中国南方山区梯田的水土保持与协调利用智慧——以GIAHS南方稻作梯田为例.pdf

第 29 卷第 2 期2023 年 5 月Vol.29 No.2May 2023科技史中国南方山区梯田的水土保持与协调利用智慧*以 GIAHS南方稻作梯田为例任思博（南京农业大学 中国农业遗产研究室，江苏 南京 210095）摘 要：水土流失与不合理的资源利用是坡耕地开发面临的主要问题。梯田是一种山坡防护类的水土保持工程，对于合理利用山区水、土、林、田，发挥资源潜力，适应并融入脆弱的生态环境起着重要的作用。研究选取 GIAHS 评选的中国南方稻作梯田系统，通过个案分析与对比研究发现，这些梯田周边拥有丰富的森林资源，通过合理截留、疏导与调蓄降雨，使得森林、垛田、民居、河流湖泊等客体共同形成了一个稳定的水资源供给循环系统，为保持水土、涵养水源、服务梯田所在地的居民提供了有力支撑。分析梯田水资源调蓄过程，认为其水土保持与水土林田协调利用的智慧主要体现在科学地选地与布局、防水与用水的协调统一、敬畏思想与严格规则的双重约束，通过调控“人”与“水”两个关键要素，真正实现了人与自然之间以及自然系统内各要素之间的和谐共生与可持续发展。关键词：南方山区梯田；水土保持；协调利用中图分类号：N09 文献标识码：A 文章编号：1673-8462（2023）02-0042-100引言南方山区地势高低错落，地形崎岖不平，虽然不利于农耕活动的开展，但仍然是为数众多的山民赖以生存的家园。中国山区总面积为6 636 000 km2，超过国土总面积的三分之二，山区人口达到了 6.74亿，接近全国总人口数的一半，但山区大多面临贫困问题。一方面，山区各类自然资源丰富，集中了大量的淡水资源并对生物多样性起着保护作用；另一方面，山区生态系统脆弱，目前南方红壤山地水土流失总面积为 196 000 km2，占总面积的 16.61%，平均侵蚀模数为 3419 t km-2a-1，其中坡耕地的比例为 47.2%，1 134容易造成水土流失。在丰富的资源和脆弱的生态面前，人们不得不思考一个问题：山区坡耕地如何在预防水土流失的同时能够协调利用丰富的自然资源，开展农耕活动，在为人们解决温饱并创造财富的同时，尽最大可能避免灾害的发生？全球重要农业文化遗产（GIAHS）项目由联合国粮农组织于 2002 年发起，旨在全世界 收稿日期：20221207.*作者简介：任思博（1995-），男，山西长治人，南京农业大学中国农业遗产研究室博士研究生，研究方向：科学技术史、农业文化遗产保护。广西民族大学学报（自然科学版）JOURNAL OF GUANGXI MINZU UNIVERSITY（Natural Science Edition）422023 年第 2 期科技史任思博/中国南方山区梯田的水土保持与协调利用智慧范围内识别、寻找并建立具有代表性的重要农业文化遗产及与之相关的生物多样性、景观、知识和文化保护体系等，2以实现遗产地农业农村可持续发展为主要目标。以广西龙胜龙脊梯田、福建尤溪联合梯田、江西崇义客家梯田、湖南新化紫鹊界梯田等为代表的中国南方稻作梯田于 2018 年 4 月 19 日入选了这一系统，探讨这些农业遗产得以保存下来的秘诀，对今日更好地保护和发展这些山区农业文化遗产具有重要的借鉴意义。广西、福建、江西、湖南年均降雨量很大，分布在 8001600 mm，山地地形，地势陡峭，大暴雨过后受山洪袭扰的概率较大。就地形而言：尤溪境内以中低山地和高丘陵为主，占总面积的 93%；崇义为 92%；新化属盆地地貌；而广西龙胜更是一个有着“九山半水半分田”的山区县，且坡度达到 16度以上的坡地占到全县土地总面积的 87.2%，都是又高又陡的山地。GIAHS 南方稻作梯田一直保存十分完好，当地水土如何保持？梯田系统相关的水、土、林、田、泉、河等天然要素在其中各自发挥了什么作用？这些都是有待厘清的问题。