EN中文

地理科学 >

2022 , Vol. 42 >Issue 2: 303 - 313

DOI: https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2022.02.012

清末“回民起义”时期黄土高原中部土壤侵蚀和人地关系演变

  • 王夏青 , 1, 2 ,
  • 张秀云 1 ,
  • 周强 3 ,
  • 许建伟 1 ,
  • 张鹏钾 4 ,
  • 彭保发 1, 2
展开
  • 1.湖南文理学院地理科学与旅游学院，湖南 常德 415000
  • 2.洞庭湖生态经济区建设与发展湖南省协同创新中心，湖南 常德 415000
  • 3.青海师范大学地理科学学院，青海 西宁810016
  • 4.河南大学环境与规划学院，河南 开封475004

王夏青(1986-)，男，山西昔阳人，博士，副教授，主要从事流域生态与人地关系研究。E-mail:

收稿日期: 2020-12-10

  修回日期: 2021-02-20

  网络出版日期: 2022-02-20

基金资助

国家自然科学基金项目(41807390)

国家自然科学基金项目(42167062)

黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金课题(SKLLQG2007)

湖南省教育厅科研项目(19C1669)

应用经济学应用特色学科项目(2018]469)

版权

版权所有，未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
收起

Variation in Soil Erosion and Environment-human Interaction at the Center of Loess Plateau During “The Riots of Hui” at the Late Qing Dynasty

  • Wang Xiaqing , 1, 2 ,
  • Zhang Xiuyun 1 ,
  • Zhou Qiang 3 ,
  • Xu Jianwei 1 ,
  • Zhang Pengjia 4 ,
  • Peng Baofa 1, 2
Expand
  • 1. College of Geography and Tourism, Hunan University of Arts and Science, Changde 415000, Hunan, China
  • 2. Hunan Province Cooperative Innovation Center for the Construction & Development of Dongting Lake Ecological Economic Zone, Changde 415000, Hunan, China
  • 3. School of Geographic Science, Qinghai Normal University, Xining 810016, Qinghai, China
  • 4. College of Environment and Planning, Henan University, Kaifeng 475004, Henan, China

Received date: 2020-12-10

  Revised date: 2021-02-20

  Online published: 2022-02-20

Supported by

National Natural Science Foundation of China(41807390)

National Natural Science Foundation of China(42167062)

Open Fund of State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology(SKLLQG2007)

Education Department of Hunan Province(19C1669)

Applied Economics Subject(2018]469)

Copyright

Copyright reserved © 2022.
Fold

摘要

以黄土高原近现代规模最大的“回民起义”战争为切入点，结合不同地貌区合水和靖边聚湫重建的同时期侵蚀量、文献记录的人口数量和生态-社会状况，明确该事件驱动下的人地关系演变。黄土高原中南部高塬沟壑区的合水流域土壤侵蚀强度受战争影响有所减缓，归因于人口数量锐减后当地生态的快速自然恢复；战后人口增加未显著改变当地的生态平衡，展现出较高的生态承载力和弹性。中北部丘陵沟壑区的靖边聚湫在战争持续影响下土壤侵蚀显著增强，生态植被恢复缓慢且直至“禁垦期”达到与气候间的平衡态；人口激增后侵蚀强度和生态恶化再次加剧，具有较低的生态弹性。建议高塬沟壑区内近600 mm降水量区域的当代生态保护和可持续发展要以开发与保护并举，而丘陵沟壑区内近400 mm降水量的区域应以保护为主、坝库系统内的土地利用为辅，并重视“空心村”大量废弃土地的水土管理和科学利用。

关键词： 土壤侵蚀; “回民起义”; 人地关系; 高塬沟壑区; 丘陵沟壑区; 黄土高原

本文引用格式

王夏青 , 张秀云 , 周强 , 许建伟 , 张鹏钾 , 彭保发 . 清末“回民起义”时期黄土高原中部土壤侵蚀和人地关系演变[J]. 地理科学, 2022 , 42(2) : 303 -313 . DOI: 10.13249/j.cnki.sgs.2022.02.012

Abstract

Based on the recent largest war “The Riots of Hui” on the Chinese Loess Plateau (CLP), the evolution of environment-human interaction by this event was rebuilt by combining with the erosion flux in the Heshui and Jingbian landslide-dammed reservoirs at the different geomorphic regions, population number and ecology-social status recorded by the related documents. A weakened soil erosion was presented under “The Riots of Hui” event in the Heshui catchment at the plateau-gully region, mainly due to the rapidly natural recovery of the local eco-environment while the population decreased sharply. However, although the population increased following the ending of this war, the local ecological balance was not significantly broken, showing a relatively higher ecological carrying capacity and resilience. On the other hand, an accelerated soil erosion occurred by this war in the Jingbian catchment at the hilly-gully region. Natural vegetation in this area recovered slowly, and climate (precipitation) and soil erosion reached a balanced state until the “Reclamation-forbidden Period”. Nevertheless, soil erosion and ecological pressure were intensified again once a population explosion, displaying lower ecological resilience. All above insights suggest that it should be combined with development and protection for contemporary ecological protection and sustainable development at the plateau-gully region with near 600 mm precipitation on the CLP, while protection should be priority supplementing with land use within the check-dams system at the hilly-gully region with near 400 mm precipitation. Besides, more attention should be paid to soil and water management and scientific utilization of abandoned lands in the “hollowing villages” on the CLP.

