松嫩平原土壤侵蝕現(xiàn)狀與治理措施的研究

韓 松，王 平，梁貞堂

(1.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱，150080；2.黑龍江省水土保持研究院，哈爾濱，150400)

松嫩平原土壤侵蝕現(xiàn)狀與治理措施的研究

韓 松1，王 平2，梁貞堂1

(1.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱，150080；2.黑龍江省水土保持研究院，哈爾濱，150400)

通過對黑龍江省松嫩平原土壤侵蝕現(xiàn)狀的調(diào)查研究，得出了該區(qū)土壤侵蝕現(xiàn)狀(2013年)為：水力侵蝕面積45 220 km2，風力侵蝕面積8 687 km2；侵蝕溝65 754條，面積533.26 km2，長度24 937 km。對治理措施進行了考查研究，總結(jié)提出治理措施：風蝕有2種，水蝕有4種，可供治理土壤侵蝕時參考。

水力侵蝕；風力侵蝕；治理措施；松嫩平原

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理概況

本研究區(qū)為黑龍江省西部的松嫩平原，北為小興安嶺的山脊，南為嫩江、松花江主河道，西為內(nèi)蒙古自治區(qū)的邊界，東為岔林河、螞蟻河的分水嶺。面積16.56×104km2，其中：平原區(qū)面積12.06×104km2，占總面積的72.8%；山區(qū)及丘陵區(qū)面積4.50×104km2， 占總面積的27.2%。區(qū)內(nèi)地勢為北、東高，西南、南低。山區(qū)山高林密，是著名的林區(qū)；中間為丘陵地帶，是黑土區(qū)域；西南部為平原區(qū)，是風蝕型的風沙土、黑鈣土和草甸土區(qū)。

1.2 社會經(jīng)濟概況

本區(qū)是黑龍江省經(jīng)濟、文化最為發(fā)達的地區(qū)，區(qū)域內(nèi)有哈爾濱(不含依蘭縣)、齊齊哈爾、大慶、綏化、黑河(僅含嫩江縣、北安市和五大連池市)和伊春(僅含鐵力市)等6個市，36個縣；2013年底：總?cè)丝? 490×104人，GDP 10 290×108元，農(nóng)作物播種面積594×104hm2、糧食產(chǎn)量395×108kg。2013年齊齊哈爾市的三次產(chǎn)業(yè)比例為31.7∶37.9∶30.4，綏化、黑河的一產(chǎn)超過GDP的35%，大慶最低為3.1%；在松嫩平原的市(縣)中農(nóng)業(yè)占GDP的比重較大。

2 土壤侵蝕現(xiàn)狀

土壤侵蝕是水力侵蝕、風力侵蝕和凍融侵蝕總稱；本研究區(qū)內(nèi)凍融侵蝕面積很小，只對水力侵蝕和風力侵蝕進行了調(diào)查研究；結(jié)合2010年開始的全國第一次水利普查，本文的數(shù)據(jù)具有最新性和權(quán)威性。

2.1 水力侵蝕

水力侵蝕主要發(fā)生在丘陵崗坡地，分為面蝕與溝蝕；溝蝕嚴重后成侵蝕溝，是造成土壤侵蝕災害的主要因素。本研究區(qū)的丘陵崗坡地包括大小興安嶺、張廣才嶺山前漫崗坡地，海撥高度>250 m，坡度≥30。土壤以黑土為主，包括部分暗棕壤、白漿土，是開墾最早也是土壤侵蝕最為嚴重的區(qū)域。結(jié)合文獻[1-2]，哈爾濱、齊齊哈爾、大慶、綏化、黑河、伊春等6市水土流失面積為45 220 km2，占區(qū)域面積的24.36%；侵蝕溝65 754條，面積533.26 km2，長度24 937 km，溝道密度為0.134 km/km2。研究區(qū)水力侵蝕統(tǒng)計見表1。

表1 松嫩平原水力侵蝕統(tǒng)計表

注：由于松嫩平原的邊界與行政區(qū)界線不完全重合，因此行政區(qū)國土總面積大于松嫩平原面積。

由表1可見,地處低平原的大慶市水力侵蝕較輕，以風力侵蝕為主。齊齊哈爾市東北部、綏化市北部、黑河市南部屬黑土區(qū)，地形波狀起伏、坡緩坡長；且以農(nóng)地為主，表層土壤淺薄疏松、底層厚重黏滯；是水力侵蝕的主要地區(qū)，且以農(nóng)地的侵蝕和溝蝕為主。以大慶為中心，向北、東過渡到小興安嶺和長白山區(qū)的張廣才嶺，隨著森林覆蓋率的增加，土地生產(chǎn)結(jié)構(gòu)由農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)向林業(yè)，土壤侵蝕逐步縮減。

