非 洲 的 土 壤 侵 蚀 与 土 壤 生 产 力

・124・中兽医医药杂志　2003年专辑

非洲的土壤侵蚀与土壤生产力

H ・E ・D regne

时永杰译, 刘一祥校

(中国农科院兰州畜牧与兽药研究所, 甘肃兰州　730050)

　　人类活动引起的土壤侵蚀, 一直被认为是对人类自养能力的威胁。人们采取各种措施来降低风与水引起的土壤侵蚀, 本身就说明了侵蚀已威胁到土壤生产力。至于威胁的程度是否属实, 则很少有人确定过。全球还几乎没有进行过多少关于侵蚀对土壤生产力影响的实地观测。在这不多的观测中, 美国约占60%, 并且2 3是1980年以来进行的。目前的研究正在寻找那些构成影响土壤长期生产力的过度侵蚀的因素。

评价加速的风蚀和水蚀对土壤长期生产力的危害, 要求具有什么地方的生产力由于过去的侵蚀而降低了, 以及到底降低了多少等方面的知识。这类问题, 目前世界上仅可以从一个地区的侵蚀程度方面得到确切答案, 即美国西北太平洋的帕卢斯地区。至于世界上的其他地区, 仅仅可以得到一个大约的答案, 而且可靠性变化也很大。目前缺少侵蚀图, 生产力图几乎没有。

目前正在进行着一系列的研究中, 首先是在非洲, 以便能在图上表明那些侵蚀已经使土壤生产力下降到不可逆转的地区。编制这种图的依据是将轶闻、科学报告中的数据、小区试验数据向周围地区的推算数据、实地观测以及仅有的地方或国家的图件结合起来。尽管缺少上述各方面的资料, 所绘制的图幅仍应提供一个合理而良好的指示, 用来指明那些由于受到侵蚀而使土壤永久地丧失了生产粮、棉能力的地区。反过来, 也可以使人们从这种图上更好地了解全球土壤侵蚀的严重性, 并认识到它已成为人类生存的一大威胁。1　非洲的侵蚀历史

水蚀与风蚀通常是与毁林、过度放牧和轮垦联系在一起的, 这些活动在非洲大陆的很多地区都留下了痕迹。据推定的证据表明, 在罗马帝国的没落期, 其产粮区就曾经历过某些侵蚀。但真正的威胁, 似乎是出现在七世纪, 即阿拉伯征服了现在

的突尼斯、阿尔及利亚和摩洛哥以后。据说到了十世纪时, 情况进一步变坏。毁林成为导致侵蚀的主要原因。造船、建庙宇和其他一些建筑、燃料、家具、采矿和房舍都大量需要木材。北部非洲这种大量砍伐树木的作法, 简直是大约一千年前在地中海东都以及后来的西部就已开始的毁林活动的重复。

从十世纪到十九世纪欧洲殖民地开始, 对整个非洲的环境条件几乎一无所知, 由于战争、饥荒和瘟疫使得非洲人口保持在一定水平, 一直未能增长到使土地压力达到能引起明显退化的程度。但当殖民统治者平定了部落之间的战争后, 情况却从此改变了。

自1910年起, 不断见到土地侵蚀威胁已经出现的警告, 到二十世纪三十年代, 同美国一样, 也出现了大量的报告, 这些报告都是关于侵蚀在非洲北部、英国殖民地和南非已经和正在造成的危害。还有其他一些报告, 劝说英国加强土地保护项目, 在二十世纪四十和五十年代的非洲殖民地中, 提高税收以支持这些项目。然而, 这些项目的成功却是短暂的, 因为这些项目是通过法令而强加给当地人民的, 因此, 所得到的反应也是消极的, 从而产生了抵触情绪, 最终使得这些项目在这些国家独立之后就被放弃了。现在, 这些新的国家已经开始意识到, 在很多情况下, 侵蚀对国家的发展真正具有威胁, 土壤保护已成了国家的政策。2　侵蚀与生产力损失