Key words： soil erosion; “The Riots of Hui”; environment-human interaction; plateau-gully region; hilly-gully region; the Loess Plateau

人类活动已对全球环境产生了深远的影响，其强度、深度和多样性标志着地质时期已由全新世转入人类世[1,2]。人类世中高强度人类活动已显著影响“地球关键带”最为核心要素之一——土壤圈的生态、生物地球化学和水文过程及其相互作用。其中，多重时空背景下的土壤过程控制着关键带的物质、能量、信息间的流动及转化，进而影响到土壤安全和生态服务功能[3,4]。作为最主要的土壤过程之一，土壤侵蚀是土壤圈中最重要的地貌塑造及土地退化过程。极为剧烈的土壤侵蚀导致环境深度恶化、带来严重的经济损失及社会文化衰败。识别人类世中不同规模人类活动驱动下的土壤侵蚀过程及人地关系演变，对制定区域范围的水土保持措施和生态保护策略极为重要[5,6]。
作为世界上最为剧烈的土壤侵蚀区和生态脆弱区之一，黄土高原一直是研究侵蚀及驱动机制、人地关系演变的热点区域，这关系着黄河流域的水土保持和生态修复措施的制定、社会经济的高质量发展[7~10]。经过60余年的水土治理，黄土高原土壤侵蚀量已降至历史低值水平，且黄河含沙量相较最高时期已下降约90%[8,11]。但是，黄河流域，特别是中上游的黄土高原，仍面临生态环境脆弱、水资源短缺、贫困人口集中、区域发展不平衡等问题[12,13]。当前，政府已将“黄河流域生态保护和高质量发展”上升为国家战略，对黄河流域水土保持和生态环境治理提出了新要求，亟需对该区域的人地关系协同发展提供创新认识。
黄土高原现状之一即为人类活动的贡献率已达历史最高峰，其主导了该区域的生态变化和持续发展[14]。因此，认识黄土高原人类世中重大人类活动驱动下的生态环境响应及人地关系有助于合理评估该区域的生态修复效果和相关政策及措施的科学制定。但是，由于相关研究主要集中在具有详细监测数据的过去60 a间[15]，对人类世期间重大人类活动的生态环境影响及人地关系演变的认识较为有限。黄土高原存在众多保存数百年的聚湫，这些聚湫流域中截留的以沉积旋回为单元的沉积序列有效记录了同时期侵蚀历史及人地关系演变等信息，为认识重大人类活动对黄土高原生态环境的影响提供了良好载体[16~21]。例如，Zhang等[16]基于陕北子州县黄土洼沟谷小滩沟聚湫沉积序列重建该流域1569年后31 a的土壤侵蚀历史和土地利用方式，表明沟谷滑坡发生后的居民迁移显著影响当地的侵蚀量和生态环境。
黄土高原过去500 a间发生规模、强度及影响最大的人类活动是清朝同治年间的陕甘“回民起义”（1862—1873年）[22]。这场爆发于陕西华县的回族与汉族间的大规模战争持续了近10 a，范围覆盖陕西省和甘肃省大部分地区及西北其他省份部分地区。该战争的爆发归因于多方面的原因，包括自然环境恶化、人口增长过快、人地矛盾突出、粮食短缺、清政府错误的民族政策、回族–汉族间不公平对待等。其产生的影响极为深远，回族人口数量的大量减少改变了陕甘地区的人口和民族结构，回民定居位置重新分配，该区域的社会经济发展受到极大影响，且部分影响直至今日[22~24]。通过总结“回民起义”的历史教训，最为重要的启示之一即为该地人口快速膨胀带来的生态环境问题和人地矛盾是引发这一事件的主要因素。因此，亟需认识该事件驱动下的陕甘地区生态变化及人地关系。相关研究多见于文献记录的搜集和整理[24]，基于详实的地质记录回答上述问题较为少见。
本文基于陕北丘陵沟壑区靖边聚湫和甘肃陇东高塬沟壑区合水聚湫沉积序列记录的“回民起义”时期的土壤侵蚀量，结合文献记录的该区域人口数量变化和生态环境状况，在充分调查和数据分析的基础上，明确不同地貌区在该时期的侵蚀强度变化，认识该区域在“回民起义”驱动下的土壤侵蚀-生态-人口数量间的互作效应，为黄土高原多重地貌环境下水土治理和生态修复的政策和措施制定提供历史借鉴，也为该地区的人地关系协调演变和社会经济的高质量发展提供科学依据。

1 研究区概况

总面积约为65×104 km2的中国黄土高原覆盖黄河流域中上游地区，是入黄泥沙的主要来源区和水土管理及生态修复的重点区域。黄土高原共分为6个综合治理分区[25]，分别为：黄土高塬沟壑区、黄土丘陵沟壑区、土石山区、河谷平原区、沙地和沙漠区、农灌区（图1）。其中，黄土高塬沟壑区和丘陵沟壑区作为黄土高原最大的分区，分别占30.8%和21.5%，是黄土高原水土治理和生态修复的主要区域[25]，也是清末“回民起义”事件的主要活动范围[22]。
图1 中国黄土高原综合治理分区及聚湫地理位置

Fig. 1 The comprehensive management zones of the Chinese Loess Plateau and the geographic position of landslide-dammed reservoirs