在不对生态环境产生破坏的前提下，它们兼具耕作、防洪、灌溉、水土保持、水源涵养等功能，因此，研究南方稻作梯田系统的设计理念与维护智慧，对更有效地保护遗产以及更充分发挥其遗产价值具有一定的借鉴意义。1GIAHS 南方稻作梯田总体布局入选 GIAHS的中国南方山地稻作梯田系统，其总体布局是沿着当地山坡坡面垂直立体分布的“水源林-聚落-梯田-河流”复合系统。下面着重以龙脊梯田这一典型为例分析其布局。龙脊梯田，是在龙脊山沿等高线方向修筑的条带状台阶式断面田地，对当地作物的种植、蓄水、保土、增产起到重要作用。“元至元间，莫国旗南国纳土自是僮人方入省地”，一群以稻作农业为主体的壮族先民来到龙脊地区定居。3元代王祯在 梯田 诗中：“冀有薄获胜稗稊，力田至此嗟欲啼”，暗示了梯田的开垦与农民因土地兼并无地可耕，被迫“向山求地”分不开。龙胜人民历经数百年的艰苦奋斗，于清代最终形成了“万山环峙，五水分流”的龙脊梯田。4龙脊梯田在形制上表现为“森林-村寨-梯田-江河”的由上而下的布局，这一布局将截水与蓄水有机融合，借助地势高差与蒸发效应形成了一个闭合的水循环系统（图 1），有利于水资源在丰、枯水期合理调配，蓄丰补枯。龙脊梯田处在一块坡地之上，其排洪导水的方法与“林-寨-田-河”系统内每一部分的构造都存在密切关联（图 2）。“林”：龙脊梯田山顶的原始森林，蓄水能力极强，保持水土，涵养水源，在大量吸收与拦截雨水的同时“变害为利”，为山坡下方的农民提供了丰富的灌溉水源与生活用水。森林下方的土壤将森林未截留的余水截留一部分、排走一部分、下渗一部分，下渗和排走的那部分水资源最终分别变成地下径流和地表径流汇入山脚河流。“寨”：原始森林下方分布有大大小小的村寨，大量壮、瑶族村寨聚集于此，如金竹壮寨、黄洛瑶寨等，他们的民居吊脚楼非常生动地反映了顺应并利用自然的思想。他们选取较平缓的山坡地带定居，吊脚楼下方一半通过平整土地，另一半通过支撑木材以奠定整体根基。这样一来，通风避潮，有利于雨水的通过，水汽降水林冠截留穿透降水、树干径流灌草、枯落物截留土壤截留蓄水壤中流地表径流沼泽蓄水流入梯田山泉、河流蒸发蒸发补充补充溢出下渗 图 1 南方梯田系统水分配与循环示意图432023 年 5 月 第 29 卷广西民族大学学报（自然科学版）科技史以及在顺应地势、保持住宅稳固的同时最大限度地避免了村寨被洪水淹没，且有余水流入下方的梯田、山泉与河流进行灌溉与调蓄。“田”：在梯田的构造上，当地居民花费了大量精力。梯田结构的设计，从工程学角度看，龙脊梯田是一种水平梯田，田面呈水平状，田坎均整，具有耕作方便、蓄水保土能力强5的优点，每阶梯田的田埂都可以把土壤和水分很好地保持在梯田中。另外，精巧的地埂设计和常态化的人工维修保证了暴雨来临时梯田良好的排水性。“河”：河流水来源于三种渠道，一种是源自直接进入河道的降雨；另外两种分别来源于梯田山坡的地表径流和地下径流：地表径流多来自梯田田埂蓄水满溢而出的余水，地下径流来源于土壤渗水。借助阳光的照射，河水蒸发升空凝结为云海形成降雨，继续滋养着龙脊寨民与梯田系统，如此周而复始。另外，从龙脊繁多的地方传统水稻品种以及梯田生态环境中表现出的农业生物多样性也可以看出，当地人对保山育林、保护动植物种质资源所作出的努力，系 统 功 能 的 稳 定 离 不 开 这 种 和 谐 共 处模式。因此，可将龙脊梯田的防洪调蓄生态智慧概括为这样一个过程：“以林固土、林土留水、以水沃田、余入泉河、上林下田、蓄水排洪、河水蒸发、泽灌林田、壤流补枯、循环往复”，截水、蓄水和分水、导水分别成为林、寨、田、泉这几类要素“收”“支”降水的过程。同时，山泉、地表径流、地下径流等向河流的汇集以及河水自身的蒸发分别成为河流的“收”与“支”，前者与后者互为收支，系统内各要素之间得以常年良性互动。最接近龙脊梯田布局系统的是福建尤溪联合梯田“竹林-村庄-梯田-水流”山地农业体系，水源林储蓄的降水逐渐下渗，通过地下径流，以山泉和溪流的形式流入梯田，对耕地形成逐级自然灌溉。