經(jīng)調(diào)查，發(fā)展型侵蝕溝一般斷面呈“V”形，枝狀分布；由于溝面坍塌崩潰活躍，植物無依附生長基礎(chǔ)，溝體植被覆蓋率普遍較低。此類溝道平均寬度為10～20 m，平均長度為150～350 m，溝道縱比降0.08～0.15；溝頭一般初始于坡面中下部，隨著溝蝕演進，逐漸溯源延伸到分水線結(jié)合部，伴隨溝底下切，溝緣擴張同步發(fā)展。穩(wěn)定型侵蝕溝一般斷面呈“U”形，由于已進入溝道發(fā)展末期，溝體基本穩(wěn)定，擴張、下切和溯源活動基本停止；溝頭接近坡頂分水線，溝底一般與坡底匯水線相交；此類溝道平均寬度為40～100 m，平均長度為200～500 m，溝道縱比降0.06～0.09。

2.2 風力侵蝕

風力侵蝕主要發(fā)生在西南部的平原，分為風積侵蝕和風剝侵蝕；嚴重的風蝕形成土壤沙化。結(jié)合文獻[3]：土壤風蝕區(qū)以黑鈣土和風沙土為主，海撥高程為130～250 m，風力侵蝕統(tǒng)計見表2。

由表2可見，風蝕區(qū)國土面積3.87×104km2；風蝕面積8 687.4 km2，占8個縣(市)的22.4%，占研究區(qū)總面積的5.24%；林甸縣風蝕最為嚴重，占全縣總面積57.4%，風蝕面積仍在擴大。

表2 松嫩平原風力侵蝕統(tǒng)計表

Table 2 Statistical table of wind erosion in Songnen plain

市縣行政區(qū)面積/km2風蝕面積/km2比例/%主要分布鄉(xiāng)鎮(zhèn)大慶市區(qū)55001865.033.9興隆泉、雙榆樹、紅色牧場杜蒙縣64271446.622.5敖林、白音額勒、東吐莫、煙筒山林甸縣35912061.657.4三合肇源縣41981493.035.6大興、新站、荗興、草農(nóng)齊齊哈爾市區(qū)4762327.06.8嫩江河漫灘和一級階地龍江縣619752.50.8廣厚、華民富?？h4026692.217.2塔哈、友誼、富裕泰來縣3996749.518.8好新、大興、寧姜、克利、勝利合計386978687.422.4

3 土壤侵蝕的主要因素

本區(qū)土壤侵蝕的主要因素有外營力因素、自然因素和人為因素。

3.1 外營力因素

降雨。本區(qū)多年平均年降水量360～600 mm，平原地區(qū)360～460 mm，山區(qū)470～600 mm。降水量總趨勢：400 mm的等值線通過大慶市區(qū)，以此為中心，向西南遞減，向其它方向遞增，嫩江上游山區(qū)為470～500 mm，呼蘭河、拉林河區(qū)為500～600 mm。降水量年際變化較大；北部山區(qū)尼爾基水文站實測最大年降水量866 mm(1998年)，降水主要集中在7～9月，占年降水量70%左右；且暴雨經(jīng)常發(fā)生，實測24 h最大降水量256 mm(克東，1992.7.22)；南部平原區(qū)大同雨量站實測最小年降水量200 mm(2002年)，4～6月降水占20%，部分沙區(qū)僅占10%。根據(jù)多年平均年徑流深等值線圖，本區(qū)大部多年平均年徑流深為0～200 mm，局部山區(qū)高于300 mm；大慶地區(qū)最低0～20 mm，以此為中心向西、北、東遞增，山區(qū)大于平原區(qū)，丘陵區(qū)最高為150 mm。

風。風蝕區(qū)年平均風速為4.0 m/s，春季達5.1 m/s；歷年大于5級風(風速8.0～10.7 m/s)日數(shù)的平均值為134 d，春季為56 d，占全年42%；歷年大于8級風(風速17.2～20.7 m/s)日數(shù)的平均值為27 d，春季為17 d，占全年的63%；歷年發(fā)生沙塵暴日數(shù)的平均值為2.5 d，春季為2.3 d；風向以西南東北向為主，西北東南向為次。在本區(qū)，當風速≥8 m/s時，風沙土地段砂粒將被吹揚搬運，形成風沙流，此風速可定為起沙風速。另外，本區(qū)春季降水少，干旱同時存在。

