我国是世界上水土流失最严重的国家之一。这不仅与我国强烈的新构造运动 ,多山的地形特点和季风降水的不稳定等诸多自然背景因素有关 ,更与我国农业开发历史悠久 ,人口众多等诸多人文因素所导致的加速侵蚀密切相关。
作为世界上重要的农作物栽培起源区之一 ,中国农业自 12000 年前出现以来 ,先后经历了原始农业(掠夺式农业 ,约BC 500 年以前) 、传统农业(循环式农业 ,BC 500 - AD1950 年) 和现代农业(投入式农业 ,1950 年以后) 等 3 个发展时期 。
农业的发展在养育了具有多源一体特征的中华文明的同时 ,也使中国的水土流失不断加剧。根据水土流失问题的时空变化特点 ,本文将我国水土流失历史分为 5 个阶段 ,其中 ,第一个阶段处在原始农业时期 ,基本维持自然侵蚀 ;第 2～4 个阶段发生在传统农业时期 ,人为导致的水土流失首先于西汉凸显在北方地区 ,至唐宋扩展到南方地区 ,到清中叶随着山地的开发而普遍加重 ;第 5 个阶段发生在现代农业时期 ,水土流失更为严重 ,但近期水土保持措施已初见成效。
一、原始农业时期基本维持自然侵蚀
从约 12 000 a 前到约 500BC 为原始农业时期。
其中 ,史前时期(2000BC 以前) 的原始农业按起源和生产方式可明显地分为南北两大系统 :南方是稻的发源地 ,形成以长江中下游为重心的稻作农业系统 ;北方是粟、黍等作物的发源地 ,形成以黄河中下游为重心的粟作农业系统。
5000BC —6500BC ,各支文化均已表现出较高的生产和文化水平。至 5000BC —2000BC 年的仰韶、龙山文化时期 ,史前农业达到兴盛 ,稻作与旱作栽培的分界大致在 35°N 附近的扶风 —户县 —华县 —渑池 —洛阳 —郑州 —衮州 —日照一线 ,较现今偏北 2～3 个纬度 ;北方以粟为主的旱作农业的北界达到现今以畜牧为主或半农半牧的内蒙古长城地带及西北的甘青地区。
夏商之际 ,我国原始农业文化受环境突变的影响而一度衰落 ,其中 ,长城沿线的原始旱作农业蜕变为以半农半牧、时农时牧的土地利用方式为特征的农牧交错带 ,这种特点一直持续至今 ;长江以南地区的稻作农业也出现不同程度的衰落 ;仅在黄河中下游地区得到相对的发展。西周时期农耕区主要集中在黄河中下游地区。
火耕方式、木石制工具、以及熟荒农作制是原始农业耕作制度的主要成分 ,即使在商周之际的铜器时代 ,铜器也很少用作农业工具。原始农业是从以牺牲天然植被为代价的“火耕”开始的(生荒地) ,在“火耕”之后使用石器或木制工具进行进一步的耕作 ,通过数年的撂荒使地力自然恢复后再重新开垦 (熟荒地) 。
在旱作农业系统的北方和稻作系统的南方 ,由于具体耕作方式的显著差别 ,其对水土流失的影响也有所不同。
但总体来讲 ,原始农业时期 ,开发区域主要集中在较平坦的地段 ,人口数量和开发规模有限 ,人类的生产、生活活动对自然环境还构不成严重的威胁 ,水土流失基本维持在自然侵蚀状态。
1.北方地区
史前北方旱地农业长期实施的可能是火耕与耜耕结合兼用的耕作方式 ,而两者的劳动量、技术投入和作用 ,前后有所变化。火耕即放火烧田 ,普遍存在于生荒地、熟荒地和连作地整治的前期阶段。
新垦殖的生荒地上砍伐和焚烧的主要植物可能是茂密野草和稀疏树木 (但不属于标准森林地) ,耕种一些年份后 ,为恢复地力 ,实行抛荒休耕 ,另开新地耕种。
经周期性休耕后重新使用的熟荒地上 ,砍伐和焚烧的主要植物可能为灌木和杂草。即使在数年连续耕种的连作地上 ,也需焚烧收割谷穗后留下的茎秆以及杂草。草木灰烬成了很好的肥料 ,焚烧还可消除部分病虫害。