江西崇义客家梯田系统森林覆盖率高，梯田之上以及梯田周边的森林有利于水源涵养与水土保持，客家民居散居于系统中，果园、茶园相伴而生。湖南新化紫鹊界梯田更是以其自然灌溉闻名于世，并早于 2014年就入选了首批世界灌溉工程遗产名录，已形成“植被-梯田-板屋-流水”四素同构的生态空间复合系统，其系统水循环原理为：森林、土壤和田块蓄水，山坡细沟和田间毛渠输水，山峰气候与地形雨为梯田补水。6图 2 南方山区梯田系统总体布局442023 年第 2 期科技史任思博/中国南方山区梯田的水土保持与协调利用智慧2分水智慧：林与土的截留在南方梯田系统中，往往森林在山顶处，顺坡而下是成片的梯田，森林林冠层的截留、土壤孔隙对地表水的吸收、梯田对雨水的持有，使得梯田系统能够在防洪的同时充分得到雨水的自然灌溉，南方梯田系统雨热同期，春夏季节充分的降水与光照条件使得田中以水稻为主的农作物得到了充分灌溉。在少数民族聚居的梯田古村落中，仍留存着古老的村规民约与寨老制度，并且形成了对山、林等自然事物的信仰与崇拜，这对于梯田系统能够长时间、可持续地为村民带来丰裕的农产以及维持区域免受洪涝灾害影响提供了良好的社会环境。2.1梯田分水的自然条件文章所列案例分别位于福建三明市、江西赣州市、湖南娄底市和广西桂林市，都处在亚热带季风区。以龙脊梯田为例，所在的龙胜各族 自 治 县 隶 属 于 桂 林 市，当 地 年 降 雨 量 为1900 mm 左右，四季冷热干湿分明，雨季在 4-10月，7尤其以 5-7月最为集中，如此丰沛的降雨量加之相对集中的雨季，使得大雨、暴雨在雨季频频发生。龙脊梯田所处的山顶，尤其是海拔在 11001850 m 的范围内，覆盖着大量的乔木和灌木，植被分布较广，从阔叶林到苔藓矮林均有，而高坡上的黄壤渗透性强，8这两者相配合可有效拦截雨水、减缓流速、增强下渗、涵养水源，吸收了大量雨水，最大程度地削弱了暴雨来临时的水势。通过林冠层、枯落物和土壤层对雨水的截留，林地系统对降雨形成两次雨水分配的过程：一是通过林冠层和枯落物截留持水，余水沿山坡地表下流；二是直接滴落在地面的降雨和被植被截留后的地表径流进入土壤层，通过非毛管孔隙蓄水再截留一部分，余下的继续向下流动或者渗入土壤下层。降雨落入山顶原始森林，首先被林冠层截留。这一过程受到区域性差异、树种组成、林龄、郁闭度、树冠结构、树冠湿润状况的影响。福建尤溪联合梯田与江西崇义客家梯田上方及周围的毛竹林截留率为 11.1%，广西龙胜地区林冠截留率为 11.7%15%，湖南新化紫鹊界梯田山头的杉木截留率更是高达 25.8%，9其中的变化受降雨量、降雨强度、冠层干湿状况等因素的影响。穿过林冠层的降雨进入地面凋落物和苔藓层，在龙脊山海拔 800 m 以上，为原始森林植被覆盖区，分布着阔叶林、常绿阔叶混交林与常绿落叶混交林等众多树种，如松杉、红豆杉和山毛榉等；300800 m 以杉木、马尾松、毛竹等植被为主，这些树种的凋落物中持水量、拦蓄能力最强的是杉木马尾松。10也就是说，接近梯田地带的树种其持水能力强，而气温较低的山顶地带多为落叶林，虽然水文功能弱于前者，但其枯落物厚度高，雨水截留量大。根据相关研究，单位厚度森林地被物的平均储水能力约为 1.23 mm/cm，11龙脊山一带的山顶植被枯落物（以杉木为代表）厚度在 4.15.8 cm，在这一范围内，也就是说山上凋落物能够储存 5.0437.134 mm 的水。湖南新化紫鹊界梯田山头上的四层植被：乔木（杉、松等）、灌木（油茶、紫荆等）、蕨类（蕨草、紫荆等）、根系（树根、草根等），它们层层截留储水，12起到了储水与削减水势两大作用。落在地表上的水深入土壤中，土壤对雨水的截留作用受土壤容重、孔隙度、土层厚度等因素影响，在亚热带山地地区，常绿阔叶林和常绿落叶阔叶林的土壤非毛管孔隙度最高，达15.3%以上，13其中常绿阔叶林最高可以达到19%，竹林和杉树林仅次于阔叶林，范围在11.77%14.5%。