黑土地水土流失的發(fā)展態(tài)勢及防治對策

 

 

 

一、黑土地水土流失的發(fā)展態(tài)勢

東北黑土區(qū)水土流失仍在發(fā)展之中，面積不斷擴(kuò)大，但速度減緩；強(qiáng)度增加，黑土層變薄，以面蝕為主；侵蝕溝的數(shù)量在增加，溝道繼續(xù)擴(kuò)展，向大溝方向發(fā)展；土壤養(yǎng)分下降；河流泥沙緩慢增加。

（一）東北黑土區(qū)水蝕面積的變化

1、東北黑土區(qū)目前的水蝕面積(km²)：目前東北黑土區(qū)有水蝕面積約20萬km²，主要分布在黑龍江?。?12559 km²）；以輕度侵蝕為主。

 

圖1 東北黑土區(qū)目前不同水蝕強(qiáng)度的面積

2、黑龍江省黑土區(qū)水蝕面積50多年來的變化：黑龍江省黑土區(qū)的水土流失面積已由50年代的24292.4 km²增加到80年代的36649.52 km²、2000年的45106.51 km²；以輕度侵蝕為主，面積由50年代的15659.1km²增加到80年代的22683.47km²、2000年的27785.08 km²；但中度、強(qiáng)度侵蝕的增長速度較快。

3、吉林省黑土區(qū)水蝕面積20年來的變化：1985年以來，吉林省水蝕面積和強(qiáng)度呈減少趨勢，1985-1999年共減少6521.8 km²。以輕度侵蝕為主，占61%，中度占31%，強(qiáng)度占8%。

4、遼寧省黑土區(qū)水蝕面積15年來的變化： 1995年土壤侵蝕面積為3289.33 km²，2000年為2597.67 km² (其中水蝕2458 km²)；1995～2000年間，土壤侵蝕面積減少了870 km²。目前以輕度侵蝕為主。

（二）黑土層厚度明顯減薄

1、 第二次土壤普查時(shí)（1979年）

黑土區(qū)81個(gè)典型剖面的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，黑土層厚度在16-72 cm，平均43.7 cm；黑龍江省水保所的定位觀測表明，坡耕地年土壤流失厚度0.6-1cm。

2、目前(2003-2005年)

北師大的研究表明，典型黑土區(qū)856個(gè)剖面中約50%的黑土層厚度<40cm；黑鈣土－草甸土區(qū)27個(gè)剖面中50%的黑土層厚度在0-23cm、30%的剖面黑土層厚度在23-55cm。

（三）侵蝕溝數(shù)量、長度、密度等變化　　

1、黑龍江省

 

 

圖2 黑龍江省黑土區(qū)侵蝕溝數(shù)量、占地面積（km²）及密度的變化

2、典型區(qū)域（克山、克東、拜泉、明水4縣）

表1 典型區(qū)域侵蝕溝變化

區(qū)域

面積

（km²）

時(shí)段

條數(shù)

總長度

（km）

平均長度

(m/條)

密度

(m/ km²)

克山

3392.89

1950S

223

198.6

890.6

58.5

2000

615

478.4

777.9

141.0

克東

2076.50

1950S

394

233.8

593.4

112.6

2000

725

453.0

624.8

218.2

拜泉

3607.18

1950S

1015

662.9

653.1

183.8

2000

1106

737.0

666.4

204.3

明水

2312.02

1950S

365

188.0

515.0

81.31

2000

328

224.4

684.2

97.1

合計(jì)

11388.58

1950S

1979

1283.3

648.5

112.7

2000

2810

1892.9

673.6

166.2

典型黑土區(qū)1945年時(shí)，侵蝕溝密度大于300m/km²的高值區(qū)除拜泉和明水東部地區(qū)斑塊面積較大外，其他地區(qū)均呈小片、零星分布，大部分地區(qū)的侵蝕溝密度在100m/km²以內(nèi)；到2000年，侵蝕溝密度大于300m/km²的高值區(qū)面積增大、已集中連片。

3、典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)（克東、拜泉10鄉(xiāng)鎮(zhèn)）

 