地处黄土高原中北部丘陵沟壑区的陕西省靖边聚湫形成于1855年的沟谷坡面自然滑坡，至今保存完整，总流域面积和淤地面积分别为2.87 km2和0.19 km2。属无定河源头的靖边聚湫内约23 m长的沉积序列记录了1855—2014年的侵蚀历史[26]。该聚湫位于400 mm等降水量线和明长城遗址附近，属典型农牧交错带区，生态环境敏感脆弱，极易受大规模人类活动的影响（图1）。靖边聚湫的具体介绍请详见文献[20]。据《靖边县志》记载[27]，该区域在19世纪60~70年代“回民起义”，当地的社会经济、人口数量等损失巨大。当前，靖边聚湫坡面在“封山育林”政策下被稀疏灌木和杂草覆盖，淤积地面被开垦为耕地。所处的花豹湾村落居民数量逐渐减少，以老人为主，经济收入主要来自于农产品。
地处黄土高原中南部高塬沟壑区的甘肃省合水聚湫形成于1811年的沟谷右侧坡面自然滑坡，直至1996年当地居民在大坝右侧开凿泄洪渠，故该聚湫间约31 m长的沉积序列记录了公元1811—1996年的侵蚀历史[28]。属马莲河中游的合水聚湫总流域面积和淤地面积分别为1.98 km2和0.19 km2。该聚湫流域位于子午岭区600 mm等降水量线附近，比靖边聚湫流域更加湿润，人类活动历史悠久且强度较大（图1）。合水聚湫的具体介绍请详见参考文献[28]。据《合水县志》记载[29]，合水地区在19世纪60~70年代是“回民起义”事件的主要地区，持续时间近10 a，人口数量锐减，社会经济活动基本停滞。当前，合水聚湫所处的合水县老城镇是陇东地区通往陕西延安的主要交通节点，所居人口持续增加，经济活动和社会环境稳定，聚湫沟谷两侧坡面为满足粮食和经济需求被开发为梯田，淤积地面也被开垦为耕地，以种植玉米（Zea mays L.）、柏树苗（Platycladus orientalis L.）等粮食和经济作物为主。

2 研究方法与数据获取

通过对靖边聚湫和合水聚湫的实地考察和沉积序列的完整钻探，获取2个聚湫自形成以来截留的所有沉积泥沙堆积样品，分别长22.75 m和31.39 m。基于XRF连续扫描的Rb/Zr比值和Ca和Fe元素的相关性划分沉积旋回和年际冻融层，在此基础上结合淤积地面面积、各旋回厚度、两侧坡度等实测数据利用梯形台体积公式计算各旋回体积，随后利用该区域平均土壤密度（1.4 t/m3）[16]计算各旋回的土壤侵蚀量，并且根据年际冻融层分布计算各年际的土壤侵蚀量。由于聚湫均为封闭流域，利用各旋回及年际土壤侵蚀量和流域面积计算可得旋回及年际产沙模数[20]。聚湫沉积年代序列的确定主要基于年际冻融层、137Cs比活度分布、实测降水和历史洪涝灾害记录等的交叉定年[26]。在利用实测降水与相应产沙模数间的线性相关方程和各沉积旋回产沙模数重建对应的历史时期降水事件强度的基础上，建立过去200 a间的各流域累积降水强度和累积产沙模数的双累积曲线，用以区别强降水和人类活动对各流域土壤侵蚀强度的影响（另文介绍）。本文重点分析“回民起义”时期的双曲线结果，以期理解该事件驱动下黄土高原不同地貌区的土壤侵蚀强度及人地关系变化。
靖边和合水聚湫所处县域在“回民起义”时期及其产生持续影响的后期的人口数量信息主要来自于《靖边县志》[27]和《合水县志》[29]，这为理解战争强度及影响提供了佐证。该时期各区域生态-社会-经济状况的认识主要源于相关历史文献记录，包括当地及周边县志、游记[30]等（表1）。这些“回民起义”驱动下的人文信息的收集和认识为重新检视该时期的人地关系奠定了基础，也为将来的生态保护和可持续发展提供了历史视角。
表1 黄土高原靖边和合水县域“回民起义”时期的人口数量及生态-社会-经济状况记录

Table 1 The population and records of ecological-social-economical condition during “The Riots of Hui”in the Jingbian and Heshui counties on the Chinese Loess Plateau

年份 人口数量/万人 “回民起义”下生态-社会-经济状况的记录
靖边 1823 7.48 同治六年（1867年），当地人口数量锐减，社会经济损失严重，商业活动毁灭性破坏，街镇一空，田园荒废，民不聊生。至清代末年（1898年），靖边周围千里大约明沙、扒拉、硷滩、柳勃居十之七八，有草之地，仅十之二三[27]
1899 1.84
1912 2.25
1923 5.68
1928 3.01
合水 1760 5.49 同治二年（1863年）春，陕甘“回民起义”入董志塬。至九年，起义军至合水固城川[29]。至1906年，人口锐减，土地荒弃，生态植被有所恢复，长期闲置的黄土丘陵上长满了如同热带植物一样茂盛的各类植被，视线所及之处都是树木、灌木和棘刺丛。自河谷间、溪流旁会看到很多种宜于狩猎的鸟类[24]
1908 0.87
1925 2.98

3 结果与讨论

3.1 “回民起义”时期的土壤侵蚀量变化

基于黄土高原丘陵沟壑区靖边聚湫和高塬沟壑区合水聚湫沉积序列，对沉积旋回和年际冻融层的识别及地球化学指标提取[31,32]、高精度定年方法的确定[26]、侵蚀量计算及其与气候间的关系[20, 28, 33]等方面已取得了众多成果，但对再现其记录的人地关系研究还有比较大的空间。研究表明，靖边聚湫和合水聚湫分别完整保存了1855—2014年和1811—1996年的自然和人文信息，均覆盖了“回民起义”爆发期及持续影响阶段，为认识不同地貌区在重大人类活动驱动下的地表过程和生态响应提供了可能。
据《靖边县志》记载[27]及陕北地区的历史地理研究[34]，“回民起义”事件对靖边流域自然环境的影响持续到19世纪末。为对比该事件驱动下的人地关系演变，将时间段延续到有具体政策及人口数量变化的时期。根据靖边聚湫沉积序列的定年结果，以1871—1932年的年际沉积旋回为重点研究对象。结果表明，靖边聚湫流域在该时间段内的年际产沙模数介于0.09×104~9.36×104 t/(km2·a)，基于现代实测的暴雨强度和侵蚀产沙模数间的线性关系恢复的1871—1932年的年际降水量范围为37.8~295.6 mm（表2）。《合水县志》及相关文献记录“回民起义”事件对合水流域自然环境的影响持续到20世纪10年代，故选择1868—1923年的合水聚湫年际沉积旋回为研究对象。发现合水流域在此期间的年际产沙模数分布范围为0.21×104~20.61×104 t/(km2·a)，年际降水量范围介于40.7~2050.8 mm（表2）。这些结果为建立靖边和合水流域累积年际降水量和累积年际侵蚀产沙模数的双累积曲线及其线性拟合值提供了数据基础，并为鉴定不同年间侵蚀模数变化的驱动因素（特别是人类活动的影响）提供了可能。
表2 黄土高原靖边和合水聚湫“回民起义”时期的年际产沙模数（ASSY）和年际降水量分布