龙脊梯田山顶 1300 m 以上的部分皆为常绿阔叶林和常绿落叶阔叶林，大孔隙土壤可以迅速吸收大量雨水，为山顶下方的村寨和梯田的排水减轻压力。另外，森林也会增加土壤入渗，减少地表径流，14保持水土，土壤中的养分提供给森林使其枝叶更茂密，并增加森林涵养水源的能力，使森林与土壤层之间形成有益的生态循环。其他梯田，如新化紫鹊界梯田、崇义客家梯田都有极高的森林覆盖率，并且树种繁多，成了天然的大型蓄水池。龙胜梯田森林与梯田的比例约为 2 1，大约 2 亩森林吸纳的水分可供 1亩田使用，15按森林平452023 年 5 月 第 29 卷广西民族大学学报（自然科学版）科技史均每公顷储水 660 t 算，两亩森林约可以吸收88 t 水，可灌溉一亩田地。龙脊山一带降水量大，土层湿润，土壤易发生淋滤作用，而当地空气质量较高，空气中的污染物和杂质少，降雨具有类似清水淋滤的作用，会消耗土层中的可溶盐，16土壤从而发生酸化和黏化，使土壤的吸水量更大、吸水速度更快。以江西崇义客家梯田为例，选取其所在的赣州市为代表，其地下水与地表水之比（表 1）相当悬殊，土壤的大量下渗也体现了梯田系统面对大量降水来临时较强的调蓄能力。赣州当地地下径流比例增高幅度远高于全国水平与江西水平，凸显了其较高的水体下渗比例，而崇义梯田之上的密林就是引导降水下渗的中介。种植果树与茶树的土壤要求疏松透气，崇义梯田周边果园与茶园相伴而生，说明当地土壤疏松，易于地表水下渗。2.2保护梯田系统的人文环境梯田系统的良性发展离不开有效的保育与防范措施，其中，民众的敬畏之心是基础与前提，乡规民约是保障。在寨民与当地自然环境相斗争、协作与适应的过程中，“村规民约”和寨老制度逐渐被确立，形成了一套稳定的制度规程与规则制约体系。山脚下的民族村寨附近种植风水林，如红豆杉、香樟树等，而当地的村规民约严格禁止村民砍伐风水林以及山顶的水源涵养林，17通过制度层面的规定限制了人为因素对龙脊山森林的破坏。每年对村规民约的修改也是在春季播种和秋季收获之前，反映了寨民对“农时”的重视。另外，神话与信仰是当地人民保护梯田的精神与道德约束。当地瑶族对自然的崇拜以及对山、水、土地、树等的崇拜现象极为普遍，这些自然之物都被赋予各自的神，水神在当地的地位很高，因其涉及农田灌溉、洪涝等事关当地人生存问题的多个方面。18金坑地区流传着一个关于古树的故事，当地传说寨子村口前原是座庙，大寨和新寨的人在建此庙的同时分别在庙前种了一株杉树，约定哪边树的长势好，哪家寨就会更兴旺，这则故事充分体现了寨民心中的“树图腾”观念，对古树十分崇敬。龙脊地区最古老的“廖家凉亭”早于清末就已建成，亭中原先供奉的石像虽已不在，但仍保存着一座土地神排位，当地人祈福求子通常都会去祭拜。树与村寨兴旺、土地与子嗣繁盛之间“天人合一”的思想已深入当地人心中，种类繁多的动植物种质资源是其生物多样性的重要表征，敬山、敬树、敬土、敬野生动物反映了壮族、瑶族尊重自然和敬畏生命的理念。村规民约、精神信仰两个维度层面的生态智慧克制了人对森林的过度索取，客观上维护了龙脊山植被的水土保持和涵养水源的能力，降低了山洪暴发的可能性与破坏力。在湖南新化紫鹊界梯田先民神话传说中，三位梅山女神：白氏仙娘、梅婆蒂主和梅山猎神梅嫦，以及梅山山神、水神、雷神等都是保佑当地长治久安与人民生命健康安全的神灵。19每逢农历新年，当地人都会请师公作法，保佑新的一年风调雨顺，五谷丰登。江西崇义的宗教习俗、乡规民约、民居建筑、节日庆典、服饰歌舞等也处处透露着敬畏自然、爱护生态的精神，20这些传说和神话都在精神和道德层面上约束了南方梯田地区的人们对自然的破坏行为。