圖3 克拜東部1965、2005年侵蝕溝密度圖

（1）侵蝕溝密度增加顯著：1965年區(qū)內(nèi)有侵蝕1712條，侵蝕溝密度為202m/km²， 2005年分別增加到2565條、283m/km²；1965年高于500m/km²的地區(qū)只有110.20km²，占研究區(qū)總面積的5.97%，到2005年開始集中連片分布，面積增加到325.59km²，占整個(gè)研究區(qū)面積的17.62%。

（2）侵蝕溝密度變化有明顯的區(qū)域差異：通肯河分水嶺兩側(cè)侵蝕溝密度變化最大，北段增加幅度大于南段，分水嶺東部地區(qū)大于西部。1965年侵蝕溝密度大于1000m/km²的高值中心僅分布在拜泉縣新生鄉(xiāng)東南部，到2005年，沿通肯分水嶺由南向北依次有3個(gè)大于1000m/km²的高值中心、5個(gè)大于750m/km²的高值中心。

（3）水土保持治理直接影響侵蝕溝的發(fā)展速度：克東縣愛國鄉(xiāng)和拜泉縣國富鎮(zhèn)在地域上相鄰，平均地面坡度基本一致(2.49º、2.50º)，但侵蝕溝密度的變化前者是后者的3.24倍；克東縣千豐鎮(zhèn)侵蝕溝密度的增長幅度也明顯大于拜泉縣興華鄉(xiāng)。

4、典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)—榆樹市劉家鎮(zhèn)

吉林省榆樹市劉家鎮(zhèn)位于第二松花江沿岸沖洪積臺地上，東西長約10km、南北平均寬2.2 km，總面積25.07 km²。1984年有耕地1558hm²（62.1%），溝壑面積427.5hm²（17.1%）；水土流失面積1142 hm²，占78%；有主溝49條、支溝257條；溝壑總長度65006米，溝壑密度4.44 km/km²；溝壑長度在90-3820米、寬度15-650米、深度5-55米。1945-1984年沖溝群共侵蝕土壤4768萬m³，年均122萬m³，共吞噬耕地209hm²。侵蝕的土壤大量淤積在溝口，新淤出了83 hm²的沙灘，江心島面積增加了20%，河床抬高了2米，第二松花江主河道向南移動(dòng)了250余米。

表2 榆樹市劉家鎮(zhèn)侵蝕溝變化統(tǒng)計(jì)表

時(shí)段

切溝長度(km)

切溝數(shù)

溝壑密度(km/km²)

切溝發(fā)展速度(m/a)

吞噬

耕地(hm²)

年吞噬耕地

土壤流失量

(萬m³)

年均土壤流

失量

侵蝕模數(shù)

(m³/km².a)

1945

20.06

 

1.37

 

 

 

 

 

 

1960

28.34

77

1.93

7.2

43.4

2.89

1200

80.0

54650

1969

57.90

276

3.95

11.9

105.1

11.68

2526

280.6

191710

1984

65.01

306

4.44

1.6

60.36

4.31

1042

69.5

47470

（四）黑土養(yǎng)分變化

據(jù)對黑龍江省黑土區(qū)23個(gè)市縣耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀的測試，大部分處于下降狀態(tài)，有機(jī)質(zhì)已從墾前的8%-10%下降到第二次土壤普查時(shí)的4.32%、2002年的3.89%；全氮、全磷、全鉀等也有類似的變化趨勢。

（五）主要河流輸沙量

近50年來，松花江在徑流量呈下降的趨勢下，年輸沙量卻呈逐年增加的趨勢，說明松花江流域的土壤侵蝕量在增加。松花江1980-2000年年均輸沙量比1956-1979年增加20%左右，含沙量 0.064-0.127 kg/m³；遼河干流、東遼河水土流失較嚴(yán)重，河流多年平均含沙量在1-4kg/m³。遼河輸沙量的變化較復(fù)雜，1954-1964年較大，1965-1984年較小，變化也很平穩(wěn)；1985年以來急劇增加，年變率增大。