Table 2 The distributions of annual specific sediment yields (ASSY) and annual precipitation during “The Riots of Hui” in the Jingbian and Heshui reservoirs on the Chinese Loess Plateau

靖边聚湫 合水聚湫
年份 ASSY/
[104 t/(km2·a)] 		年际降
水量/mm 		年份 ASSY/
[104 t/(km2·a)] 		年际降
水量/mm 		年份 ASSY/
[104 t/(km2·a)] 		年际降
水量/mm 		年份 ASSY/
[104 t/(km2·a)] 		年际降
水量/mm
1932 0.94 58.1 1895 0.61 50.2 1923 6.91 606.9 1887 0.81 110.0
1926 2.33 162.6 1894 0.41 45.3 1921 5.05 455.1 1886 0.92 97.0
1923 4.24 172.7 1893 2.96 142.2 1914 4.54 413.2 1885 0.21 40.7
1921 2.02 84.1 1890 2.36 92.1 1911 15.32 1444.4 1884 8.38 792.2
1919 4.84 222.8 1889 4.27 173.5 1910 4.74 430.2 1883 3.41 299.8
1917 1.59 73.7 1888 1.20 64.2 1909 5.04 563.9 1871 10.78 1009.1
1914 4.98 226.2 1887 5.30 198.2 1906 0.94 98.5 1868 20.61 2050.8
1911 0.71 52.6 1885 1.80 149.8 1905 1.60 152.5 - - -
1910 1.15 63.1 1884 1.06 60.9 1904 0.31 46.9 - - -
1907 3.72 195.8 1883 0.60 50.0 1903 17.52 1667.8 - - -
1906 4.55 180.3 1882 0.33 43.5 1898 0.33 48.6 - - -
1904 0.78 54.2 1880 9.36 295.6 1897 2.27 206.8 - - -
1903 3.23 148.6 1879 0.94 58.2 1896 2.28 229.1 - - -
1898 0.09 37.8 1873 5.15 230.2 1895 2.28 295.2 - - -
1897 0.35 43.9 1872 0.64 50.9 1894 3.81 331.9 - - -
1896 2.80 102.7 1871 1.28 66.2 1889 1.12 113.0 - - -
基于靖边聚湫近160 a的累积年际产沙模数和累积年际降水量的双累积曲线及其线性拟合（显著系数P< 0.05的显著性检验下相关系数为0.99）的分布，靖边流域在1871—1932年的年际产沙模数相对于线性拟合值表现出3种类型的分布特征（图2）。①1871—1898年，靖边聚湫年际沉积旋回记录的累计年际产沙模数中值处于69.63×104 t/(km2·a)，而基于累计年降水量拟合的累计年际产沙模数中值为68.80×104 t/(km2·a)。这一结果表明该时间段内靖边聚湫流域的土壤侵蚀程度有所增强，且相较于长期的降水及气候影响下存在额外因素导致了侵蚀增强效应。这意味着该战争的爆发加剧了靖边地区的土壤侵蚀程度。②1903—1917年，靖边聚湫年际沉积旋回记录的累计年际产沙模数中值处于97.41×104 t/(km2·a)，基于累计年降水量拟合的累计年际产沙模数中值为97.19×104 t/(km2·a)，二者基本一致，说明该时期的土壤侵蚀驱动因素主要为季风气候作用下的降水强度，而人类活动对靖边流域土壤侵蚀强度的影响相对较弱。③1919—1932年，靖边聚湫年际沉积旋回记录的累计年际产沙模数中值处于116.49×104 t/(km2·a)，基于累计年降水量拟合的累计年际产沙模数中值为114.26×104 t/(km2·a)，这一土壤侵蚀增强的结果主要归因于当地居民数量快速增长后土地利用方式改变加剧了靖边地区的土壤侵蚀程度。
图2 靖边和合水聚湫流域“回民起义”后的累积年际产沙模数与基于累积降水量的拟合值分布

Fig. 2 The distributions of accumulation annual specific sediment yield and the fitting values by accumulation precipitation during “The Riots of Hui” in the Jingbian and Heshui reservoirs on the Chinese Loess Plateau

基于合水流域近200 a的累积年际产沙模数和累积年际降水量的双累积曲线及其线性拟合（显著系数P<0.05的显著性检验下相关系数为0.99）的分布，合水流域在1868—1923年的年际产沙模数相对于线性拟合值展现出存在显著差异的3个阶段类型（图2）。① 1868—1883年，合水聚湫年际沉积旋回记录的累计年际产沙模数中值处于34.23×104 t/(km2·a)，而基于累计年降水量拟合的累计年际产沙模数中值为35.02×104 t/(km2·a)。这表明合水聚湫流域的土壤侵蚀程度在该时间段内有所减弱，也是“回民起义”事件驱动下的结果，意味着在该战争背景下削弱了合水地区的土壤侵蚀程度。② 1909—1914年，合水聚湫年际沉积旋回记录的累计年际产沙模数中值处于98.36×104 t/(km2·a)，基于累计年降水量拟合的累计年际产沙模数中值为99.76×104 t/(km2·a)。合水聚湫流域的土壤侵蚀程度在该段时间内进一步减弱，这可能是因为合水流域的人口数量和土地利用率均处最低值，有效减弱了合水地区的土壤侵蚀程度。③ 1914—1923年，合水聚湫年际沉积旋回记录的累计年际产沙模数中值处于116.11×104 t/(km2·a)，基于累计年降水量拟合的累计年际产沙模数中值为116.20×104 t/(km2·a)，二者基本一致，说明该时期的土壤侵蚀驱动因素主要为季风气候作用下的降水强度，而人类活动对合水流域土壤侵蚀强度的影响相对较弱。

