【论文精选】乡村聚落土壤侵蚀环境与水土流失研究综述

来源：中国水土保持科学

引言

长期以来，自然环境为人类社会发展提供大量资源的同时，生态环境也遭受了极大破坏。近年来，土壤污染、水土流失、土地石漠化等生态环境问题突显，生态退化与环境污染问题已成为社会经济健康发展的重要挑战。

乡村聚落是人类居住和从事农业生产的重要场所，也是自然环境重要的景观类型之一。在人类社会发展与演变过程中，乡村聚落蕴含了重要的人文和地理价值，故一直是地理学研究的热点内容之一。随着人们对生态环境问题的关注，逐渐形成以乡村聚落生态环境为主要研究内容的乡村聚落生态学，为我国农业与农村发展、乡村生态保护及美丽乡村建设提供了新的理论基础。当前，乡村聚落与其他自然环境类型一样，也面临着环境污染、生态退化的问题。2015年4月，国家发布“关于加快推进生态文明建设的意见”，将农村基础设施建设、山水林田湖综合治理和农业结构调整作为“美丽乡村”建设的主要目标和任务提出。之后，党的“十九大”报告又明确提出统筹“山水林田湖草”系统治理，努力建设山青水美，记得住乡愁的美丽中国，实施乡村振兴战略。这其中，关于乡村聚落水土流失治理也是非常重要的内容。在国家“十三五”规划中，也把农村生态环境保护作为重点内容，充分反映了党和国家对我国农村发展与生态环境保护的重视。鉴于此，为深入了解乡村聚落侵蚀环境及其水土流失研究现状，为下一步研究奠定基础，笔者对当前我国乡村聚落侵蚀环境与水土流失的研究做一概述，以促进乡村聚落水土保持与生态环境治理。

1 乡村聚落概念与功能

乡村聚落是乡村人口居住和从事农业生产的主要场所，它具有不同于城镇环境的诸多特征，如居住环境、道路基础设施、土地利用等。在当今城市化趋势下，乡村聚落的土地利用方式、功能和环境要素都在不断变化中。陈昆仑等在分析国内外乡村聚落定义基础上，提出乡村聚落是以农业生产为主的乡村人口聚居地，乡村聚落的自然景观受人类活动干预程度较城镇轻。

从生态学角度来讲，乡村聚落是指乡村人口的居住地,它包括乡村经济系统、自然环境系统、社会生态环境3部分, 村落是其物质空间形态, 除包括一定的人群外, 还包括植被、水文、土壤、气候、交通等自然要素和人类劳动所形成的一个综合生态系统。洪惠坤等研究认为乡村聚落主要具备居住家园功能、农业生产功能、经济发展功能和生态保育功能。

2 乡村聚落侵蚀环境变化

土壤侵蚀环境是指由土壤侵蚀而形成的特殊的景观和生态系统。唐克丽指出土壤侵蚀环境概念的提出有助于深入研究土壤侵蚀的危害与防治，使土壤侵蚀研究不只限于水和土的流失问题，更要关注土壤侵蚀危害及其发生的自然条件、社会经济及人文景观等诸多要素，将土壤侵蚀与其发生环境作为一个整体考虑，并与当前世界关注的全球变化问题联系起来进行综合保护，促进生态环境与社会经济协调发展。

乡村聚落是自然环境的一个重要构成单元，其土壤侵蚀环境既包括自然环境要素(地形地貌、气候、植被及水文等)，也包括人类生产活动及其由此形成的人文环境(屋舍、院落、乡村道路及农业生产设施等)；因此，任何对乡村自然及人文环境产生影响的要素都会造成乡村聚落侵蚀环境变化，如居民修建房屋、村内道路建设、种养殖活动等。乡村空间格局是反映其土壤侵蚀环境变化的重要依据，近年来针对这一问题的研究较多。陈述彭等研究了贵州省遵义附近的乡村聚落特征，指出地理因素、社会经济条件及社会民族特性等对聚落内房屋形态与空间格局影响明显。金其铭对农村聚落与自然环境之间的关系、农村聚落的分类、集镇与农村城镇化等问题进行了系统研究。范少言通过分析乡村聚落形成与发展，指出农业生产技术的变革、城市化与乡村居民对生活质量的追求都是导致乡村聚落空间格局变化的原因。洪惠坤等从乡村空间功能的视角研究了重庆山区乡村空间功能分异特征与类型。岳大鹏研究表明在黄土丘陵区居民用地结构及其比例，乡村聚落内道路用地占9.7%，屋舍用地占25.2%，院落用地占41.2%，这些土地类型往往未被植被覆盖。随着乡村人口增长及农村经济发展，乡村聚落用地数量不断增加。这些研究成果对于人们认识乡村聚落侵蚀环境变迁具有重要意义。

