東北黑土區(qū)小流域綜合治理實(shí)踐探究——以老二色小流域?yàn)槔?br/>

梁淑娟，趙法領(lǐng)

（1.教育部水土保持與荒漠化防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院，北京 100083；2.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市國源礦業(yè)開發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

東北黑土區(qū)小流域綜合治理實(shí)踐探究
——以老二色小流域?yàn)槔?/p>

梁淑娟1，趙法領(lǐng)2

（1.教育部水土保持與荒漠化防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院，北京 100083；2.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市國源礦業(yè)開發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

黃土高原區(qū)、西南土石山區(qū)、東北黑土區(qū)小流域綜合治理模式和體系日趨成熟，為實(shí)現(xiàn)流域治理可持續(xù)發(fā)展，結(jié)合黑土區(qū)流域治理的經(jīng)驗(yàn)，分析流域治理存在的問題，以國家擴(kuò)大內(nèi)需重點(diǎn)治理項(xiàng)目——老二色小流域?yàn)榈湫桶咐?，探究黑土區(qū)小流域可持續(xù)經(jīng)營道路。對(duì)老二色小流域進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，針對(duì)存在問題，堅(jiān)持坡面治理、溝道防護(hù)、自然修復(fù)、人工維護(hù)的原則，對(duì)不同坡面和典型溝道采取生物措施治理、工程措施治理、生物工程綜合治理的模式。結(jié)果表明：老二色小流域治理取得了顯著的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，改善了小流域生態(tài)脆弱和貧困落后的面貌。

東北黑土區(qū)；老二色小流域；綜合治理模式

小流域經(jīng)營管理和山區(qū)流域管理或集水區(qū)經(jīng)營都體現(xiàn)流域治理的理念：即以小流域?yàn)閱卧?，因地制宜地布設(shè)綜合治理措施，實(shí)現(xiàn)水土資源及其它再生自然資源保護(hù)、改良與合理利用［1－2］。以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行綜合治理已成為當(dāng)今世界各國治理水土流失的主要形式［3］。美國、日本、奧地利、印度等國家，注重不同尺度下的流域經(jīng)營管理，在土壤侵蝕計(jì)量，植被恢復(fù)技術(shù)，山地災(zāi)害防治，促進(jìn)農(nóng)業(yè)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)土地使用者采用激勵(lì)措施等方面取得良好的成效［4－5］。我國在西北黃土高原區(qū)、長江流域地區(qū)、東北沙丘漫崗區(qū)等區(qū)域形成了“防治體系差異，治理目標(biāo)相同”的水土保持治理模式，并逐漸將水土保持監(jiān)測、設(shè)計(jì)和規(guī)劃方面的“3S”技術(shù)應(yīng)用到流域治理中［6］，但對(duì)東北黑土區(qū)的流域治理研究區(qū)域不夠典型。東北黑土區(qū)被劃分為國家水土保持防治區(qū)的重點(diǎn)治理區(qū)，2003年開始，國家啟動(dòng)了一系列東北黑土區(qū)的水土資源保護(hù)與治理項(xiàng)目［7］。為了保護(hù)黑土資源，推廣黑土區(qū)流域治理經(jīng)驗(yàn)，選取黑土區(qū)典型的老二色小流域，從調(diào)查分析問題和治理模式對(duì)策上探索出黑土區(qū)流域可持續(xù)經(jīng)營道路。

1 小流域概況

老二色小流域位于阜新蒙古族自治縣化石戈鄉(xiāng)，流域總面積2 568.7hm2，水土流失面積1 440.5 hm2，占流域總面積的56%，土壤侵蝕模數(shù)1 378t/（km2·a），土壤主要為褐土。本區(qū)屬于北溫帶半干旱季風(fēng)大陸性氣候，年均氣溫7.2℃，多年平均降水量530mm，汛期降雨多以大雨、暴雨出現(xiàn)。該小流域四面環(huán)山，海拔高程274～566m，所屬地貌類型為石質(zhì)低山丘陵區(qū)。