有关侵蚀对土壤生产力的永久性影响方面的资料主要为一些轶闻。在尼日利亚国际热带农业研究所和其他一些地区已经开始进行一些小区试验, 以掌握侵蚀与生产力之间的关系, 其中大多数研究都是有关短期与可逆的危害, 也许把短期的影响从长期影响中区别出来是困难的。以轮垦为例, 它通常对土壤生产力只具有短期的影响, 在典

我国西部荒漠化生态环境及其治理论文集型的条件下, 作物产量会在短期的连续耕作期间下降。但只要休闲期足够长, 产量仍会恢复到初期耕作的水平。

对各种活动目的来说, 只要侵蚀使有效的根系层减少到可限制产量的水平或导致根系层物理性质出现逆向变化, 那就是发生了永久性和不可逆转的生产力损失。有两个常见情形是:12英寸(30c m ) 深的基岩或底土层被侵蚀到裸露在地表或接近地表。这两种情况都改变了土壤的水分和空气条件。

永久性的生产力丧失, 并不一定完全意味着产量的下降, 即使在侵蚀正在降低土壤永久生产力的时候, 先进的技术仍可提高产量。侵蚀的影响主要是对潜在的生产力即在危害性侵蚀尚未发生时应获得的产出。在我们有关土壤侵蚀的认识方面, 最大的问题之一就是在涉及到有害的风蚀对土壤和作物所造成的危害的时候, 总是想象过于丰富而缺少有力的数据。

在我们所提及的非洲一些地区, 估计在过去100年中, 由于人类引起的水蚀已使20%以上的土地永久性地降低了生产力。据信, 这个侵蚀所影响的面积及其对土壤的危害程度的估计还是保守的。

在缺乏有关侵蚀对土壤生产力影响知识的情况下, 这种图必须被视为一个概略图, 那个由风蚀和水蚀而引起20%的永久性土壤生产力损失也是一个武断的数据, 它只是表明了损失已经很严重, 已成了评价某个地区的植物生产潜力的重要因素。据信, 这是对在图幅所表示的范围内不可逆转的土壤生产力损失的最低估计, 很多地区的生产力损失要远远高出20%, 在制图单元上这种损失将几乎永远不会均匀一致, 这是因为单元中的有些地方受影响较轻, 有的地方则较重。3　北部非洲

在埃及和利比亚, 侵蚀对永久性土壤生产力并没有特别不利的影响, 但在突尼斯南部的风蚀和北部的水蚀都在很大范围内有较严重的永久性危害。在梅德宁附近的干草原上, 风蚀是最严重的危害, 在那里, 很多地区都有风蚀槽在灌丛之间不断形成, 围绕灌丛又形成沙堆。土地生产力很可能已降低了至少50%, 主要是由暴露在风蚀槽中的底土硬化而引起的。在突尼斯半干旱和半湿润的西半部, 水蚀已使很多土壤严重退化。在过去的一

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些耕地上的片状侵蚀已将土壤侵蚀到基岩, 沟蚀已使E lkef 周围和其他一些地区的大面积小麦荒芜。侵蚀的痕迹在泰尔(T ell ) 山南部尤为广泛。毁林和开垦耕地越来越向泰勒阿拉特斯山坡上扩展, 已导致阿尔及利亚土壤生产力的急剧下降。随着人口的不断增长, 对土地的压力越来越大, 更多的边缘地区被开垦为农田。政府虽已意识到这一问题, 但看来对此却无能为力。

在摩洛哥, 侵蚀所引起的土壤生产力损失主要限于该国北部的丘陵与不平缓的地区。由于人口的增长, 使耕地扩大到里夫山的陡坡上和北部的丘陵地区。小麦和大麦地的水蚀是这里的主要问题, 除一些沙漠绿洲附近, 风蚀并不特别严重。人们相信, 至少是在北部, 在本世纪五十年代, 当一项水土保持运动引入了设计并不合理的梯田时, 侵蚀是增加的。摩洛哥的水土保持活动同阿尔及利亚与突尼斯一样, 一直只强调机械设施, 而忽略了机械设施与植被管理的结合。4　西部非洲