接着是以木耒、石耜(铲) 、石锄等为主要工具 ,不同程度地加以翻挖平整田地 ,这可概称之为耜耕。
史前旱地农业耕作很长时期的发展变化总趋势 ,大体是火耕的劳动量渐次降低 ,而耜耕的劳动量、技术和作用则日益增强。
上述耕作方式不仅破坏了原始植被 ,也对土壤造成扰动 ,且随着耜耕作用的日益加强 ,对环境的影响程度也呈逐步加强的趋势。
但总体上 ,人类活动引起的水土流失仍十分有限 ,水土流失基本属于 自 然 侵 蚀 范 畴。全 新 世 中 期 ( 6000BC —3000BC) 黄土高原土壤年均侵蚀量为 1. 08 ×t ,黄河泥沙起因与人类活动的关系较小 ,黄土高原处于以自然侵蚀为主的阶段。
2.南方地区
大体从史前稻作农业形成以来 ,原始水稻田普行的基本整治耕作方式可能是火耕、踩耕与耜耕相结合进行的。
开辟新稻田普遍选择近水且低洼的地段 ,一般无整片林木需加砍伐 ,而主要是焚烧新选地上的芦苇、杂草、灌木等 ;或是将老田中割取稻穗后留下的稻秆残枝败叶连同杂草一并烧掉。火耕就是用烧田方法整治田地 ,实际上是“焚而不耕”,并不涉及翻动农田土。
水稻田多位于黏土地带 ,干时板结硬实 ,若要用石骨类工具翻土是无法施展的 ,经水浸泡后即变得酥软 ,以人力或动物在水田中来回踩踏 ,使成细软均匀的烂泥 ,是为踩耕。
长江流域在新石器时代晚期普遍饲养家水牛 ,可推测出当时可能已会驱牛踩耕 ,家牛也成为畜力。水田经踩耕之后 ,用耜、铲之类的工具带水操作 ,修筑田埂 ,弄平足印 ,使田面平整 ,以便直播谷种。
上述耕作方式对水土流失的影响较之北方地区更为轻微。因此在秦汉之前 ,长江流域地区水土流失基本保持自然侵蚀水平。
根据对冰后期长江三角洲沉积通量的研究 ,如果以距今 15 000 a 作为古河谷开始接受沉积的时间 ,且以河口附近的年均泥沙沉积量为年均输沙量的 1/ 2 计算 ,则冰后期长江年均输沙量 2. 36 ×t ,仅相当于 1951 —1985 年长江年均输沙量 4. 68 ×t 的 1/ 2。
二、西汉时期水土流失开始凸显于北方地区
西周以前我国农业生产主要采用游耕方法 ,至西周时转为休耕方法 ,即通过土地的自然恢复解决地力耗竭的问题。
战国时期 ,随着铁器工具的普遍使用及牛耕技术的推广 ,人类改造自然的能力增大。各诸侯国积极鼓励垦荒使新垦耕地的面积不断增大 ,加之人口的增加 ,许多地方出现“土地狭小 ,民人众”的土地紧张局面。
为提高土地利用率 ,同时保持土壤肥力 ,出现了多种补偿方法 ,包括粟后种麦或麦后种粟、豆的复种轮作制 ,及人工施肥法等。为提高产量 ,还发展了自流灌溉和汲水灌溉农业。此时土地利用已经包括高地、平地、低洼地 3 种类型型 ,但坡陀地和低洼地的开发主要在居民点附近。
山林、薮泽主要是人们进行采集、渔猎的场所 ,大部分地区仍是地广人稀 ,土地紧张也主要是人们不愿到远离居民点的地区开垦土地。水土流失问题虽已显现 ,但尚不严重。
西汉 200 a 是我国历史上人口第一次快速增长时期 ,人口增加近 10 倍 ,达到 5. 90 ×人。扩大土地开垦面积是我国历史上解决人口增长问题的主要手段。汉代土地开垦主要集中在以黄河中游为中心的北方地区 ,平帝元始二年 (2AD) ,已有垦田5. 51 ×hm2,较汉初耕地面积增加 6. 4 倍 。
至汉武帝时北方农耕区基本格局已经建立 ,农区北界的位置在西北远至新疆、河西走廊、陇西地区 ,东北至山西、河北北部和辽宁。