2 小流域治理前現(xiàn)狀及問題分析

老二色小流域所在阜蒙縣水土流失面積占總面積92.4%，是遼寧省面積最大的縣［8］，相繼被列為黑土區(qū)水土流失綜合防治試點(diǎn)項(xiàng)目區(qū)、東北黑土區(qū)水土流失綜合防治一期工程項(xiàng)目區(qū)［9］，老二色小流域水土保持工程是國家擴(kuò)大內(nèi)需重點(diǎn)治理項(xiàng)目。為獲得流域?qū)嵭Ф鴾?zhǔn)確的信息，治理前進(jìn)行了流域自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、水土流失現(xiàn)狀等方面的典型調(diào)查實(shí)測，并對(duì)存在問題進(jìn)行分析。

2.1 治理前現(xiàn)狀

老二色小流域多年平均降水量530mm，汛期降雨（6－9月）約占全年總量75%以上。坡地占總面積的81.8%，溝壑占總面積的14.15%，坡度范圍在3°～25°，坡地由耕地、荒地、林地及裸巖組成，耕地占51.4%，荒地13.8%，林地30.5%，裸巖4.3%。主要土壤為褐土和棕壤，土質(zhì)地均為中壤土，褐土面積達(dá)85%，流域土壤理化性質(zhì)見表1。流域內(nèi)主要植被為楊樹、松樹和荒山荒坡中的天然野生草，森林覆蓋率為7.9%。流域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，土地利用狀況是農(nóng)業(yè)用地占46%，林業(yè)用地24.9%，荒山荒坡11.3%，其它用地0.2%，未利用土地17.7%。水土流失面積占流域總面積的56%，主要土壤侵蝕類型為輕度侵蝕、中度侵蝕、強(qiáng)度侵蝕和極強(qiáng)度侵蝕，可利用土地較少，目前為貧困山區(qū)。

表1 土壤理化性質(zhì)

2.2 問題分析

由調(diào)查結(jié)果分析老二色小流域存在的主要問題是：根據(jù)土壤的理化性質(zhì)及國家土地等級(jí)評(píng)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（5級(jí)），小流域土地等級(jí)均為“中下”和“瘠薄”級(jí)。流域內(nèi)土壤多為褐土和棕壤土，土層較薄，質(zhì)地黏重，容水量小，抗蝕性能弱。林草植被覆蓋面積小，坡耕地較多，降雨季節(jié)不均，汛期降雨沖刷力強(qiáng)，導(dǎo)致坡面侵蝕嚴(yán)重，肥沃土壤流失，泥沙淤積河道，水土流失嚴(yán)重，水旱風(fēng)沙災(zāi)害頻繁發(fā)生。流域土地利用不合理，陡坡開荒，坡耕地比例大，林地面積較少，廣種薄收，耕作措施不當(dāng)，土地生產(chǎn)力降低，導(dǎo)致貧困加劇。

針對(duì)老二色小流域生態(tài)環(huán)境條件、水土流失狀況、土地利用結(jié)構(gòu)等方面存在的問題，結(jié)合國內(nèi)外流域治理的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行流域斑塊的劃分，因地制宜地合理利用土地，因害設(shè)防地綜合配置防治措施［10］，堅(jiān)持“坡面治理為主，溝道防護(hù)為輔，自然修復(fù)為主，人工維護(hù)為輔”的治理原則。踐行阜新市“以水土保持為中心，以造林種草為重點(diǎn)，實(shí)行工程措施與生物措施相結(jié)合，山、水、林、田、路綜合治理”的方針。

3 老二色小流域綜合治理模式

依據(jù)水土保持措施布局和不同區(qū)域類型的特點(diǎn)將小流域劃分為生態(tài)型、經(jīng)濟(jì)型和綜合型三大治理模式，建立了城郊水土保持開發(fā)治理模式，生態(tài)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)致富型的水土流失治理模式，防蝕固沙兼高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)功能的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)綜合治理模式［11］。東北黑土區(qū)流域治理主要是坡耕地治理和侵蝕溝治理，并劃分水土保持類型區(qū)，確立治理開發(fā)模式，形成適合區(qū)域的水土流失綜合治理體系［12］。遼寧省依據(jù)流域特點(diǎn)和治理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出小流域治理的三大模式［13］：遼東低山丘陵區(qū)的“農(nóng)、果、蠶、柴、林區(qū)”鑲嵌配套治理模式；流域開發(fā)治理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合的治理模式；朝陽地區(qū)的“林、果、牧、田、壩”綜合配置的金字塔治理模式。