表 1全国、江西、赣州地下与地表径流量对比（单位：亿立方米）区域范围全国江西赣州2016地下径流8854.80501.93118.23地表径流31 273.902203.24588.82比例0.2830.2280.2012017地下径流8309.60379.4780.91地表径流27 746.301637.20275.38比例0.2990.2320.2942018地下径流8246.50298.5468.92地表径流26 323.201129.85222.92比例0.3130.2640.309462023 年第 2 期科技史任思博/中国南方山区梯田的水土保持与协调利用智慧3导水智慧：寨与田的分疏南方梯田所在地的村庄大多数位于山腰或者山脚下，享受着山顶发源的山泉水或其他水源的滋养。从龙脊梯田村寨来看，当地潮湿多雨，为避免洪水袭扰和野兽毒虫侵害，当地寨民就地取材，用山中竹木、石材搭建起防潮、防水、避瘴、通风、防虫的干栏式吊脚楼。瑶族干栏式吊脚楼从近代的“茅寮”逐步发展而来；而壮族干栏式吊脚楼早已有之，最早的记载见于 魏书僚传：“僚盖蛮之别种依树积木，以居其上，名曰干栏。干栏大小，随其家口之数。”其中，“僚”即指壮族先民。这种干栏式建筑有利于防洪排涝，底层架空便于洪水通过，可以很好地适应山地潮湿多雨的天气。21吊脚楼底部有片石堆砌而成的平台，形成浅柱石基，对稳固房屋、保护地质结构完整起到重要作用。民居的“悬山式”屋顶能够在大雨、暴雨来临时将雨水迅速沿檐沟排出，保护房屋不受雨水侵蚀。吊脚楼皆为木质结构，历经风雨洗礼依然稳固，这得益于其精湛的传统建造工艺。梁木取材精挑细选，采用榫接工艺构成密檩穿斗式木构架住宅，通过“挖屋场”“安梁”“挂瓦”等一系列工序，并请专业工匠师上檩条、和泥烧瓦、铺瓦安窗这些精细的工序确保楼体安全无恙，同时能顺畅地通风排水。除龙脊梯田外的其他三大梯田导水特性相对不明显，尤溪联合梯田所在村庄分布在山腰，便于梯田的管理，山泉水自上而下为梯田和村庄提供了充足的灌溉用水和饮用水源；江西崇义客家梯田的民居经历了由低地势向高地势的转化，这是因为明清时期大面积开垦梯田破坏了生态环境，利用地势高低把水引入梯田进行灌溉，22具体从修筑高田以及调整村庄至高地势两种途径入手，有效地防治了水土流失。梯田是排水、导水的关键环节。第一，从水土保持工程理论视角看，梯田的设计是一种坡面治理工程，通过改坡面为平地，减缓径流流速，减轻对土壤的侵蚀，从而提升土壤肥力。第二，龙脊先民最初开垦梯田是先在水平梯田面上种植旱作作物使之定型，避免田块被暴雨之后的洪水冲垮，而后种植水稻起到了阻碍水土流失、充分利用水田耕地的作用。第三，梯田蓄水埂（图 3）的设计。蓄水埂有一定的高度，同时梯田内侧也有排水沟，这样就可以在田畴蓄满、留水灌溉的同时将多余的水顺着一层层田阶向下排去，导入河流。尤其是在非雨季，梯田缺水干燥，极易开裂，万一遇到较大的一场雨很容易使得梯田崩塌。当地村民的及时维护和保养工作十分到位，即使梯田崩塌，寨民们也会随时为稳定崩坏的梯田保驾护航。第四，田间或明或暗地布置了大大小小的沟渠水道，既可导流雨水，也方便村民排放生活废水。这样既避免了对村寨附近环境的污染，又可以为梯田提供优质的灌溉用水，增加其肥力。第五，寨民通过简要的工程措施导水排水，从梯田最终端到河流的一段，寨民们一方面设置竹简导余水入小溪，另一方面设置石闸进行分水，23根据梯田用水和各家用水分别进行比例分流和等额分流，提升了水资源利用率。尤溪联合梯田有着传统的“竹竿-蓄水池-梯田”引水装置，但目前大部分已经被现代化的饮水装置所取代。崇义客家梯田导水主要通过天然的或人工开挖的溪流、山泉流入村庄和梯田，保持水土采用的是“等高耕作”方式修建，同时在农业生产过程中，推行少耕、免耕、秸秆（或树枝、杂草、草皮）覆盖等保护性耕作措施，20有效地保持了梯田土壤，减少了水土流失。紫鹊界梯田有着独特的水利灌溉系统，其灌溉体系由蓄水工程、灌排渠系统、控制设施组成，梯田主要靠溪水灌溉，泉水直接灌溉只能涉及边缘局部田块，更多的灌溉需要将水源由小溪坝截流引水，经输水渠流入梯田区。