第三节 野外考察及数据来源

一、野外考察

为了深入掌握研究区域的社会经济、自然环境特征、水土流失特点及其主要影响因素，收集研究区域社会经济自然环境的数据，以便能够深入分析研究区水土流失综合治理范式的结构功能和驱动机制。同时，为了更好地从理论探讨不同水蚀类型区影响因素和作用机制的差异，完善重点研究区水土流失及其治理演变过程的机理，对我国主要水蚀区进行了多次考察。于2007年7—9月对北方土石山区典型治理区张家口地区、北京市密云地区进行了系统的野外考察和资料收集工作，并与当地相关部门进行了座谈和讨论，深入掌握了当地水土流失及其治理工作的现状和特点。同时，为了掌握我国不同区域间的水土流失特征地带性规律的差异性，于2007年10月对东北典型黑土区水土流失状况进行了一系列的野外考察，旨在通过不同水蚀类型区的野外考察，从直观上了解它们之间的差异性，为能够更好地抓住北方土石山区特有的气候条件、地貌特征、下垫面状况在侵蚀过程中的作用研究提供一定的参考。

1.北京市密云县野外考察

在此次考察中收集了大量的水土流失监测及治理方面的数据，为该区水土流失综合治理范式的总结集成提供重要的基础支持，同时通过野外考察，更加深刻地掌握了该区水土流失的特点。该区水土流失特点的空间变异性很大，地貌类型主要是山地丘陵，从远山至坡底规律性明显，地形间阶梯落差大是影响该区水土流失的主要地貌因素，而历史时期人为对天然植被的破坏，加上多暴雨是该区水土流失严重的直接原因。同时，通过对密云县典型治理小流域——石匣小流域的调查发现，该区属于低山丘陵区，坡度相对较小，土壤一般较薄，且土壤表层以下基岩出露明显，土石混杂现象明显，在北方土石山区具有代表性［图2-4（a）、（b）］。由于该区土层较薄，抗侵蚀能力相对较弱，一旦地表植被遭到破坏，水土流失十分严重，表层土壤很快被冲蚀殆尽，土壤粗化、基岩出露现象普遍［图2-4（c）］。而通过调整土地利用结构，增加植被措施，同时结合一定的工程措施可以有效控制侵蚀强度，保护土壤［图2-4（e）、（f）］。该小流域始治理于1992年，至2009年已经有17年的治理历史，是北京市水土流失小流域综合治理示范区，代表性强，同时该区有20个径流小区、一个气象站和土壤化验室［图2-4（d）］，数据监测开始于1993年，有16年连续的降雨、径流泥沙及土壤理化性质的监测资料，对分析总结北方土石山区水土流失发生规律及治理范式具有十分重要的参考价值。

2.张家口地区野外考察

张家口市位于北京市西北部，与其相邻的是北京市重要的生态屏障和水源来源区，地理位置十分重要。因此深入研究北京市水土流失综合治理范式时，必须考虑张家口的生态环境建设。通过对该区的野外考察收集了大量社会经济及水土流失监测及治理方面的数据（图2-5和表2-5），同时和当地水保部门及专家深入探讨了该区水流失的特点、主要影响因素的空间差异性，对总结集成该区水土流失综合治理范式具有重要的参考价值。同时通过该区的野外考察，使自己能够更好地理解该区水土流失的主要特点，有利于该区水土流失及其治理过程机理研究的深入。该区与北京市密云县相比，该区地貌类型相对复杂，土壤在空间分布上也差异较大，除了黄土区，该区土壤厚度较密云县薄，土石混杂现象更加明显，水土流失类型复杂多样，主要可分为土石山区侵蚀类型、黄土区侵蚀类型以及白垩纪恶劣地形侵蚀类型。由于该区特有的地貌环境和气候特征，使其侵蚀环境和产沙机理与黄土高原、东北黑土区及南方地区存在明显差异。图2-6～图2-8反映了张家口市不同地貌类型区复杂多样的侵蚀环境及其治理特点。其中图2-5反映了北方土石山区的典型特征，地表土层很薄，质量很差，且表面土石混杂现象明显［图2-6（a）、（b）］，主要在坡面采用植被结合工程措施控制水蚀，效果明显［图2-6（c）、（d）］。由于黄土区土层厚，土壤松散，抗侵蚀能力差，坡面及沟道重力侵蚀严重，主要采取坡面工程措施结合植物措施，沟底种植杨树防治沟底下切（图2-7）。白垩纪恶劣地形区地表砂砾土壤混合现象十分严重，有些地方几乎看不见土壤，只是在砂砾之间夹杂些土壤，抗冲能力极差，一遇暴雨砂砾鹅卵石顺坡而下，对下游的危害很大，坡面主要采取植物埂梯田及鱼鳞坑种植松树、杏树，沟底主要布置杨树和柠条埂防治泥沙对下游的危害（图2-8）。因此，在深入研究该区侵蚀产沙机理，筛选适宜的水土保持措施以及总结水土流失综合治理范式时，必须重点考虑该区地貌气候特征及侵蚀环境的空间差异性。

图2-4北京市石匣小流域土壤及水土流失治理特征

（a）坡面地表断面土层垂直特征；（b）坡面地表土壤特征；（c）坡面植被破坏后表层土壤流失情况；（d）坡面径流小区布置情况；（e）坡面水土保持措施布置情况；（f）沟道水土保持措施布置情况

图2-5 张家口市野外考察路线示意图

图2-6 张家口土石山区地貌及水土流失治理特征

（a）坡面地表断面土层垂直特征；（b）坡面地表特征；（c）坡面水平种或鱼鳞坑种植松树工程措施；（d）坡面水平沟或鱼鳞坑种植松树的成效

图2-7 张家口市黄土区地貌侵蚀及治理的特征

（a）黄土接近沟底的重力侵蚀；（b）黄土区坡面的沟蚀情况；（c）坡面植被结合工程措施防治水蚀的情况；（d）黄土沟底种植杨树防治沟道下切的情况

图2-8 张家口市白垩纪恶劣地形地貌侵蚀及治理特征

（a）白垩纪恶劣地形区的基本地貌特征；（b）地表的基本特征；（c）坡面植物埂防治水土流失的情况；（d）沟道杨树及柠条埂防治砂砾对下游的危害的情况

通过对北方土石山区两个典型水蚀类型区的考察，深入了解了不同治理区水土流失的特点，同时也收集了大量的资料。同时，通过区域对比考察有利于更好地理解水土流失发生特点的地带性规律，从而使得本研究能够更准确地把握水土流失区域治理的空间差异性和特殊性，为区域水土流失综合治理范式结构功能的分析研究提供基本参考指标。

二、数据来源

研究区内的降雨、水文和泥沙数据资料，主要来源于国家气象局及本所图书馆资料《中国地面气象资料月册》《中国地面气象记录年报》《中华人民共和国水文年鉴》和北京市和张家口市各地的径流小区观测资料，以及北京市各区县的水土保持公报。其他资料来源于北京市各区县的县志、张家口市各区县的县志、张家口市水土流失监测资料、河北省水利统计年鉴等。

此外，部分数据和结果引自同课题组其他成员，另有些数据或图片来源于已发表的文献期刊（或者做过进一步的修改），这方面的数据，在论文适当的位置都有标注；还有大量资料是2006—2007年通过对研究区野外考察收集到总结出来的。数据的收集和处理情况在论文相关部分内容的撰写中，均作了详细的说明。