小流域治理模式因自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件的差異呈現(xiàn)不同。阜新市黑土區(qū)在措施布局上從坡耕地、荒坡治理、林業(yè)生態(tài)脆弱區(qū)、溝道治理等方面分類治理［9］。結(jié)合黑土區(qū)小流域綜合治理體系，根據(jù)老二色小流域的地形坡度和溝道侵蝕的特點(diǎn)，探究出不同坡度和典型溝道的水土保持治理模式：生物措施治理、工程措施治理和生物工程措施配套治理。體現(xiàn)出流域治理“工程與生物措施相結(jié)合，封、育、造、建相結(jié)合，山、水、田、路、林相結(jié)合，合理配置，發(fā)揮群體防護(hù)作用，保護(hù)和合理利用水土資源”的治理理念［14］。

3.1 生物措施治理模式

阜新黑土區(qū)的適生樹種：陰坡適合楊樹、榆樹、油松、樟子松等，陽坡適合大棗、山杏、沙棘等，刺槐、紫穗槐最適生［8］。老二色小流域林草覆蓋率低，坡耕地多，水土流失嚴(yán)重，地形區(qū)域坡度劃分為：＜3°，3°～15°，＞15°，主要是對(duì)坡面不同坡度進(jìn)行林草植被的配置。

3.1.1 坡度大于15° 在各支流的漫川漫崗區(qū)，對(duì)15°以上坡耕地通過坡面工程整地后退耕還林［15］。對(duì)坡度陡，難治理區(qū)域以生態(tài)效益為主，恢復(fù)初期植被，采取徹底封山禁牧［9］。老二色小流域降水稀少，面蝕嚴(yán)重，在＞15°的陡峻荒山采取植被自然恢復(fù)和人工促進(jìn)植被修復(fù)措施，實(shí)行退耕還林還草，人工補(bǔ)植水保灌木林，主要樹種是檸條、油松、胡枝子等，撒播天然野生草籽或優(yōu)質(zhì)牧草，有效攔蓄坡面雨水，進(jìn)行封禁治理，促進(jìn)植被自然更新。

3.1.2 坡度3°～15° 東北黑土區(qū)選取部分坡度3°～5°，在土層較薄，一般厚度30～35cm的坡耕地修筑地埂植物帶［16］，配置植物防沖帶，減少肥沃土壤的流失。老二色小流域地埂植物選取油松、樟子松、沙棘等抗風(fēng)力強(qiáng)、耐瘠薄抗旱樹種。為獲取一定的經(jīng)濟(jì)效益，在梯田坎坡面上部的水平溝內(nèi)栽植檸條、紫穗槐等薪炭林，也可以適當(dāng)選種果樹，杏樹等經(jīng)果林。

3.1.3 坡度＜3° 東北典型黑土區(qū)5°以下的坡耕地采用保土耕作措施防治水土流失［12］。如坡度＜3°，水土流失較輕，設(shè)置農(nóng)田防護(hù)林［8］。對(duì)老二色小流域坡度3°以下的坡耕地，可采用等高耕作種植作物或蔬菜，開溝阻止徑流，增加徑流入滲，改善土壤墑情，促進(jìn)作物生長與增產(chǎn)。在地勢條件不好的農(nóng)田邊緣栽植防護(hù)林帶，形成農(nóng)田防護(hù)林。