3.2 “回民起义”驱动的人地关系演变

3.2.1 靖边地区“回民起义”时期的人地关系

基于文献记录的同时期靖边地区人口数量变化和生态-社会实况，该区域在“回民起义”事件下3个土壤侵蚀变化阶段的人地关系得以展现（图3）。据《靖边县志》记载[27]，回民起义军于1867年入靖边县城。当地人口数量快速减少，其减少态势一直持续到19世纪末期，此时当地人口仅约为1.84万人。居民的减少导致当时大量闲置土地荒废，但是该时间段的土壤侵蚀程度却有所增强。相较于线性拟合中值，靖边流域地表土壤累积年际产沙模数中值增加约0.83×104 t/(km2·a)，深度恶化了当地的生态环境[22]。地表侵蚀增强进一步导致了土壤朝荒漠化和盐碱化方向发展[34]，正如当地县志记载[27]，“至清代末年（1898年），靖边周围千里大约明沙、扒拉、硷滩、柳勃居十之七八，有草之地，仅十之二三”。这表明地表约70%~80%为沙地，土壤水分补给不足，植被（灌木、禾本植物等）无法在自然环境中有效恢复。这一效果一直持续到下一阶段（1903—1917年），战争平息后清政府在明长城沿线农牧交错带实施“禁垦”政策，才有所改善。这一阶段，当地人口数量持续处于低值，逃离和迁徙的农民缓慢返回靖边地区。在“禁垦”政策下，流域生态得到了缓慢恢复，一些自然植被（杂草）生长在荒废的田地上[34]，相对削弱了战争导致的高强度土壤侵蚀，使得靖边地区的土壤侵蚀强度恢复到东亚季风气候带来的降水侵蚀的正常结果。随着社会环境的逐步稳定，当地人口数量快速攀升到一个高峰（1923年当地人口为5.68万人，相较19世纪末期激增约3.84万人），该地区的土地利用方式和土壤侵蚀强度进入了另一个阶段（1919—1932年）。靖边地区居民为了解决家庭生计和粮食短缺问题，在传统农业模式下大量开垦荒地，破坏当地的自然植被和生态环境，加剧了当地的土壤侵蚀强度，地表土壤累积年际产沙模数中值相较于线性拟合中值上升约2.23×104 t/(km2·a)，人地关系矛盾再次凸显。
图3 黄土高原丘陵沟壑区靖边流域“回民起义”期间人口数量、侵蚀效果及生态-社会状况记录

Fig. 3 The records of population, erosion effects, and ecological-social condition during “The Riots of Hui” in the Jingbian catchment at the hilly-gully region on the Chinese Loess Plateau

黄土高原丘陵沟壑区靖边地区在“回民起义”事件驱动下的土壤侵蚀强度及人地关系变化总体表现出2个特征：① 高强度的人类活动对当地生态环境的破坏会产生一些短期内“不可逆”的效果，地表土壤在严重的生态-水文状况恶化后侵蚀加剧且朝荒漠化方向发展[27,34]；② 靖边地区的生态环境极为脆弱，环境承载力较低，人口-生态-土壤侵蚀间的弹性较小，该区域的生态环境仅可承受较低的人口密度和较弱的人类活动。人口数量一旦快速增加就会破坏当地的生态平衡，增强土壤侵蚀程度。这些特征也在丘陵沟壑区其他聚湫沉积记录得以观察，如Zhang 等[16]根据子洲县黄土洼聚湫沉积序列的侵蚀记录和孢粉组成，指出当地流域在16世纪末的大滑坡事件发生后居民快速撤离，致使土壤侵蚀强度得以缓和，而该状态在持续约25 a后居民返回被打破，土壤侵蚀强度再次加剧。此外，这种人类活动增强后导致的土壤侵蚀加剧现象也被发现在世界上其他易侵蚀的山区，如地中海西部西班牙山区居民在19世纪早中期为满足美国市场对小麦和木材的需要而大量砍伐森林、开垦荒地和过度放牧，导致该地区的土壤侵蚀极为剧烈[35]。上述人类活动驱动下人地关系过程的认识为黄土高原丘陵沟壑区当代的生态保护和可持续发展提供了历史借鉴。

3.2.2 合水地区“回民起义”时期的人地关系

类似于靖边地区“回民起义”时期人地关系的重建，合水地区在同时期的人地关系识别也基于相关历史文献。合水地区1863年“回民起义”，直至1870年该地区战争平息。在这段期间，合水地区人口数量急剧减少，这种影响一直持续到20世纪10年代（图4）。在此期间的人地关系表现出了2个突出变化的阶段：①1868—1883年，合水聚湫的土壤侵蚀强度在“回民起义”战争影响下表现出削弱的态势，地表土壤累积年际产沙模数中值相较于线性拟合中值减少约0.79×104 t/(km2·a)，这主要归因于当地流域的生态植被虽在战争过程中被破坏，但在高年际降水量（约600 mm）和较平坦地势的基础上，土壤水分被快速补充且自然植被快速恢复，这一恢复速度超过了战争带来的破坏程度，流域地表土壤被植物根系截留在原地，有效减弱了当地的土壤侵蚀强度。随着战争的平息，当地的土壤侵蚀、生态环境和人类活动达到了一种新平衡，土壤侵蚀强度表现出长期降水驱动下的正常水平，人类活动未进一步加剧或减弱土壤侵蚀。②1909—1914年，合水地区的人口数量和土地利用率达到了近200 a来的最低值，当地居民仅有约8700人，生态群落和自然植被恢复到历史水平，正如记载和考证的生态和社会状况[24]：“陇东地区大量土地荒弃，长期闲置的黄土丘陵上长满了如同热带植物一样茂盛的各类植被，视线所及之处都是树木、灌木和棘刺丛。自河谷间、溪流旁会看到很多种宜于狩猎的鸟类”。几乎无人类活动的原始生态环境重塑进一步打破地表土壤侵蚀和生态间的新平衡，使合水地区土壤侵蚀强度再度弱化，地表土壤累积年际产沙模数中值进一步下降约1.40×104 t/(km2·a)。随着社会环境稳定和人口回流，当地人口数量在1914—1923年快速激增（直至1925年达到2.98万人），居民为了粮食需求再次大量开垦荒地和破坏原先的生态环境。但在此背景下合水地区的土壤侵蚀强度却未表现出明显增强，仅是降水驱动的土壤侵蚀的平衡状态，当地环境能够承受人口增长后带来的生态压力。
图4 黄土高原高塬沟壑区合水流域“回民起义”期间人口数量、侵蚀效果及生态-社会状况记录