在尼日利亚, 不可逆转的土壤侵蚀对南部的高原, 埃努古地区的急斜面, 中部的乔斯和包奇周围以及北部的扎里亚和索科托附近的地区的危害, 他们都有有力的证据。几乎整个尼日利亚都在遭受着轮垦所带来的暂时减产。实际上, 所有其他西部非洲国家也正在遭受着同样的命运。尼日利亚是非洲人口最多的国家, 其人口1987年估计约1108亿, 到2010年有可能达到这个数字的2倍, 即2113亿。人口压力业已引起了农业用地的过度开发, 而这一状况将来无疑会更糟。

加纳东北部的一个地区, 由于过大的土地压力和随后的土壤侵蚀, 看来已遭到永久性的土壤生产力损失。H un ter 曾提及到楠戈迪州的一个地区, 那里的大片土地已被剥蚀走了表层土壤, 他认为那里的人口已超过其土地承载力的3～4倍, 河道阻塞迫使大片土地废弃, 使得余下的地区的人口稠密, 土地过度开发。H un ter 相信, 楠戈迪的土地破坏是加纳东北部和西部非洲热带稀树草原上另外一些地区的代表。

风蚀普遍发生在沿撒哈拉南缘的半干旱地区, 每到冬春的哈丹麦风季节, 沙尘可在空中停留达数周之久, 其到底对土壤有多大危害, 尚不完全清楚。仅知道在马里西部有一个地区已遭到永久性危害, 虽然西部非洲很可能还有类似的地区。

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M ainquet 将马里所存在的这种问题描述为一个

土地退化过程, 称作“M ala —M ala ”

, 受到风蚀的耕地露出了B 层土壤的细粒结构, 该层在干旱条件下变得异常坚硬。暴露出的B 层土壤的硬化使得人力耕作或牲畜牵引更为困难了。而且径流也相应加强, 使得本来就稀少的降雨对植物生长愈无效了。

流动沙丘是西部非洲最干旱地区的一种自然发生的现象。在较湿润的固定沙丘上的耕作, 在许多国家(毛里塔尼亚、马里、布基纳法索、尼日尔和尼日利亚) 都引起了这类沙丘的重新流动。流动的沙丘能否对土壤造成危害, 关键是看流沙下伏土壤的类型, 对这类侵蚀目前尚没有估计。但可以想象, 流动将会导致肥力损失, 主要是氮肥, 但不会使沙丘土壤的长期生产力下降。5　东部非洲

东部非洲是指从北面的苏丹到南面的坦桑尼亚, 共包括9个国家。在肯尼亚, 乌干达和埃塞俄比亚, 侵蚀所造成的严重危害特别突出, 而且情况看来还在继续恶化。侵蚀在苏丹和索马里问题不是太大, 吉布提不存在这一问题。侵蚀已降低了坦桑尼亚乌卢古鲁山区和多多马地区的长期土壤生产力, 对坦桑尼亚其他地区的情况尚不清楚。对布隆迪和卢旺达两国存在的有害侵蚀更是知之甚少关于侵蚀对生产力的影响, 就整个国家而言, 最严重的恐怕是埃塞俄比亚和肯尼亚了。5. 1　肯尼亚

肯尼亚的侵蚀已有很长的历史, 有关侵蚀对农业的威胁早在本世纪三十年代就已提出。有害侵蚀的开始, 人们一直归因于欧洲的定居者们, 到四十年代, 殖民政府开始通过法令实施土壤保护措施, 但因为这些项目是专横地强加给当地居民的, 他们进行了大量的抵抗。近年来, 很多当地组织, 通常是妇女组织, 组织起自助活动以支持植树造林和侵蚀的治理。

在内罗毕东部马查科斯周围的半干旱地区的侵蚀已存在了30年或更长, 而且随着越来越多的人们对气候边缘土地的耕作看来正在变得日益严重。据说, 马查科斯区在1948年就已遭受到严重的沟蚀, 直到1972年, 这种沟蚀尚未出现较大的变化, 但片状侵蚀所影响的地区却增加了, 类似的情况也普遍存在于内罗毕北部的半干旱巴林戈克里奥(B aringokeri o ) 山地, 这里早在30年代就被