3.2 工程措施治理模式

選取流域內(nèi)具有代表性的溝道進(jìn)行工程措施的合理配置，達(dá)到溝頭、溝底、溝坡兼治的目標(biāo)［13］。由于東北黑土區(qū)降水量比較集中，溝蝕比較嚴(yán)重，為控制溝底下切，溝岸擴(kuò)張，穩(wěn)定溝坡，根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤炅?、集水面積和地形狀況，修建溝頭防護(hù)工程、土谷坊、石谷坊等工程［17］。鑒于老二色小流域降雨、地形條件，可以攔蓄溝頭10a一遇6h最大暴雨（102.84mm）為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)［18］，修筑溝頭防護(hù)工程，斷面設(shè)計(jì)見表2。谷坊的防洪標(biāo)準(zhǔn)，按5～10a一遇3～6h最大暴雨設(shè)計(jì)，間距按下一道谷坊的頂部大致與上一道谷坊的底部等高為準(zhǔn)［19］。根據(jù)流域內(nèi)侵蝕溝的特點(diǎn)及修建谷坊的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)基本農(nóng)田構(gòu)成威脅的溝道修建石谷坊，采用10a一遇6h最大暴雨（102.84mm）為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，谷坊斷面設(shè)計(jì)見表3。

表2 溝頭防護(hù)工程斷面規(guī)格

表3 石谷坊工程斷面尺寸

3.3 生物工程綜合治理模式

在老二色小流域造林條件較好，坡度＜15°林地與耕地接壤處挖截水溝，按照10a一遇6h最大降雨量為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，溝埂上栽植牧草或紫穗槐，就地?cái)r蓄坡面徑流、泥沙，保護(hù)農(nóng)耕地。在流域平緩的溝道底部，栽植耐水濕、萌生力強(qiáng)的楊樹或柳樹，固持土壤，減緩溝底下切。在立地條件較好，對(duì)土層較厚（大于60cm）、坡度適宜（5°～15°）、坡面完整的坡耕地修建水平梯田或栽植地埂植物帶［9］。對(duì)5°～15°土層厚的地塊一次性修建水平梯田，選取5°、8°、12°、15°分別進(jìn)行梯田要素的設(shè)計(jì)（表4），可在梯埂上、梯坎上覆蓋百喜草，作為發(fā)展養(yǎng)牛養(yǎng)羊和食用菌的材料。3°～5°的坡耕地可以改垅修地埂，配置生物防沖帶，截短坡長。項(xiàng)目區(qū)小流域的作業(yè)道路主要布設(shè)在新增坡改梯、經(jīng)果林等地塊中，以人行道為主，寬度控制在2m以內(nèi)［20］。老二色小流域使用74W推土機(jī)推土后，為方便機(jī)動(dòng)車通行，設(shè)置5m寬作業(yè)路，并在項(xiàng)目治理區(qū)每隔一定距離標(biāo)注水土保持宣傳牌。

4 結(jié)果與分析

4.1 治理成果

老二色小流域已治理水土流失面積300hm2，靜態(tài)總投資51.19萬元。其中工程措施費(fèi)10.78萬元，主要修筑梯田工程15hm2，封禁治理120hm2；林草措施費(fèi)37.82萬元，其中水土保持造林工程13.78萬元，包括水保林整地40hm2，栽植水保林40hm2，栽、種植（覆土）125hm2；施工土方量51.19m3，主要材料6.67萬株樹苗，種草籽5t。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，老二色小流域有效治理水土流失，土壤侵蝕由強(qiáng)度侵蝕變?yōu)橹卸?、輕度和無侵蝕狀態(tài)，土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改觀，以平地、林地和坡耕地為主，治理后現(xiàn)狀見表5。

表4 水平梯田設(shè)計(jì)要素值

表5 老二色小流域治理現(xiàn)狀

4.2 效益分析

《水土保持綜合治理效益計(jì)算方法》（GB/T 15774－1995）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水土保持綜合治理效益中包括基礎(chǔ)效益（保水、保土）、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益4類［21－22］。一般生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益分別為第一、第二、第三評(píng)選項(xiàng)進(jìn)行對(duì)比分析［23］。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，使用權(quán)重分析法進(jìn)行效益評(píng)價(jià)［24－25］，其中經(jīng)濟(jì)效益權(quán)重（015）、生態(tài)效益權(quán)重（013）、社會(huì)效益權(quán)重（012），建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系［21］，該體系包括經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益3大類18個(gè)亞類，詳細(xì)分類見表6。