为防止引水冲刷导致田埂崩塌，水从梯田区高地埂田面原地面 图 3 水平梯田截面示意图472023 年 5 月 第 29 卷广西民族大学学报（自然科学版）科技史处向低处自流时，借助竹子通穿挑流，将水送到离田埂脚较远的位置。梯田蓄水离不开寨民对梯田的修整，“十二道农活”中的耙田和扶田基两项工作也为梯田蓄水作了重要贡献。其中，耙田是梯田犁田之后的一项松土工作，通过翻土松土，以保蓄水分，提高土温。扶田基是在平整田基之后，将泥土放在田埂上加固田埂，以达到蓄水和防漏的效果。这两项工作分别通过增加田中土壤对水的吸收和田面边缘对水的截留保蓄，使得雨季来临时可达到一种“自然灌溉”的效果。4调蓄智慧：泉、泽、池、河的吐纳高强度或大量降水过后，山顶原始森林与土壤会吸纳并涵养大量水源，使山中的泉水、瀑布与沼泽常年有水。就龙脊地区而言，石头龙是龙脊地区最高处的一孔泉眼，持续灌溉着龙脊梯田，花坪红大瀑布更是反映了山顶处惊人的蓄水量。高山沼泽是龙脊梯田的另一个蓄水池。龙脊丰富的降雨量和纵横交错的水系使得当地自山脚下的河流到山顶皆有云雾缭绕，形成一种特殊的“横向降水”，土壤含水量较高，众多的高山沼泽也反映了龙脊土壤极强的保水能力。而紫鹊界梯田，其先民多通过修建堤坝进行调蓄与引水灌溉，所修建的堤坝主要是小型堰坝，通常高 1 m 左右，长 23 m，可以拦水、溢洪、排沙、引水，功能齐全。24这些堤坝分布于紫鹊界梯田的不同高程之上，共计 69座。堤坝与溪流平面呈 60度左右的夹角，以保障引水安全。经山顶森林和土壤截留后的余水，顺山顶流下，流入村寨与梯田之中。村寨将这些多余的水收集起来，一方面供人畜用水，另一方面将其引入蓄水池，因村寨中的建筑皆为木制，且木楼与木楼之间距离较近，火势容易加快蔓延，这时蓄水池便可派上用场。龙胜当地最早的蓄水池廖家寨太平清缸，于清同治十二年（1873）就已建成，可见蓄水防火观念自古就已深入人心。而从紫鹊界梯田可以更明显地看到，梯田本身就是一个“蓄水池”，梯田田埂一般高 2030 cm，因此每亩梯田可蓄水 133200 m3。加之梯田土壤自身保有的水分，梯田里的水稻就有了充足的水源，可以确保大旱之年也能为种植水稻提供充足水源。表 2 是 GIAHS 中国南方稻作梯田水土保持不同类型措施的占比分布，可见，福建与江西的植物防治措施相对较多，而湖南和广西的植物防治措施就相对更多了，这与区域整体地形、地势、土壤条件等紧密相关，广西与湖南应进一步借鉴江西植物防治措施以及自身措施，其中梯田就是良好的范本。由于雨水的淋滤作用，山坡岩石层因物理作用和化学溶解而形成孔道，使更多雨水下渗成为壤中流和地下径流。南方四大梯田系统都属于潜水面埋深大、蒸发强的地区，其分子吸附力随水分减少而增大，25雨水下渗后首先在不同透水性的土壤层流动形成壤中流，而后壤中流补给地下径流，是河流、湖水的重要补给来源，26为系统内径流的产生和水资源的补给起到了桥梁作用。梯田是一种爽水型水稻土，通透性能较佳，27雨水多渗入黄壤残积岩层，弱透水性使其在降雨来临时可以储存和渗出一部分水，降水渗出速度也受到了限制，故仍可保留一部分水缓缓渗出并服务于旱季地下灌溉。无论是地表径流还是地下径流，无论是通过水体下渗还是借助泉水，最终目的地只有一个河流。降雨量和蒸发量是水循环“收”“支”过程中最重要的两部分，两者相对水平保持稳定在很大程度上使得系统内水资源总循环较为稳定。随着季节的变化，雨季和高温的月份一起到来，降雨量达到最高峰的几个月，气温相对较高，太阳光辐射量大，形成的蒸发表 2GIAHS中国南方稻作梯田省份水土保持措施与覆盖面积（单位：km2）福建江西湖南广西工程措施8 316.311 346.314 569.410 589.8植物措施22 326.835 537.714 7685455.1其他措施022500.5482023 年第 2 期科技史任思博/中国南方山区梯田的水土保持与协调利用智慧量也大；反之，雨季过后，进入气温相对温和的几个月，蒸发量也较小，而高山泉水、顺势而下的地表径流和地下径流等要素也随着这两股实力的消长变化而发生正相关变化。