二、黑土地水土流失的危害

（一）旱澇增加

發(fā)生頻率越來越高，時(shí)間越來越長；20世紀(jì)前50年，東北地區(qū)干旱的發(fā)生頻率一般為3-5年1次，20世紀(jì)后50年變?yōu)?年多1次；近10年，東北地區(qū)的春旱連年發(fā)生，一些地區(qū)-2003年已連續(xù)5年遭受嚴(yán)重旱災(zāi)。吉林省20世紀(jì)前50年發(fā)生旱災(zāi)14次，后50年發(fā)生了34次；而且干旱的持續(xù)時(shí)間由過去的以短時(shí)段為主，發(fā)展成為春夏連旱、夏秋連旱；黑龍江省20世紀(jì)前90年有27年發(fā)生了旱災(zāi)，而后10年卻是連續(xù)發(fā)生旱災(zāi)，1995年以來，春旱越來越重。受災(zāi)范圍不斷擴(kuò)大：出現(xiàn)由西向東擴(kuò)展的趨勢，就連延吉、牡丹江地區(qū)近年也發(fā)生嚴(yán)重的春旱。干旱造成的影響越來越大：供水困難，河流短流、濕地萎縮、污染加重、生態(tài)惡化。

（二）淤積江河湖庫

流失的泥沙淤積在江河、水庫、塘壩，減少了過水面積，降低了水利設(shè)施的調(diào)蓄功能和天然河道的泄洪能力，抬高了下游河床，使洪災(zāi)加劇，影響防洪安全。據(jù)調(diào)查，目前松花江哈爾濱江段河床比50年代抬高了30-50cm，濱州橋下淤積的沙灘長達(dá)3400m，淤積量達(dá)490萬m³。據(jù)吉林省水保所測算，1950-2001年進(jìn)入東遼河二龍湖的泥沙總量達(dá)10101.1萬噸，造成庫容損失8015萬m³。

（三）嚴(yán)重威脅糧食安全

水土流失對土地生產(chǎn)力的影響明顯，對玉米的影響明顯大于大豆。中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所對坡耕地黑土層田間剝離試驗(yàn)表明：黑土層剝蝕掉30cm時(shí)，玉米產(chǎn)量只有對照的4.3%-26.3%，幾乎絕產(chǎn)；大豆產(chǎn)量只有對照的40.8%-54.9%，減產(chǎn)4-6成。黑土層剝蝕掉20cm時(shí)，玉米產(chǎn)量是對照的53.8%-65.4%，減產(chǎn)3-5成；大豆產(chǎn)量是對照的66.8%-78.9%，減產(chǎn)2-4成。黑土層剝蝕掉10cm時(shí)，玉米產(chǎn)量是對照的81.3%-95.3%，減產(chǎn)0.5-2成；大豆產(chǎn)量是對照的89.9%-96.9%，減產(chǎn)0.3-1成。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，黑土區(qū)水土流失(水力侵蝕)面積為1205.0萬hm²，有侵蝕溝46萬條，沖溝吞噬耕地48.3萬hm²。如按每hm²坡耕地生產(chǎn)玉米6000kg計(jì)算，則目前因侵蝕溝吞噬耕地每年損失糧食290萬噸。黑土區(qū)不同侵蝕強(qiáng)度坡耕地造成的糧食減產(chǎn)，如輕度侵蝕按10%、中度按20%、重度按30%、極重度按50%計(jì)時(shí)，因面蝕每年減少糧食（以玉米計(jì)）1631萬噸。也就是說，到目前為止，東北黑土區(qū)因水土流失形成的溝蝕和面蝕已造成每年糧食減產(chǎn)1921萬噸。如不采取有效措施，控制黑土層的流失和黑土肥力的銳減，糧食減產(chǎn)的幅度還會(huì)加大。

三、防治對策與建議

（一）坡耕地水土流失的防治措施

因?yàn)楹谕羺^(qū)超過8度的地貌很少，僅占總面積的1-2%。黑土區(qū)的目標(biāo)是糧食生產(chǎn)和商品糧基地的安全，黑土區(qū)的水土流失治理應(yīng)以坡耕地治理為主。

1、工程措施：5⁰以下的坡耕地：將順坡壟與斜坡壟改為橫壟，順坡耕作改為等高耕作；5⁰～15⁰的坡耕地通過修建梯田和地埂植物帶建設(shè)基本農(nóng)田；15⁰以上的坡耕地通過坡面工程整地后退耕還林，因地制宜營造水土保持林、用材林、經(jīng)濟(jì)林等。