此后的 2 000 a 中 ,我国传统农耕区北界的位置基本稳定 ,只是随中原汉民族与周边少数民族势力的彼此消长而发生一定幅度的摆动 ,我国北方地区的耕地面积随社会战乱与稳定局面的交替而出现多次增减。
北方地区农业区的扩展 ,使一部分草地和林地受到破坏 ,加剧了自然侵蚀过程。在吕梁山以西、六盘山以东的黄土丘陵区 ,西汉时期的水土流失量已经比较大。
《汉书 ·沟洫志》上曾有“泾水一石 ,其泥数斗”“, 河水重浊 ,号为一石水而六斗泥”的记载 ,表明至少从西汉时起 ,黄河泥沙含量高的特点已经出现 ,黄土高原等北方地区农业开垦引起的水土流失已经较为明显。
对于东汉时期黄河流域的水土流失状况尚有不同的看法。一种认为 ,从东汉时期开始 ,北方的游牧民族由于政治、经济等多方面的原因南迁而逐渐占据黄土高原 ,使前期被开垦的大部分耕地逐渐恢复成草原 ,土地利用方式也由农业转为牧业 ,草原植被得以恢复 ,降低了水土流失量 ,减少了流入黄河的泥沙量 ,黄河出现安流局面。
相反的观点认为 ,晋陕峡谷区畜牧业的发展不是减少水土流失 ,而是加剧了水土流失。原始的游牧对天然植被的破坏是造成东汉黄河下游水患频繁的主要原因。
自公元 47 —220AD 的 173 a 间 ,原始游牧对草坡的压力越来越大 ,天然植被完全没有修养生息和自行恢复的条件 ,水土流失越来越严重 ,导致东汉黄河水患严重 ,大水记载不绝于史。
三、唐宋以后水土流失区扩展到了南方地区
1. 南方地区
南方地区水土流失加剧主要起因于人类对丘陵山地植被的破坏 ,开发的次序大体是从平原低地 ,到低山丘陵 ,再到深山地区。
自夏商至秦汉 2 000 a 多期间 ,农业主要集中在黄河流域。西汉之时“, 江南地广 ,或火耕水耨 ,民食鱼稻”。自东汉后期至宋元时期 ,大批中原土民为避灾荒战乱 ,纷纷逃往南方 ,加上铁制农具的普遍使用 ,南方地区农田开辟扩大 ,山泽地逐步被开发。
移民开发主要以 3 种方式破坏南方低山丘陵地区植被 ,加剧水土流失。
1.1麦、粟等旱粮作物在丘陵山区的广泛种植
自战国后期到汉魏六朝时期“, 火耕水耨”仍广泛流行于南方稻作农业区 ,是江南水稻种植区的一种主要耕作方式 ,它是原始稻作农业的先民们在火耕水耨的基础上 ,吸收刀耕火种的结果。
随着北方人民在长江流域的定居 ,粟、麦等旱地作物逐渐推广 ,加之铁制农具的普遍使用 ,江南地区得到大规模的开发。
以四川盆地为例 ,从东汉后期开始 ,农业垦殖活动就已经在丘陵地区开展。广汉、德阳等地有“山原田”,资中等地亦“多山田 ,少种稻之利”,说明盆中丘陵区已有规模不小的旱作农业 ;至于盆东丘陵区 ,更是“川崖惟平 ,其稼多黍 ; ……野阜惟丘 ,彼稷多有”,黍、稷等旱地作物已种植。
到南宋中期 ,农地垦殖由盆西、盆中扩大到盆东 ,并进抵盆周高半山区 ,耕地面积达 6. 0 ×hm2左右 ,平均垦殖指数约 10. 7 % ,水土流失开始出现。
畲田在南方山地的出现是农业开始上山的标志。农民多采用畲田刀耕火种的垦荒方式来开垦土地。畲田简单易行 ,但其掠夺式的农业开发方式却破坏了山坡上的植被 ,引发水土流失 ,水土流失的强度随山坡地开垦的增多而日趋严重。
为减少山地水土流失 ,增加生产力 ,人们发明了沿丘陵坡地等高线做成的梯田。东汉时重庆彭水地区已有少量梯田出现 ,但梯田的较大发展是在唐宋时期 ,范成大在袁州(江西宜春)旅行时“, 出庙三十里至仰山 ,缘山腹乔松之磴甚危 ,岭板上皆禾田 ,层层而上至顶 ,名梯田”,此乃梯田之名的最早记录。