随着河长制的全面确立，梯田、山地系统的最下层水循环主体河流得到了切实保护，责任的落实也促使地方党政领导更重视自己手中监管的河流，有利于梯田所在山地周边河流生态环境的改善，给予梯田系统更优质的灌溉水源。5经验与启示中国南方水稻梯田的体系以“森林-村寨-梯田-水系”为主要特征，这种“四素同构”特征与云南元阳哈尼梯田构造智慧相同。这一体系完美地将选地布局思想、截留疏导思想、调蓄利用思想等融入防洪与水循环智慧中，使得这一“四素同构”的系统形成了一种准水利工程，梯田之所以能够在风雨中保持形态不变、保护土地与作物不受侵害就是得益于这种形态。以龙脊梯田为例，将 GIAHS 中国南方梯田的水土林田协调利用智慧的主要表现总结为以下三点。一是科学选地布局。龙脊梯田的“龙脊”取意于龙脊山山脉如龙的脊背，说明龙脊梯田所在地为山脊两侧，山脊本身就是一道典型的“分水岭”式地形，当大量降水来临时，能够迅速通过各山脊分于两侧。在布局上，“上林下田”的这种分布使得位于山顶的原始森林可为梯田边“挡水”边“蓄水”，蓄水使得龙脊山顶成了一个蓄水池，正如王祯 农书 中所描述的一样：“梯田，谓梯山之为田也上有水源，则可种粳秫。”28 190-191专家发现 6000-12 000 年前当地就出现了原始栽培粳稻，另结合刘锡蕃岭 表 记 蛮中 的 描 述：“山 高 水 冷，只 宜 糯谷。”29 122龙脊香糯也是当地最负盛名的特色农产品，“一田种糯遍垌香，一家蒸糯全村香”就是对当地糯米之“香”最直观的表述，这些都充分体现了龙脊寨民因地制宜运用水土条件发展稻作农业的智慧。二是防水与用水的协调统一。防洪与用水分别意味着“拒绝”和“接受”，在龙脊梯田，两者具体实现形式上体现为导水和蓄水，当地寨民在长期生产实践中，发现并利用了两者间可以调和融通的一面，变害为利，田坎的设计以及居民用水蓄水池的设计是这一思想的突出体现。一定高度的田坎可为田面截留一部分的水，让高出地埂的余水层层下注，同时地埂蓄水拦沙，截留一部分水泽灌溉梯田，这些雨水在非雨季更能抗旱保墒。雨季来临时，系统将过剩的雨水导入山泉、溪涧，这些水可供人畜使用；非雨季时灌溉梯田以及蓄水防火，为人们日常生活、土地耕种以及防火安全提供了源源不断的水资源。三是敬畏自然与严格规则的双重约束。壮族、瑶族一直以来保持着敬畏山神、水神、树神的思想观念，且在他们的神话传说叙事结构中都少不了“水”这一主线，这些都从根本上为其保护山水林田奠定了思想基调。村规民约在当时有着类似于法律的权威与制裁力度，其与寨老制度的结合为从制度层面制约寨民对山顶原始森林乱砍滥伐提供了有力手段，且这一制度的科学性也促进了其在当地寨民心中的权威性，如若偷盗树木，必须比照树干和树根是否吻合，证据确凿才可治罪。龙脊地区 78.1%的森林覆盖率、丰富的生物多样性以及山水林田的协调利用，离不开道德、制度两方面的有效制约与保护，而这一特性也为系统防洪打下了良好的生态基础。以上智慧启示我们，山区的生产生活，需要因地制宜地发展，根据当地的各类资源选择适合山民的生态农业发展模式，要重视山地系统内各要素的组合方式，把握好要素间的“供给”与“需求”之间的内在逻辑，协调、化解好要素间可能存在的矛盾，同时制定有约束力的村规民约或地方性保护条例，促进人与自然和谐共生和生态可持续发展。参 考 文 献1 蔡国强,朱阿兴,毕华兴,等.中国主要水蚀区水土流失综合调控与治理范式M.北京:中国水利水电出版社,2012.2 卢勇,王思明.引进与重构:全球农业文化遗产“日本佐渡岛朱鹮-稻田共生系统”的经验与启示J.