2、培肥措施：增施有機(jī)肥、化肥平衡施用、秸稈還田、深松、寬窄行交替休閑、使用大型農(nóng)機(jī)具等。

3、耕作措施：輪作、保護(hù)性耕作、免耕、少耕。

（二）侵蝕溝水土流失的防治措施

發(fā)展初期的侵蝕溝一般采取溝頭防護(hù)，修溝邊埂，溝底修土谷坊或柳谷坊。中型侵蝕溝采取削坡筑堤造林、溝內(nèi)栽植植物谷坊和修建攔溝式閘堤的綜合治理方法。大型侵蝕溝按照先上后下、先支后干；從上游到下游、從溝頭到溝口、從溝坡到溝底建成完整的防護(hù)體系的原則，生物措施與工程措施相結(jié)合，采取營造工程防護(hù)林、溝坡防護(hù)林、溝底防護(hù)林、垂直陡坡綠化、修建攔河壩、淤地壩、石谷坊、溝岸攔蓄槽，截流溝、削坡、護(hù)坡等綜合措施。

（三）小流域水土流失的防治措施

坡水田林路統(tǒng)一規(guī)劃，工程措施、生物措施和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施優(yōu)化配置，治理與開發(fā)相結(jié)合。拜泉縣通雙小流域的“十子登科”是典型代表，即山頂栽松、山腰修梯田，建地埂植物帶；山下建塘壩、谷坊。坡頂栽樹戴帽子，坡腰、田埂種胡枝子扎帶子，村屯綠化穿裙子，農(nóng)田防護(hù)鑲邊子，溝里養(yǎng)魚修池子，壩內(nèi)養(yǎng)鵝壩外種稻子，甕地栽樹結(jié)果子，退耕種草鋪毯子，立體開發(fā)辦場子，多種經(jīng)營抓票子。

（四）政策方面的防治對策

1）機(jī)構(gòu)：目前水土保持由農(nóng)、林、水、國土、環(huán)保、畜牧等部門多頭管理、多渠道投資，建議成立能統(tǒng)領(lǐng)水保大軍的權(quán)威管理機(jī)構(gòu)。將水土保持生態(tài)建設(shè)從過去單純的部門行為上升到政府行為，強(qiáng)化水土保持指揮體系、建立嚴(yán)格的考核制度，地方各級政府將其作為“一把手工程”，并定期考核，與干部政績結(jié)合起來。

2）治理資金的籌措渠道：發(fā)行水保彩票，集募社會(huì)閑散資金；大力發(fā)展民營水保。

3）對象：水保法不僅要把企業(yè)納入水土流失管理的范圍，而且也要把承包戶包含進(jìn)來，為此，建議出臺有關(guān)加強(qiáng)坡耕地水土保持的地方性保護(hù)條例。

（五）建立適合黑土區(qū)的土壤侵蝕分級標(biāo)準(zhǔn)

黑土區(qū)水土保持的目標(biāo)是確保國家糧食生產(chǎn)的安全，穩(wěn)定商品糧基地。由于黑土層厚度有限，目前坡耕地多數(shù)在40厘米以下，流失掉后，下伏的黃土狀亞黏土或沙礫石層基本沒有生產(chǎn)力。因此黑土保護(hù)主要是黑土層的保護(hù)問題。原有標(biāo)準(zhǔn)的不足對坡耕地分級只有坡度一項(xiàng)指標(biāo)，而黑土區(qū)地形地貌的最大特點(diǎn)是坡緩坡長；3-5°為輕度侵蝕，小于3°不算做水土流失面積，而在現(xiàn)實(shí)中，黑土區(qū)有的坡面坡度小于1.5°，但坡長較長的耕地，水土流失亦十分嚴(yán)重，開發(fā)歷史較早的如賓縣、阿城、望奎等地，坡上部有些地塊已是母質(zhì)裸露。建議的東北黑土區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度劃分標(biāo)準(zhǔn)如下表。

表3 建議的東北黑土區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度劃分標(biāo)準(zhǔn)

分 級

平均侵蝕模數(shù)［t/km²·a］

平均流失厚度［mm/a］

微度侵蝕

200

0.17

輕度侵蝕

200-1500

0.17-1.25

中度侵蝕

1500-2500

1.25-2.1

強(qiáng)度侵蝕

2500-5000

2.1-4.2

極強(qiáng)度侵蝕

5000-8000

4.2-6.7