源污染。根据科考报告的研究结果表明，仅2000年一年我国由于水土流失导致的非点源污染带来的经济损失约高达为304.4亿元。

水土流失产生的泥沙本身就是一种非点源污染物，同时也是有机物、铵离子、磷酸盐、重金属以及其他有毒有害物质的主要携带者。这些污染物进入水环境，将会给受纳水体带来如下诸多不良影响：

（1）悬浮颗粒物增加。被剥蚀的泥沙一部分在径流传输过程中淤积下来；另一部分则悬浮于河流、湖泊、水库的水体中，形成了一种物理污染，导致水体的浑浊度增加，感官性能大幅降低。

（2）水体富营养化加剧。降水溶解的土壤中的营养物质和被剥蚀的泥沙吸附的化肥及其他农用化合物，伴随地表径流不断进入水环境，加快了水体的富营养化进程，导致藻类迅猛繁殖，水质急剧恶化。据统计研究，水土流失已成为中国水源氮、磷、钾污染的主要原因，如长江中上游宜昌站多年平均年输沙量5.3亿t，估算其中含氮、磷、钾500万t。

（3）水资源短缺加重。西北、华北和中部广大地区都程度不同地缺水，而水土流失将大量的污染物质和营养元素携入水体，致使水中微生物大量孳生，其中不乏病毒性细菌，使得严重的水污染又恶性加剧了这些地区的水资源短缺，进而造成水生态失衡。根据科考报告的研究结果表明，仅2000年一年由于水土流失导致的非点源污染带来的经济损失约高达为304.4亿元。

综上所述，水土流失对生态系统的影响机制见图2.1。

图2.1　水土流失对生态系统的影响机制