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政府划为肯尼亚受侵蚀最严重的地区之一。沟蚀、片状侵蚀和细流侵蚀广泛分布于该谷的低地和高地。在人口增长的压力下, 随着农民向陡披上的扩展, 沟蚀正在进一步加强。因为具有4%的人口增长率, 肯尼亚是世界上人口增长最快的国家之一, 在肯尼亚西部遭到毁林的高地上的土壤侵蚀也很严重, 但目前尚不清楚其对生产力的影响。

在肯尼亚西北部的过度放牧, 看来也引起了严重的侵蚀和土壤生产力的下降。可以肯定, 严重的水蚀给沿着肯(尼亚) —乌(干达) 边界的Karam o j ong 、T u rkana 和Sam bu ru 人口居住区的

很多牧场造成了永久性的破坏。尽管对究竟有多少土地已经遭到破坏仍有疑问, 但无疑将足以引起上述地区的长期生产力下降至少20%。5. 2　埃塞俄比亚

埃塞俄比亚在最近几年中也经历了严重的侵蚀。而且这种状况看来还在随着在更陡的坡地的开垦而正在进一步变坏。H u rn i 得到的结论认为, 在高地地区大约有500万英亩(200万hm 2) 从前

或现在的农地已达到了“不可逆点”

(不可恢复的生产力丧失) , 而且很可能失去将来进行经济作物生产的能力。经过不到20年的耕作之后, 大片土地已经被侵蚀得裸露出岩石。直到目前, 片状侵蚀和细流侵蚀是最重要的侵蚀方式。M ilas 和A slat 曾明确指出, 埃塞俄比亚北部大约有9880万英亩(4万km 2) 已经退化成了不可逆转的石质荒漠。他们认为, 开垦新的耕地已经成为一个生态性灾难。

H u rn i 曾试图对侵蚀给埃塞俄比亚造成的经济损失进行过估计。他估计1986年的损失是5900万埃塞俄比亚元(3000万美元) , 到2035年, 该数字将上升到18亿埃塞俄比亚元(9亿美元) 。这些损失的80%为作物生产损失, 20%为畜牧业生产损失。令人吃惊的是, 在粮食生产损失中, 有45%是因土地侵蚀严重不能进行农业生产而造成的损失, 55%为减产损失。如果这个弃耕数字准确的话, 那么埃塞俄比亚则面临着一场灾难。

Gu jral 认为沟蚀也是一个严重的问题, 他注意到了处在不同发育阶段的沟谷遍布整个高地, 沟谷密布。交织成网的景观, 在一些地区常常见到。

5. 3　坦桑尼亚

多年来, 瑞典科学家一直在坦桑尼亚的两个

我国西部荒漠化生态环境及其治理论文集地区进行侵蚀研究。这两个地区是中部的多多马

地区和东都英罗哥附近的乌卢古鲁山区。多多马属半干旱地区, 地势平缓, 分布有火成岩丘陵, 是坦桑尼亚中部和西南部大部分地区的代表类型, 降雨量2315英寸(600mm ) 或以上。沟蚀和片状侵蚀在毁林地、过度放牧地及山坡耕地较为严重。可以确信, 在坦桑尼亚, 只要是人口集中居住的地区, 土壤生产力的损失是可以估计的。但要说清多多马市以外的受害地区则显得证据不足。

由于乌卢古鲁山的轮耕从1800年就已开始了, 因此, 目前这里的侵蚀也较为严重。这里人口密度大, 地势坡度陡, 土壤极易侵蚀。T em p le 认为, 片状侵蚀已经降低了生产力, 它迫使人们增开新的农地以弥补由于减产而造成的损失。T em p le 还认为, 乌卢古鲁山区在60年代泥石流与滑坡有明显的增加。R app 曾描述过1970年的一场在两个小时内降雨量达4英寸(100mm ) 的暴雨。这场暴雨曾引起了1000多个泥石流和滑坡, 给人民生命财产、作物及土地造成了巨大的损失。5. 4　乌干达

水蚀和风蚀都严重存在于乌干达东北部的Karam o ja 干旱草原地区和与肯尼亚毗邻的部分地区。有时侵蚀可使下部的石质底土层暴露出来, 大面积的水蚀也危及到沿乌干达西部边界地带和扎伊尔接壤的地区, 特别是鲁文佐里山区和乌干达的西尼罗河区。引起侵蚀的原因是人口密度过高, 坡度过大以及基岩上伏土壤层较浅而贫瘠。5. 5　卢旺达和布隆迪

