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1、城市化建設(shè)和采礦對土壤侵蝕及環(huán)境的影響摘要著重研究了城市化建設(shè)與采礦業(yè)占地對土壤侵蝕和的影響,分析了土地利用類型轉(zhuǎn)變對土壤侵蝕程度的影響。作者收集了北美部分地區(qū)土地利用的不同階段產(chǎn)沙速度資料加以整理,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型模擬計算了可能的土地產(chǎn)出損失率。清楚地說明了土地利用類型的變化引起產(chǎn)沙的巨大變化。討論了土地利用變化發(fā)展的總趨勢。關(guān)鍵詞城市化建設(shè)與采礦業(yè)土壤侵蝕與環(huán)境人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)土地生產(chǎn)率;1前言 土地利用問題是發(fā)展過程中產(chǎn)生的,與經(jīng)濟發(fā)展、增長等密切相關(guān)?,F(xiàn)在,土地和人口增長的矛盾尖銳。目前我國每年凈增
2、人口1500萬人,國家和建設(shè)每年占用耕地80萬hm2。我國現(xiàn)有人口已超過12億,預(yù)計2050年將達到15億。人口急劇增長,耕地面積不斷減少,給土地帶來極大壓力。土地是人類一切生產(chǎn)活動的基地,無論、牧業(yè)、、城市化建設(shè)、工礦企業(yè)等各項建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,都離不開對土地的利用。如美國因城市建設(shè)占用農(nóng)業(yè)用地,從1958~1967年每年49萬hm2增加到1967~1975的每年85萬hm2;我國從1958~1978年21年間,城市化基本建設(shè)占用農(nóng)牧業(yè)土地面積達3400萬hm2,平均每年用地相當于一個福建省的耕地面積。198
3、1年,僅農(nóng)民蓋房及院落占地達27萬hm2[1]。而每一種改變土地利用方式不可避免地帶來對自然環(huán)境的破壞作用,如環(huán)境污染、生態(tài)失調(diào)、水土流失、土壤沙漠化、鹽漬化等,已成為社會重大問題?! ⊥恋乩没拘问桨ǎ恨r(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、城市化建設(shè)、工礦企業(yè)等。隨著經(jīng)濟發(fā)展,各項生產(chǎn)建設(shè)都要占用土地。大量開發(fā),多項占用,土地利用形式不斷變化,成為水沙變化的主因。 城市化建設(shè)、采礦和其它類似的活動對加速土壤的侵蝕是非常明顯的。城市化工業(yè)建設(shè),大量占用土地資源。隨著經(jīng)濟發(fā)展,我國正由農(nóng)業(yè)大國發(fā)展為工業(yè)大國。經(jīng)濟騰飛,必然帶
4、來建設(shè)高潮。城市大量占地,擴大建設(shè)要延續(xù)一個相當長的時期。連續(xù)不斷的工程,破土施工到處可見,產(chǎn)流產(chǎn)沙可想而知。采礦是在生產(chǎn)過程中和自然環(huán)境相互作用最強烈的形式之一,在此過程中人類表現(xiàn)為改造地球外貌的強有力因素。在開采礦產(chǎn)過程中,人類往往要從天然儲藏地點移走大量巖土到相當遠的距離,所有這一切不僅在直接開采的地點,而且在距它們相當遠的地方也會造成自然界的重大變化。同時不僅改變巖石圈的組成和結(jié)構(gòu),而且改變包括生物圈在內(nèi)的整個自然綜合體。由于強度開采礦產(chǎn)所產(chǎn)生的自然綜合體的變化,通常對生物圈是不利的,導(dǎo)致周圍環(huán)境的惡
5、化,水土流失嚴重?! ⊥恋乩米兓鶎Νh(huán)境帶來某種程度的不利影響。例如砍伐森林改營農(nóng)業(yè),土壤侵蝕量發(fā)生變化,會降低有機質(zhì)的含量。但重要的是,不要使這種環(huán)境退化趨于嚴重,否則,最終將導(dǎo)致土地遭到不可逆轉(zhuǎn)的破壞。同時,也要注意不造成環(huán)境的漸進性退化,這是指采用某一種土地利用方式導(dǎo)致土地處于持續(xù)耗竭狀態(tài),例如放牧中對牲畜數(shù)量不加控制,任其超載,致使草場逐漸退化?! ‰S著經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展,人口的大量增加,使土地資源大規(guī)模開發(fā)利用,土地利用變化劇烈。加劇土壤侵蝕,使其發(fā)生的初始、邊界條件更趨復(fù)雜。造成生態(tài)環(huán)境惡化,
6、動植物物種多樣性減少或喪失。因此,在水土流失規(guī)律研究和治理技術(shù)方面受到限制,許多關(guān)鍵性問題尚未解決。目前國內(nèi)外對土地利用的變化過程研究這一關(guān)鍵問題研究較少。無疑對這一問題進行研究具有特別重要的意義。2城市土地利用 在城市地區(qū),自然生態(tài)系統(tǒng)的變異程度通常比農(nóng)業(yè)、林業(yè)要大的多。城市地區(qū)的大部分土地覆蓋著公路、物以及其它難以滲透的地面。保存空曠的空間主要是為娛樂和裝飾的目的而不是為了生產(chǎn)糧食和木材,因此,城市中現(xiàn)存的綠色地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)的變遷與鄉(xiāng)村有很大差異。城市地面幾乎不能發(fā)生滲透現(xiàn)象;因有地下排水系統(tǒng),城市排泄
7、網(wǎng)比農(nóng)村更有效,徑流增加了3~4倍。當進行建設(shè)時,往往會給地面造成破壞,導(dǎo)致產(chǎn)沙量比農(nóng)村高幾倍;但建設(shè)完成后,大部分的地面密封了,產(chǎn)沙量降到高峰水平的1/10,低于農(nóng)業(yè)經(jīng)營時的水平。盡管如此,城市的產(chǎn)沙量仍然高于未受干擾的自然植被。城市的土地利用仍然遵循人類活動趨于增加產(chǎn)沙量的一般規(guī)律?! 〕鞘谢斐赏恋刈罡叩那治g速度產(chǎn)生在建設(shè)階段,這階段有大量裸露地面和由于和開挖引起很大的擾動。為建筑而清除地面,一年間產(chǎn)生的土壤侵蝕相當于自然的甚至農(nóng)業(yè)數(shù)十年造成的侵蝕。在馬里蘭,城市化在建設(shè)期間,產(chǎn)沙量達到55000t/k
8、m2.a,而在同樣的地區(qū),森林地面產(chǎn)沙量大約為80~200t/km2.a,在農(nóng)田是400t/km2.a。在佐治亞,開挖新道路使產(chǎn)沙量達到20000~50000t/km2.a。同樣,在英格蘭德文郡,在有排水建筑物地區(qū),河中懸浮泥沙物濃度是未受干擾地區(qū)的2~10倍(偶爾達到100倍)。在美國弗吉尼亞,在城市化建設(shè)期間,侵蝕速度同樣高。而且記錄了在相同地區(qū)侵蝕速度是農(nóng)田的10倍,是草地的200倍,是森林地