梯田的发明加快了山地开发速度 ,在有效控制单位面积水土流失的同时 ,总水土流失量明显增加。
麦、粟等旱粮作物在丘陵山区的扩展 ,到唐宋时期达到极致 ,南宋时期长江流域的丘陵低山地带呈现出明显的农业景观。宋代学者描述当时“盖自江而南 ,井邑相望 ,所谓闲田旷土 ,盖无几也”“, 凿山而田 ,高耕入云者 ,十倍其力”。
蜀中丘陵山区多“侧耕危获”之民 ;皖南丘陵山区 (徽州) 梯田“层累而上”;赣中丘陵地带 (袁州)“岭阪上皆禾田”;湘南丘陵地带即“极高峻回复”之处亦“见犁锄”之人 ;湘江、资江以西的湘西到广南西路的丘陵山地 ,此时也得到较大幅度的开垦 。
1. 2 茶树种植 除麦、粟等旱粮作物之外 ,唐宋元时盛极一时的种茶之风是南方丘陵开垦的另一重要原因 ,也严重破坏了丘陵低山地带的森林。
茶是原产于我国西南山区的常绿灌木 ,早在先秦时期四川地区即开始人工栽培茶树。入唐以后 ,茶的生产开始商品化。长江流域种茶区域从唐时 30 州发展到宋时 70余州 ,其实际植茶面积不低于 3. 33 ×hm2 。
元代时 ,种茶面积进一步扩大。茶树“大概宜山中带坡峻”的丘陵低山地带生长 ,为植茶势必砍伐大面积的丘陵山区森林。
1. 3 商业采伐林木
唐宋时期造船、井盐、冶炼业兴盛 ,商业采伐的林木日渐增多 ,对丘陵低山地带的森林破坏也有重要影响。
唐开元初便有巴人深入大巴山 中“随山采木”, 砍伐巨松。贞观十八 年(644AD) ,唐太宗命“将作大匠阎立德等 ,诣洪、饶、江三州 ,造船四百艘”,又“发江南十二州工人 ,造大船数百艘”在四川“伐木造船舰 ,大者或长百尺 ,其广半之”。
及至宋代 ,四川仁寿县近山森林资源已砍伐殆尽 ,只得“奔走百里之外”采伐林木。涪州武隆县“两岸林木芟雉 ,悉成童山”。
对丘陵山区的开发致使大量的地表植被破坏 ,从南宋开始长江流域水土流失明显化 ,并随着开发力度的加重而加剧。
如在北宋时期 ,三峡地区绝大部分江河尚以水流清绿为主“, 黔波绿如蓝”;而到南宋时 ,已是“江水浑浑野渡间”“; 上有瑶簪十二尖 ,下有黄湍三百尺”。江水的由清变浑变黄 ,反映出当时水土流失严重。
另据洪痕测量和古文献综合考证 ,荆江洪水位在汉 —宋元时期 ,平均上升量为 0. 16 cm/ a ,而从宋元至今平均上升量为 1. 39cm/ a ,为急剧上升期。
2.北方地区
东汉以后 ,北方地区人类活动对自然环境的影响因人口的锐减而减弱 ,但至唐宋以后植被破坏重新加剧 ,且更多地受到人类活动的影响[。
北宋时期为修建城镇堡寨防御工事 ,在北部沿边地带砍伐大量的树木。而至少从宋代开始已“山荒甚多”;到金代时 ,坡地开垦加剧“, 田多山坂硗瘠”。
由于人们的过度开垦 ,关中平原、汾涑河流域已无天然森林 ;黄土丘陵、山地植被也遭到破坏 ,人为加速侵蚀增强 ,唐代已是“泾水黄 ,陇野茫”“、去马来牛不复辨 ,浊泾清渭何当分”。宋代从延安向北地区“随川取路 ,夹以峻山 ,暴雨之期 ,湍流大石。”。
目前 ,学术界关于自然因素和人文因素对黄土高原地区水土流失贡献的估计尚存在分歧 ,按以自然侵蚀为主观点的估计1020BC —1194AD 黄土高原土壤年均侵蚀量 1. 16 ×t , 较全新世中期增加 8. 5 ×t , 增长率约7. 9 %。
过去 2 300 a 黄河下游沉积速率变化显示 ,公元 7 世纪以后水土流失量显著增加 ,从战国到南北朝时期 ,黄河下游沉积速率较低 ,为 2～4 mm/ a ;从隋唐开始 ,沉积速率阶梯式跃升到 2. 0 cm/ a ,并持续增加到清代中期 。