Fig. 4 The records of population, erosion effects, and ecological-social state during “The Riots of Hui” in the Heshui catchment at the plateau-gully region on the Chinese Loess Plateau

黄土高原高塬沟壑区合水地区在“回民起义”事件驱动下的土壤侵蚀强度及人地关系变化也总体表现出2个特征：① 高强度人类活动虽破坏当地的生态环境，但生态植被在东亚季风较湿润环境和低人口压力下可快速的自然恢复，有效减缓地表水土流失；② 合水地区的生态环境承载力较高，人口-生态-土壤侵蚀间的弹性较大，人口数量适当增加后不会明显破坏当地的生态平衡和地表过程。这些生态特征在世界上其他较湿润区的废弃田地也有展现。例如，地中海地区山地在20世纪中后期由于农民追求经济需求而导致大量废弃农田被闲置，此后该地区在湿润气候、缓和地势和肥沃土壤基础上自然植被快速生长，当地土壤侵蚀强度有所减弱[36]。

3.3 对黄土高原当代生态保护的启示

黄土高原不同地貌区在人类世期间高强度人类活动驱动下的人地关系响应有所差异，对当地生态保护的启示也不同。① 位于中南部高塬沟壑区内近600 mm降水量的区域由于其湿润的气候和较平坦的地形环境，废弃土地在较短时间内很快被自然植被“殖民”，有效控制水土流失，而且当地生态环境对人类活动的承载力较大，一定程度的人口增长和土地利用不会显著改变当地的生态平衡。这表明当地的现代生态修复需找到土地开发和保护的平衡点，彻底的退耕还林会导致部分农民无法从传统农作物中获得粮食和经济收入，而过度开发会加剧当地生态环境的恶化，土地利用和保护的平衡发展才有益于当地的生态保护和可持续发展。② 相较于高塬沟壑区，地处中北部丘陵沟壑区内近400 mm降水量的区域受较干旱气候和纵横沟壑地貌的影响，高强度的人类活动和环境破坏会加剧当地生态恶化，而受政策保护的土地（如禁垦、封山育林等）则需较长时间才能逐步恢复当地的生态环境和控制水土流失。该地区的生态承载力较弱，略强的人类活动即可带来显著的生态响应。封山育林的持续实施有助于沟壑坡面的生态保护和水土保持，对农民种植农作物的沟涧地则需依托于工程措施（淤地坝系统）涵养水分和保护土壤肥力，从而实现沟壑区的持续发展。
此外，“回民起义”发生后对黄土高原不同地貌区土地利用的直接影响即为大量农耕土地的空置。而当代随着社会经济的不平衡发展，这种现象再次在黄土高原出现，具体表现为“农村空心化”后农用耕地和宅基地的大量闲置和荒废[37,38]。这些闲置土地分布在黄河支流的众多沟谷中，有些分布在坝库系统内，有些则暴露在空旷的河流阶地上，这些废弃土地的不适当管理可能会成为水土流失的新源头。同样，欧洲阿尔卑斯山地葡萄园的大量荒废、梯田坝地倒塌和不及时管理导致土壤侵蚀和土地退化风险增高[39]。因此，在认识不同地貌区“回民起义”事件驱动的人地关系基础上，以实现“乡村振兴”和生态保护为目标，有必要在黄土高原中北部丘陵沟壑区“空心村”废弃土地中适度管理堤坝，维持坝库系统的正常运行，而在中南部高塬沟壑区的闲置土地可鼓励种植更具效益的经济作物，以期实现生态-经济-社会互作效应下的可持续发展。

4 结论

基于黄土高原丘陵沟壑区靖边聚湫和高塬沟壑区合水聚湫沉积序列记录的“回民起义”时期的土壤侵蚀量，结合文献记录的该区域人口数量变化和生态环境状况，重建这一高强度人类活动驱动下的人地关系演变，结果表明：① 黄土高原不同地貌区的土壤侵蚀对“回民起义”战争的响应截然相反。中南部高塬沟壑区的合水流域土壤侵蚀强度受战争影响略有减缓，而中北部丘陵沟壑区的靖边聚湫则显著增强；② 该战争影响下不同流域的生态承载力和弹性有所差异。合水流域的生态环境在湿润环境下自然恢复较快，可承受适当强度的人类活动和土地开发；靖边流域生态环境较为脆弱，封山育林下可自然恢复植被和缓解侵蚀，而人类活动增强后极易造成生态恶化；③ 黄土高原不同地貌区的当地生态保护和可持续发展需分区而治，高塬沟壑区内近600 mm降水量的区域开发与保护并举，而丘陵沟壑区内近400 mm降水量的区域以保护为主、坝库系统内的土地利用为辅。此外，需重视“农村空心化”带来的大量农用土地荒废形成土壤侵蚀新源头。这些结果为认识黄土高原不同地貌区的侵蚀-气候-生态-人类活动间的互作效应提供历史借鉴，也为该地区当地的生态保护和可持续发展提供科学依据。
致谢：感谢中国科学院地球环境研究所金章东研究员和中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所张信宝研究员对论文构思的建设性意见；感谢青海师范大学刘峰贵教授对论文结构和内容修改的指导；感谢中国科学院地球环境研究所肖军研究员、贺茂勇研究员、张飞副研究员等协助沉积序列钻探和数据分析。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
Lewis D L, Maslin M A. Defining the Anthropocene[J]. Nature, 2015, 519(7542): 171-180.