乡村聚落侵蚀环境具有明显的地域差异。在不同地区，乡村聚落空间格局具有明显差异。在平原地区，地形平坦，土地利用集约化程度高，乡村聚落主要以团聚状分布，居民点与交通线距离较近，聚落的外延性强，人际交流密切。在山区，地势陡峭，乡村聚落分布受地形的影响较大，居民依山而居，居民地空间分布较分散，交通不便利，以传统农业生产为主，经济发展落后。闵婕等研究表明岩溶山区乡村聚落空间分布具有低密度散点型、中密度不规则条带型、高密度宽带型等特征。在河谷地带，人口沿河居住，乡村聚落主要以带状分布。刘妹荣等对山地丘陵区乡村聚落空间分布研究表明，乡村聚落规模、形态结构与水源关系密切，而交通对乡村聚落格局的影响不显著。在干旱缺水的黄土丘陵区，乡村聚落空间分布具有明显的水源指向性。其次，乡村聚落侵蚀环境还存在一定的地带性规律。谢显奇等研究了岩溶山区乡村聚落分布特征，结果表明地形与河流对岩溶山地乡村聚落空间格局影响较大，岩溶山区乡村聚落主要分布在海拔1100~1500m位置，乡村聚落数量与坡度呈正态分布关系。张佰林等运用区位熵原理研究表明，根据区位优势可以将乡村聚落地划分为近郊型、远郊型和边远型居民地。在边远型和远郊型乡村聚落，土地利用以农业生产为主，在城市近郊乡村聚落具有非农业生产功能。对于不同的生产生活功能，人类对水土资源的扰动作用不同，如在农业生产为主区，农业生产活动与屋舍修筑是最主要的扰动方式，而在非农业生产区，有一定的工商业活动，人为活动频繁，水土资源受扰动程度一般大于农业生产区。另外，在山区，乡村聚落侵蚀环境地带性还与地形有关。随着海拔的增加，居民区的数量减少，单个居民区规模降低，人为干扰作用相对低；但是由于高海拔地区地形坡度大，生态环境相对脆弱，其土壤侵蚀环境与低海拔区不同。

乡村聚落地理环境空间格局，除了受自然环境因素影响外，经济社会发展也具有重要影响。一方面，经济的发展为乡村建设带来了资金，加快了乡村聚落基础设施建设，通信、交通条件得到改善，促进了乡村聚落与外界的交流，乡村聚落人居条件与环境变化；反过来，乡村聚落与外界的交流合作又会促进乡村空间格局的变化。比如，贵州通过与阿里巴巴等电商合作，为偏远山区农产品“走出去”打通了一条通道，推动了农村种植和消费结构的转变，进一步促进了乡村聚落发展与环境变化。在一些经济发达地区或临近城郊区，受城市化趋势影响，土地利用结构已发生显著改变，乡村聚落或农业用地逐渐消失，如大连金石滩旅游度假区。邢谷锐等研究表明，城市化对乡村聚落空间演变的影响因素主要体现在城市用地扩张，城市化导致乡村聚落功能转变，而城乡人口流动使年轻的劳动力进入城市，乡村聚落农业生产功能丧失。李红波等研究了苏南地区乡村聚落空间格局及其驱动机制，结果表明苏南地区乡村聚落空间差异明显，受政府调控、城镇化、工业化和交通发展影响，县域水平上乡村聚落土地利用度较低。另一方面，随着社会经济发展，乡村人口进入城市生活，劳动人口的减少，造成乡村空心化加剧，发展停滞，大量土地闲置，荒芜。田光进等研究表明在经济发展地区，乡村生活功能由农业转为非农业，旅游、商贸逐渐发展，农户翻新、住房改造、道路建设频繁，对周围环境的改造与影响也较大。