从表面来判断, 卢旺达和布隆迪应该存在主要的侵蚀与生产力问题。这是非洲的两个人口密度最大的国家, 都以农区和丘陵区为主, 而且由于新垦农地、燃料和建筑用材的需要, 导致森林遭到迅速破坏。过度放牧, 缩短土地休闲期以及缺乏有效的侵蚀控制措施, 已导致严重的侵蚀。然而, 由于明显缺乏对这一问题的关心, 从表面上判断, 土壤生产力似乎没有经历过任何较大的下降。卢旺达具有一些火山岩土壤, 其厚度较大, 使其能承受足够的侵蚀, 而不会对生产力产生明显的影响。但布隆迪缺少这种土壤, 在1982年的一次全国研讨会上, 确定了卢旺达一些侵蚀严重的地区, 但对其生产力丧失却无任何参考。近年来, 卢旺达开始了一些土壤保持计划, 但却几乎未采取什么措施。政府的考虑主要是基于侵蚀所带来的威胁, 而不是

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它已经造成的危害。6　中部非洲

侵蚀在扎伊尔、刚果、加蓬、喀麦隆、木尼河和中非共和国等一些非洲国家并不是很严重的问题。就目前所知, 仅在靠近扎伊尔、乌干达边界的地区存在严重的侵蚀。在这一地区舌蝇控制住了畜群的数量和过度放牧, 人口密度适中, 坡地数量有限。但不管在湿润热带地区的什么地方轮垦都确实能引起暂时的土壤生产力损失。7　南部非洲

在安哥拉、纳米比亚和赞比亚等国, 侵蚀至今未造成明显的危害, 博茨瓦纳、马达加斯加、马拉维和莫桑比克的情况尚不清楚; 在南非, 斯威士兰和津巴布韦的部分地区存在有从中度到严重的侵蚀危害, 莱索托的情况则更坏一些。同其他地区一样, 这里也缺乏关于生产力损失的数据。

O k igbo 曾提到过在博茨瓦纳、

莱索托、马达加斯加和斯威士兰等国, 观测到了严重的侵蚀, 但并没有确定发生这些侵蚀的具体地点。B aw den 和Stobb s 指出, 在博茨瓦纳东部的耕地上, 都发生了严重的沟蚀和片状侵蚀, 然而, 却没有有关侵蚀到底如何影响生产力的指示因素。H udson 认为, 莱索托和斯威土兰的侵蚀危害并不象所说的那样严重。7. 1　马拉维、斯威士兰和莫桑比克

H arroy 曾引用过一个自1880年就居住在马

拉维的英国人在1930年的说法, 大面积森林已遭破坏, 在毁林的高地上已发生了强烈的侵蚀, 山丘已被侵蚀得裸露出岩石。但遗憾的是, 到底是什么地方发生了上述侵蚀危害, 却无明确的指示。Stockdale 在谈及马拉维丘陵区的侵蚀时说, 在有

些高地上, 每年的侵蚀使土壤流失大约1 4英寸(016c m ) 。这些观测还是在五十年前进行的, 由于马拉维的农民在保护土壤方面并不象其他地区的农民那样热心, 很可能今天的情况变得更糟了。在马拉维, 哪里发生了侵蚀, 而这些侵蚀使生产力丧失了多少, 目前都还是未知数。在斯威士兰, 受侵蚀影响最严重的是该国中部的一条南北走向的人口稠密的带状地区, 这一带的生产力损失已经很严重, 可能在20%以上。

据W ilas 和A srat 研究, 莫桑比克中部和南部的耕地, 发生了严重的侵蚀危害和生产力损失。相对而言, 草场的侵蚀则中等。但如何根据上面的

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数据推算出广大地区的生产力下降程度, 尚没有人做过。7. 2　南非

在南非, 将土壤退化作为一个问题来对待, 已经有60多年了。第一次关于土壤退化的综合考察是在1973年进行的, 在1929年又召开了全国土壤侵蚀会议, 1930年成立了土壤侵蚀顾问委员会, 1933年又开展了一些土壤侵蚀的治理项目, 在1939年, 又在农业部下设了土壤和草原保持局。