DOI

[2]
Steffen W, Broadgate W, Deutsch L et al. The trajectory of the Anthropocene: The Great Acceleration[J]. The Anthropocene Review, 2015, 2(1): 81-98.

DOI

[3]
Richter D D, Mobley M L. Monitoring earth’s critical zone[J]. Science, 2009, 326: 1067-1068.

DOI

[4]
朱永官, 李刚, 张甘霖, 等. 土壤安全: 从地球关键带到生态系统服务[J]. 地理学报, 2015, 70(12): 1859-1869.

DOI

Zhu Yongguan, Li Gang, Zhang Ganlin et al. Soil security: From Earth’s critical zone to ecosystem services. Acta Geographica Sinica, 2015, 70(12): 1859-1869.

DOI

[5]
Poesen J. Soil erosion in the Anthropocene: Research needs[J]. Earth Surface Process and Landforms, 2018, 43: 64-84.

DOI

[6]
Bajard M, Etienne D, Sebastien Q et al. Legacy of early anthropogenic effects on recent lake eutrophication (Lake Benit, northern French Alps)[J]. Anthropocene, 2018, 24: 72-87.

DOI

[7]
Fu B J, Wang S, Liu Y et al. Hydrogeomophic ecosystem responses to natural and anthropogenic changes in the Loess Plateau of China[J]. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2017, 45: 223-243.

DOI

[8]
Chen Y P, Wang K B, Lin Y S et al. Balancing green and grain trade[J]. Nature Geoscience, 2015, 10(8): 739-741.

[9]
金钊, 王云强, 高光耀, 等. 地球关键带与地表通量综合观测研究为黄土高原生态保护和可持续发展提供有力的科技支撑[J]. 中国科学院院刊, 2020, 35(3): 378-387.

Jin Zhao, Wang Yunqiang, Gao Guangyao et al. Comprehensive Earth critical zone observation and terrestrial surface flux monitoring provide strong scientific support for ecological protection and regional sustainable development on the Loess Plateau of China. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2020, 35(3): 378-387.

[10]
Jiang C, Zhang H Y, Wang X C et al. Challenging the land degradation in China’s Loess Plateau: Benefits, limitations, sustainability, and adaptive strategies of soil and water conservation[J]. Ecological Engineering, 2019, 127: 135-150.

DOI

[11]
Wang S, Fu B J, Piao S L et al. Reduced sediment transport in the Yellow River due to anthropogenic changes[J]. Nature Geoscience, 2016, 9(1): 1-5.

DOI

[12]
Cao S X, Xia C Q, Xian J L et al. Payoff of the Grain for Green policy[J]. Journal of Applied Ecology, 2020, 57(6): 1180-1188.

DOI

[13]
Wen X, Zhen L. Soil erosion control practices in the Chinese Loess Plateau: A systematic review[J]. Environmental Development, 2020, 34: 100493

DOI

[14]
穆兴民, 胡春宏, 高鹏, 等. 黄河输沙量研究的几个关键问题与思考[J]. 人民黄河, 2017, 39(8): 1-4,48.

DOI

Mu Xingmin, Hu Chunhong, Gao Peng et al. Key issues and reflections of research on sediment flux of the Yellow River. Yellow River, 2017, 39(8): 1-4,48.

DOI

[15]
Shi P, Zhang Y, Ren Z P et al. Land-use changes and check dams reducing runoff and sediment yield on the Loess Plateau of China[J]. Science of the Total Environment, 2019, 664: 984-994.

DOI

[16]
Zhang X B, Walling D E, He X et al. Use of landslide-dammed lake deposits and pollen tracing techniques to investigate the erosional response of a small drainage basin in the Loess Plateau, China, to land use change during the late 16th century[J]. Catena, 2009, 9(3): 205-213.

[17]
Tang Q, Wang S, Fu B J et al. Check dam infilling archives elucidate historical sedimentary dynamics in a semiarid landscape of the Loess Plateau, China[J]. Ecological Engineering, 2018, 118: 161-170.

DOI

[18]
Wei Y H, He Z, Li Y J et al. Sediment yield deduction from check-dams deposition in the weathered sandstone watershed on the north Loess Plateau, China[J]. Land Degradation & Development, 2017, 28: 217-231.

[19]
张凤宝, 杨明义, 张加琼, 等. 黄土高原淤地坝沉积泥沙在小流域土壤侵蚀研究中的应用[J]. 水土保持通报, 2018, 38(6): 365-371.

Zhang Fengbao, Yang Mingyi, Zhang Jiaqiong et al. Progress on application of sediment in check dam to study soil erosion of small watershed on Loess Plateau. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2018, 38(6): 365-371.

[20]
王夏青, 夏梦婷, 许建伟, 等. 黄土高原北部丘陵沟壑区近160年土壤侵蚀量演变及其对ENSO事件的响应[J]. 地理科学, 2019, 39(7): 1174-1183.

Wang Xiaqing, Xia Mengting, Xu Jianwei et al. Erosion flux change and its response to ENSO events during the past 160 years within the hill-gully area at the northern Loess Plateau. Scientia Geographica Sinica, 2019, 39(7): 1174-1183.