政府政策对乡村聚落侵蚀环境变迁也具有影响。自21世纪初，我国开始实施西部大开发政策，国家将大量的资金和技术投入西部地区，带动了西部山区乡村聚落发展与变化，如甘肃、宁夏、贵州等地，对一些集中连片的贫困地区，实施了整村搬迁的扶贫政策。将人口搬至生活条件较好的地区，规划新建居民地，并配套建设生活生产设施，包括道路、农田、水渠等。搬迁后，原有村落被遗弃，土地利用结构明显改变。党的“十八大”以来，国家实施了“精准扶贫”战略，对大量贫困山区和民族地区人口实行异地安置，一方面实现了脱贫致富，另一方面也保护了山区脆弱的生态环境。此外，在一些大的工程建设或自然灾害发生地，也会造成乡村聚落土地、人口与房屋等环境的变化，导致乡村聚落空间格局变化，如三峡库区因水位升高而淹没重庆市16万余个自然村，共4.62万km2土地。2008年发生的汶川地震，引起山体滑坡、泥石流等次生灾害，改变了乡村地形地貌、交通及居民地分布等都是乡村聚落地理环境变化的具体表现。

总体上，乡村聚落侵蚀环境变化与农村经济发展密切相关，而乡村功能转变是造成乡村聚落侵蚀环境变化的直接原因。原来以居住、农业生产为主要土地利用方式的乡村聚落，现在逐步演变为集居住、农业生产、旅游观光等多产业发展的区域，在平原地区乡村聚落城市化趋势明显。而在山区乡村聚落，伴随着人口流动流向城市，大量房屋、院落被遗弃，部分甚至坍塌、土地荒芜，成为乡村聚落土壤侵蚀新的物源。因此，如何从源头上保护乡村聚落环境，防治乡村聚落生态环境退化就显得非常重要。

3 乡村聚落水土流失研究

乡村聚落侵蚀环境复杂多变，人为因素对土壤的扰动大，引起水土流失的原因是多方面的。我国是一个多山的国家，数亿人口生活在农村。这其中有大部分农村处于经济欠发达的中西部地区，地形陡峭，乡村环境较恶劣。由于地处山区深处，交通不便、生产方式落后，过分依靠陡坡垦殖，种植玉米等低水土保持作用作物，有些地方甚至仍过着以柴为薪的生活方式，乱砍滥伐时有发生，构成对地表植被的破坏，引发水土流失。其次，乡村聚落建设中产生的裸露坡面为水土流失提供了场所。在乡村生活中，为了满足出行需要，开挖坡面修筑土质道路，或者经长期践踏，形成自然的羊肠小道；为了满足居住需要，平整土地建设住房。在一些地区，修建房屋、道路的材料往往就地取材，也会破坏地表植被，使土壤失去天然的保护伞，一遇到降水，便产生水土流失。通过实地调查研究，岳大鹏对黄土区乡村聚落与土壤侵蚀进行了系统研究，研究表明乡村土地利用种类繁多，土壤侵蚀环境复杂，院落、户间道路、空地，以及房屋、道路修建总开挖的裸露陡壁、弃土、废弃院落等人类过度干扰是乡村土壤侵蚀的主要原因，农村修建新窖一般动土量在69~240m3/孔，这其中有55%的土壤被遗弃，弃土随意堆放和倒入河沟，这些弃土最终因降雨侵蚀和沟道径流被流失，水土流失量较大。裴新福通过调查人口密度、人居窑洞数量、人均聚落用地面积与土壤侵蚀量，提出人居侵蚀模数，即居民点内由于人居环境建设，平均每人每年产生的土壤侵蚀量，单位t/(人·a)。据测算陕北多沙粗沙区农村人居侵蚀模数为4.59 t/(人·a)，较自然坡面增加182%之多。