計(jì)算流域治理的各項(xiàng)效益，合理利用效益參數(shù)指標(biāo)，確定各項(xiàng)措施的有效數(shù)量和增產(chǎn)生效時(shí)間。老二色小流域?qū)儆跂|北地區(qū)，各項(xiàng)水土保持措施的增產(chǎn)生效時(shí)間為：梯田3a，水保（混交）4a，經(jīng)濟(jì)林4～6a，種草1～3a，橫坡壟作2a，塘壩2a，截流溝1a，魚鱗坑1a［26］。針對(duì)2009－2011年水土保持某項(xiàng)措施生效時(shí)，據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)查初步分析，通過對(duì)各項(xiàng)新增措施的蓄水保土效益進(jìn)行估算，到治理期末，該流域的蓄水保土效率明顯改觀，生態(tài)環(huán)境發(fā)展趨勢良好，流域治理后的農(nóng)作物和經(jīng)果林經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效益顯著，提高了當(dāng)?shù)鼐用竦纳钏?。栽植林木成活率高，梯田工程、截水溝和谷坊工程的綜合配置，有效減少坡面水土流失量。通過開發(fā)荒山、荒溝，土地資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，農(nóng)林牧用地比例趨于合理，提高了生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

表6 效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

5 結(jié)論與討論

老二色小流域是東北黑土區(qū)國家擴(kuò)大內(nèi)需重點(diǎn)治理項(xiàng)目，在自然條件和開發(fā)前景方面具有典型性，其治理模式可以推廣到遼西北黑土區(qū)的小流域治理。經(jīng)過2a的綜合治理，取得了顯著的治理成果。

5.1 結(jié) 論

（1）分析了老二色小流域治理存在的問題，結(jié)合黑土區(qū)不同區(qū)域的流域治理經(jīng)驗(yàn)，老二色小流域?qū)嵭小吧锎胧┲卫?、工程措施治理、生物工程措施治理相結(jié)合”的模式，對(duì)不同坡度采取坡改梯，封禁治理和林帶防護(hù)措施，對(duì)典型溝道修建防護(hù)工程，輔助設(shè)計(jì)作業(yè)路和宣傳牌，合理配置水土保持措施。

（2）老二色小流域治理取得了顯著的水土保持效益，調(diào)整了土地利用結(jié)構(gòu)，增加了植被覆蓋率，降低了土壤侵蝕程度，提高了土地生產(chǎn)力，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改變了貧困落后的面貌。

5.2 討 論

本文突破了以往的水土保持三大措施綜合配置的研究思路，探索出了黑土區(qū)小流域可持續(xù)經(jīng)營道路，取得了良好的治理成效，但有待進(jìn)一步的使用水土保持科技監(jiān)測技術(shù)，在各項(xiàng)治理措施全部生效年進(jìn)行水土保持效益定量分析。

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Exploration on the Practice of Comprehensive Management for Small Watershed in Black Soil Region of the Northeast－Taking Laoerse Small Watershed as an Example

LIANG Shu－juan1，ZHAO Fa－ling2
（1.Key Lab of Soil and Water Conservation and Desertification Combating，Ministry of Education，College of Soil and Water Conservation，Beijing Forestry University，Beijing100083，China；2.Guoyuan Mining Development Company in Erdos City of Inner Mongolia，Erdos，Inner Mongolia010300，China）

Comprehensive management model and system for small watershed have been becoming perfect in the regions of Loess Plateau，the earth and rock mountainous of southwest and the black soil of northeast.To realize sustainable development of watershed management，it is combined with the experience of watershed management in the black soil region，and the problems existing in the management are analyzed.As Laoerse small watershed is selected as the key management project to expand domestic demand for country，it is taken as the typical case to explore sustainable management way of the watershed.The field investigation has been undertaken in the small watershed.With regard to the existing problems，the principles of slope erosion control，gully protection，natural rehabilitation and artificial maintenance were implemented，models of biological，engineering and biological－engineering comprehensive measures for different slope and typical gullies were adopted.The results showed that the ecological fragility and poverty had been improved，significant ecological，economic and social benefits had been obtained.

black soil region of northeast；Laoerse small watershed；comprehensive management model

S157

A

1005－3409（2011）06－0162－05

2011－06－22

2011－07－18

梁淑娟（1985－），女，陜西延安人，碩士研究生，研究方向：水土保持。E－mail：liangshujuan0727＠126.com