云南师范大学学报(哲学社会科学版),2016,48(2):132-138.492023 年 5 月 第 29 卷广西民族大学学报（自然科学版）科技史3 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are the main problems facing the development of slope farmland.Terraced fields are a kind of water and soil conservation projects for hillside protection，which play an important role in rationally using mountain water，soil，forests and fields，exerting resource potential，and adapting to and integrating into the fragile ecological environment.The research selects the rice terrace system in southern China selected by GIAHS.Through case analysis and comparative research，it is found that there are abundant forest resources around these terraces.Through reasonable interception，drainage and regulation of rainfall，forests，piled fields，residential buildings，rivers and lakes，etc.The objects together form a stable water supply circulation system，which provides strong support for maintaining water and soil，conserving water sources，and serving the people where terraces are located.Through analyzing the process of water resources regulation and storage of terraced fields，the study believes that the wisdom of its water and soil conservation and the coordinated utilization of water and soil forestry is mainly reflected in：scientific site selection and layout，coordination of waterproofing and water use，and the dual constraints of awe and strict rules.The two key elements of people and water truly realize the harmonious coexistence and sustainable development between man and nature and between various elements in the natural system.Keyword：Terraced fields in southern mountainous areas；Soil and water conservation；Coordinated utilizationResearch and Explanation on Several Issues Concerning the Fifth Sino British