乡村聚落自身空间结构为水土流失提供条件。乡村居民地土地利用构成一般包括院落、村内道路、种养殖用地、晾晒场地等。在正常情况下，由于人畜践踏频繁，居民区内部道路、养殖用地、院落等很难有植物生长，地面长期呈裸露状态，人畜践踏会形成一层浮土，为水土流失提供了条件。甘枝茂等通过原位观测的方法研究了陕北黄土高原榆林市王庄村、绥德县雕三村和延安市枣园村3个村庄道路、庭院和户间空间的水土流失状况，结果表明道路、庭院和户间空间的水土流失强度分别为7348.0、2081.7和6873.2t/km2，远高于自然坡面水土流失强度。相似的研究在国外也有报道，De等研究了位于非洲乌干达维多利亚湖北部7个典型乡村聚落，36个院落的水土流失特征，研究结果表明研究区内院落的水土流量达1万700t/(km2·a)。村内道路水土流失量分别为3400t/(km2 ·a)。尽管院落、道路的面积只占研究区土地面积的2.2%，但是水土流失量却占到总水土流失量的85%之多。同时，在坡度较大的山区，居民为了获得宽敞的土地修筑院落，往往采取开挖坡面，垫地基的方式平整土地，这种方式一方面直接产生土壤的搬运，另一方面会形成弃土堆，一旦降雨就会产生水土流失。

乡村道路也是乡村聚落水土流失的重要区域。在乡村聚落，一般道路等级低，多数道路是供农业生产和人畜行走的便道，道路依地形而建，蜿蜒曲折，路面和路基未硬化处理，经常性的人、牲畜、车辆等对地面碾压、踩踏等，地表覆盖低或者无植被覆盖，在干旱半干旱山区，践踏作用还会在地表形成一层松散土壤，为水土流失发生提供条件。李建明等采用野外调查和室内模拟实验研究了黄土区土质道路浮土侵蚀过程，结果表明路面浮土对道路侵蚀具有影响，随着浮土的增加，土壤流失量增加。道路在日常人们生产活动中都要使用，是受人为踩踏最频繁的区域。对长期使用的乡间道路，地形明显下降，在道路中间形成排水沟。朱宝才等模拟试验表明土质道路裸露排水沟侵蚀产沙量明显高于有植被保护的排水沟。其次，随着道路侵蚀的加深，路面形态发生变化，进一步影响道路侵蚀规律。王天巍等采用模拟试验方法，定量研究了农村4种常见路面形态(拱形、侧向形、平直形、凹形)对道路侵蚀的影响，结果表明路形对产沙的影响高于产流，路形通过改变路面径流的水力学特征来改变产沙特性，拱形路面抵抗降雨侵蚀的能力最好，凹形路面最差。在山区聚落，降雨较大时，容易产生山洪，在道路上还会产生沟蚀。2017年7月陕北榆林地区特大暴雨，雨后调查表明该区土质路面发生了严重的土壤侵蚀，道路沟蚀严重，侵蚀沟深度最大4m，宽度达3.5m，长度680m。其次，乡村修建道路、住宅时，产生大量土壤堆积体会促进水土流失，在陡坡地区，修建院落开发坡面，形成裸露面也是水土流失的来源。史志华等研究了三峡库区土质道路产沙过程，结果表明土质道路仅需1~3mm降雨就能产生地表径流，7~10mm的降雨使径流趋于稳定，径流系数超过60%。徐学选等对黄土丘陵区次降雨下的山坡道路侵蚀特征分析，发现山坡道路侵蚀强度为500~1万3500t/km2，道路侵蚀强度远大于农林草地。通过对延安南部燕沟流域产沙来源追溯，徐学选等计算该流域道路产沙占总产沙量的42%，因此，他们提出黄土高原丘陵区水土流失治理应该重点放在道路防蚀的观点。Cao等和Ziegler等分别对田间担负不同功能的小路水土流失进行了实验研究，结果表明水深与坡度是影响田间小路水土流失的主要因素，水土流失量与水深和坡度呈幂函数关系。