在南非, 耕地和草原都无疑遭受着严重的水蚀和风蚀, 现在的问题是, 需要弄清到底哪个地区的土壤生产力已发生了不可逆转的下降。在非洲侵蚀图上, 只标明了与莱索托相邻的一个小块地区的侵蚀, 而很可能还有其他一些地区的侵蚀, 未在图上表示出来。7. 3　津巴布韦

过去曾出版过一些有关津巴布韦土壤侵蚀的报告, 1986年, W h itlow 曾对全国范围内的侵蚀进行过航片研究, 但没有进行实地核查。他描述了在本世纪二十年代发生的作物产量的下降, 这个情况曾促使欧洲来的农民开始注意到了侵蚀。有一份报告曾说, 大约有一半维持生活所必须的非洲农地可能正在遭受着不可弥补的侵蚀危害。D arkob 认为, 侵蚀是在中度斜坡和陡坡上过度放牧、过度耕作以及未能合理修建和维修的保护设施而引起的。由于将人口集中到边缘土地上的不平衡的土地利用政策, 而使得管理因素更加复杂。7. 4　莱索托

几乎毫无疑问, 莱索托如果不是世界上一个遭受侵蚀最严重的国家的话, 也是非洲最严重的国家之一。Coates 列举了莱索托一个与侵蚀有关的悲衰的连祷文:“大雨滂沱, 渗透率低下, 可怕的沟蚀, 没有保护措施, 过度放牧的土地、森林被毁”。另外妇女的劳务繁重, 使她们不能恢复被破坏了的土壤。Coates 在1966年曾说过, 侵蚀是莱索托国家的紧急情况, 但现在仍然是。

R app 曾报道过一个由实地情况与航片和陆地卫星片相结合研究莱索托侵蚀的项目。他得到的结论是, 整个莱索托都已经受到侵蚀的影响和

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威胁。低地的侵蚀特别严重, 相对来说, 只有高山地区还未受到人类引起的退化的影响。世界银行已经注意到, 由于土壤侵蚀和落后的经营管理, 粮食产量从1950年到1970年间已大幅度下降。在此期间, 莱索托的主要作物玉米减产达57%。山区草场条件的严重退化迫使人们移向低地和山麓, 使得这些地区一些已经退化了的土地承受了进一步的压力。8　结论

在北部非洲的阿尔及利亚、摩洛哥和突尼斯、东部的埃塞俄比亚、肯尼亚和乌干达, 西部的尼日利亚和加纳的东北部以及南部非洲的莱索托、斯威士兰和津巴布韦, 都在全国范围内存在着由水蚀导致的不可逆转的土壤生产力损失, 在突尼斯东南部的部分地区, 风蚀已经使长期生产力降低了50%以上。

有证据表明, 其他很多国家也已遭受了严重的生产力损失, 但对这些地区受害的区域和程度却不能给予正确的评价, 故也不能将其在侵蚀图上描绘出来。这些国家包括西部非洲的布基纳法索和尼日尔、东部非洲的布隆迪和卢旺达及南部非洲的马达加斯加、马拉维、莫桑比克和南非。所有这些国家都受到了侵蚀影响, 而且有时是很严重的, 但其对生产力的影响尚不清楚。

很多观测者相信, 侵蚀图并没有完全表示出-生产力”这一问题。这些人也许是很正确的, 但这些地区还有待于在图上完全表示出来。无论目前的状况如何, 看来在不久的将来, 情况肯定会变得更坏, 这是因为人口正在飞速地增长, 而且也没有什么证据表明目前的土壤保持活动是有效的。

水蚀是对长期土壤生产力和人类自养能力的主要威胁, 风蚀在干旱地区几乎普遍存在。尽管侵蚀已明显地而且越来越大地影响到人类的生活, 但其对作物生长及潜在的土壤生产力的影响, 在经济方面还是一个很大的未知数。

原载　Jou rnal of so il and w ater con serva 2

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Ju ly —A ugn t , 1990, V o . l

45, N 04“侵蚀