[21]
龙翼, 张信宝, 李敏, 等. 陕北子州黄土丘陵区古聚湫洪水沉积层的确定及其产沙模数的研究[J]. 科学通报, 2009, 54(1): 73-78.

DOI

Long Yi, Zhang Xinbao, Li Min et al. Identification of the deposited layers in landslides reservoir and investigation of the sediment yields during the later sixteenth century on the Hill Loess Plateau, China. Chinese Science Bulletin, 2009, 54(1): 73-78.

DOI

[22]
潘登. 清同治“陕甘回变”研究[D]. 咸阳: 西藏民族大学, 2016.

Pan Deng. The study on “The riots of Hui” in Shaanxi and Gansu Province in Thongzhi age. Xianyang: Xizang Minzu University, 2016.

[23]
雷兴鹤. 清代甘肃陇东农业经济发展与环境变迁问题探析[J]. 西安石油大学学报(社会科学版), 2014, 23(3): 31-36.

Lei Xinghe. Analyses on the agricultural economic development and environment variation in Longdong of Gansu in Qing Dynasty. Journal of Xi’an Shiyou University (Social Science), 2014, 23(3): 31-36.

[24]
任泉香. 清至民国陇东土地利用变迁及驱动力研究[D]. 西安: 陕西师范大学, 2003.

Ren Quanxiang. Research on the change of land use and its driving force in Longdong (Qing Dynasty-Minguo Period). Xi’an: Shaanxi Normal University, 2003.

[25]
Cao Z, Li Y, Liu Y et al. When and where did the Loess Plateau turn “green”? Analysis of the tendency and breakpoints of the normalized difference vegetation index[J]. Land Degradation & Development, 2018, 29(1): 162-175.

[26]
Wang X Q, Jin Z D, He Z et al. New insights into dating the sediment sequence within a landslide-dammed reservoir on the Chinese Loess Plateau[J]. The Holocene, 2019, 29(6): 1020-1029.

DOI

[27]
靖边县地方志编纂委员会. 靖边县志[M]. 西安: 陕西人民出版社, 1993.

Local Annals of Jingbian County Editorial Committees. Annals of Jingbian County. Xi’an: Shaanxi People Press, 1993.

[28]
Wang X Q, Wang Z S, Xiao J et al. Soil erosion fluxes on the central Chinese Loess Plateau during CE 1811 to 1996 and the roles of monsoon storms and human activities[J]. Catena, 2021, 200: 105148

DOI

[29]
合水县志编纂委员会. 合水县志[M]. 兰州: 甘肃文化出版社, 2007.

Annals of Heshui County Editorial Committees. Annals of Heshui County. Lanzhou: Gansu Culture Press, 2007.

[30]
布鲁斯C D. 走出西域: 沿着马可波罗足迹旅行[M].周力, 译. 北京: 海潮出版社, 2002.

Bruce C D. In the footsteps of Marco-polo: Being the account of a journey overland from Simla to Pekin. Translated by Zhou Li.Beijing: Haichao Press, 2002.

[31]
Wang X Q, Jin Z D, Chen L M et al. High-resolution X-ray fluorescence core scanning of landslide-dammed reservoir sediment sequences on the Chinese Loess Plateau: New insights into the formation and geochemical processes of annual freeze-thaw layers[J]. Geoderma, 2016, 279: 122-131.

DOI

[32]
Wang X Q, Jin Z D, Zhang X B et al. High-resolution geochemical records of deposition couplets in a palaeolandslide-dammed reservoir on the Chinese Loess Plateau and its implication for rainstorm erosion[J]. Journal of Soils and Sediments, 2018, 18: 1147-1158.

DOI

[33]
金章东, 王夏青, 张信宝, 等. 黄土高原聚湫沉积旋回、土壤侵蚀及区域差异[J]. 第四纪研究, 2017, 37(6): 1161-1171.

DOI

Jin Zhangdong, Wang Xiaqing, Zhang Xinbao et al. Soil erosion recorded by deposition couplets in landslide-dammed reservoirs on the Chinese Loess Plateau and its regional difference. Quaternary Sciences, 2017, 37(6): 1161-1171.

DOI

[34]
王晗. 人口变化、土地利用和环境变化关系研究——以清至民国陕北黄土高原为例[D]. 西安: 陕西师范大学, 2008.

Wang Han. A study on the relationship between population change, land use and environmental change: A case of the Loess Plateau from Qing Dynasty to the Republic of China. Xi’an: Shaanxi Normal University, 2008.

[35]
Garcia-Ruiz J M. The effects of land uses on soil erosion in Spain: A review[J]. Catena, 2010, 81: 1-11.

DOI

[36]
Prosdocimi M, Cerda A, Tarolli P. Soil water erosion on Mediterranean vineyards: A review[J]. Catena, 2016, 141: 1-21.

DOI

[37]
张秀鹏, 于立新, 张飞飞, 等. 县域尺度的农村空心化程度综合评估研究[J]. 中国人口·资源与环境, 2016, 26(11): 162-167.

Zhang Xiupeng, Yu Lixin, Zhang Feifei et al. Research on the comprehensive evaluation method of the rural hollow degree in county level. China Population, Resources and Environment, 2016, 26(11): 162-167.

[38]
陈怡平, 张义. 黄土高原丘陵沟壑区乡村可持续振兴模式[J]. 中国科学院院刊, 2019, 34(6): 708-716.

Chen Yiping, Zhang Yi. Sustainable model of rural vitalization in hilly and gully region on Loess Plateau. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2019, 34(6): 708-716.

[39]
Rodrigo-Comino J, Seeger M, Iserloh T et al. Rainfall-simulated quantification of initial soil erosion processes in sloping and poorly maintained terraced vineyards—Key issues for sustainable management systems[J]. Science of the Total Environment, 2019, 660: 1047-1057.

DOI

Options
文章导航

/

〈 〉