此外，自21世纪初以来，伴随着西部大开发战略实施，大量的工程项目在西部山区建设，如道路建设、风力发电项目等，部分项目实施过程中占用乡村用地修建临时便道、物料场、弃土弃沙场等，产生许多裸露面，后期未进行有效治理和管理，成为新的土壤侵蚀源。孙虎等通过人工模拟降雨实验的方法对人为弃土堆积形成坡面水土流失过程进行了研究，结果发现由于人为堆积的弃土，土层松散，结构性差，在相同的降雨条件下，人为弃土形成的坡面、土堆可以发生强烈的侵蚀，侵蚀产沙量可达到裸露自然荒坡的12倍左右。同时，随着降雨强度的增加，人为弃土形成坡面、土堆水土流失量的增加也较自然坡面明显。即便将弃土堆积在相对平整的坡面，侵蚀产沙量相对减小，但是增加了地表的侵蚀面积。张华明等研究了江西省山地风电项目区水土流失特征，结果表明单台风机平均占地2.44hm2，挖土方4.51万m3，弃土方1.44万m3，新增水土流失量364.38t。在风电项目建设过程中，临时道路和弃土场的新增水土流失量分别占总量的53.87%和10.13%，临时道路是山地风电项目水土流失最为严重的区域。因此，在乡村聚落进行开发建设，应严格禁止随意修建道路、堆积或倾倒弃土，对已有的道路、弃土，应采取合适的水土保持措施。

以上分析说明乡村居民地水土流失严重，乡村聚落的水土流失不可忽视，应加强研究和防治。

4 研究展望

长期以来，虽然党和政府十分重视水土保持工作；但是在一些山区，人们对水土流失的意识不强，开挖建设、乱砍滥伐等破坏地表植被的行为时有发生，加之水土保持措施实施不及时，导致乡村聚落水土流失严重。由于乡村侵蚀环境受人为干扰大，其水土流失过程与机理与一般坡面还存在不同之处，受研究条件的限制，目前对于乡村聚落水土流失研究尚处于探索阶段，其特征与机制还不清楚。当前关于农村土质道路土壤侵蚀研究较多，但是研究主要采用室内模拟试验的方法，其侵蚀环境与实际情况存在一定的差异。如在实际环境中，现已存在雨后路面产生侵蚀沟，路面坍塌等侵蚀现象，但是这类侵蚀通过模拟试验很难实现。

乡村聚落功能随着社会发展产生变化，乡村土地利用结构趋于多元化，其侵蚀环境也相应的发生变化。虽然岳大鹏、裴新福和甘枝茂等分别对陕北黄土区居民地内部构成及其土壤侵蚀进行了研究；但是由于乡村聚落侵蚀环境存在明显的地域差异和地带性特征，这些结果并不能代表其他地域乡村聚落土壤侵蚀特征，如西南喀斯特山区、南方丘陵区、北方土石山区等。特别是西南喀斯特山区，由于人口密集、地形地貌复杂，降雨充沛，长期存在土地石漠化问题，乡村聚落侵蚀环境极为复杂。如何有效地保护与利用水土资源，减少水土流失极为重要。当前，乡村聚落还不是水土流失常规监测的区域，缺乏有效数据分析和研究乡村聚落土壤侵蚀特征，特别是乡村建设规划中，如何进行水土保持等问题尚不明确。因此，乡村聚落水土流失防治是实现乡村振兴和生态文明建设的重要方面，需要加强研究。

本研究由国家自然科学基金项目“喀斯特地区裸露基岩—土壤复合地表条件的土壤侵蚀研究”（41867014）；贵州省科技计划项目“喀斯特山区乡村聚落土壤侵蚀特征研究”（黔科合基础[2016]1027）；贵州省科技计划项目“喀斯特山区乡村聚落水土流失及石漠化防治技术研究与示范”（黔科合[2016]支撑2835号）；贵州省优秀青年科技人才项目“喀斯特坡地土壤侵蚀与水土保持研究”（黔科合平台人才[2019]5671）共同资助。

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