3.2 自然因素

松嫩平原是在松遼構(gòu)造盆地的基礎(chǔ)上，經(jīng)中生代以來從白堊紀到第四紀長期沉積所形成的平原，地表堆積物主要為粉細砂和壤土。

風蝕區(qū)：主要是嫩江河漫灘及一級階地，雙陽河、烏裕爾河、綽爾河等古河道，地勢低平，土壤以風沙土、黑鈣土和草甸土為主，表面松散，顆粒較細。

水蝕區(qū)：地處低山丘陵，地勢起伏，坡陡坡長；開墾最早，土壤多為黑土，表土疏松、抗蝕力弱，底土黏重、透水性差；一遇大雨就會出現(xiàn)超滲產(chǎn)流、發(fā)生面蝕，在坡面匯流后形成溝蝕。

3.3 人為因素

掠奪式經(jīng)營，毀林、毀草、陡坡開墾土地，順坡耕種，造成地表植被嚴重破壞；用地不養(yǎng)地，用地不治理，造成土壤衰退。耕作制度不合理、生產(chǎn)模式單一。生態(tài)知識匱乏和農(nóng)業(yè)政策的失誤。

4 土壤侵蝕的治理措施

自2005年以來，研究區(qū)以保護黑土資源為目標，以黑土區(qū)為對象，實施了一批重點土壤侵蝕治理工程。通過對水土保持工程、林草、耕作措施的集成，山水田林路的綜合治理，基本形成了土壤侵蝕災害綜合防治體系。本區(qū)的治理成果：治理面積1.45×104km2，其中工程措施940 km2，植物措施1.13×104km2，其他措施2 240 km2，治理程度為26.9%；小型蓄水保土點狀工程7.31×104個，線狀工程1.19×104km；主要治理措施獲得了省級科學技術(shù)進步獎。

4.1 風蝕治理措施

土壤風力侵蝕的治理措施主要有：擋風措施、固沙措施、“濕沙”措施。

4.1.1 黑鈣土為主的風蝕區(qū)治理措施

本區(qū)海撥高程為130～250 m，主要土壤為黑鈣土。上世紀60～70年代，在農(nóng)田區(qū)建設(shè)的500 m×500 m的農(nóng)田防護林網(wǎng)，對保護農(nóng)田，防止風蝕起到了很大作用。目前存在的主要問題：林木老化，樹種單一，斷空較多；急須補齊完善，提高效益與效果。

主要措施：在主害風方向，更新營造速生林帶，以楊樹、樟子松樹為主，沙棘等灌木混交。在水資源豐富的區(qū)域建設(shè)灌溉系統(tǒng)，增加灌溉面積。擴大節(jié)能溫室與塑料大棚的數(shù)量，增加保護地種植面積。

調(diào)整耕作措施。錯期播種，躲過旱風期，推遲播種日期。推廣塑料薄膜“大雙幅”栽培模式，增加覆蓋地種植面積。改良風沙土，多施有機肥；種植牧草，發(fā)展畜牧業(yè)；種植大果沙棘等。

4.1.2 風沙土為主的風蝕區(qū)治理措施

治理原則：以植物為主、工程措施為輔；先治流動沙，再治固定沙。

建沙障、片林治理半固定沙地。沿垂直主害風方向，建設(shè)立式沙障，沙障在沙丘迎風坡沙障線上插設(shè)，障帶間栽植根系發(fā)達的灌木。障后建設(shè)喬、灌木林防風固沙帶，喬木以樟子松為主，灌木以錦雞兒、沙棘為主。

建設(shè)網(wǎng)格林治理固定沙地。在半流動沙地治理的前提下，治理固定沙地，營造以樟子松為主的防風固沙林網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量越多越好。

“前擋后拉”?！扒皳酢保涸谏城鸬谋筹L坡后低地上栽植喬木(以樟子松為主)，以阻擋沙丘前移?！昂罄保涸谏城鹩L坡下栽植灌木(以沙棘為主)，固住迎風坡下部沙面。

攆沙造林。在沙丘迎風坡基部犁耕，人工促進風蝕；在丘間地造林，封沙育草。將沙引入所造林內(nèi)，并在林內(nèi)堆積，起到固沙作用。

擋沙造林。設(shè)置格式沙障，以擋住風沙流；沙障網(wǎng)格中栽植沙生灌木，以形成沙障擋住風沙。

4.2 水蝕治理措施

土壤水力侵蝕治理措施主要有：侵蝕溝治理措施、坡耕地工程治理措施、坡耕地耕作治理措施和綜合治理措施。

4.2.1 侵蝕溝治理措施

小型侵蝕溝。規(guī)模較小，本著“治小、治早”的原則，采用回填、植灌、種植等措施為主治理。

中型侵蝕溝。溝長為100～500 m，占地面積0.34～5.33 hm2；侵蝕量體積在1×106～5×106m3。中型穩(wěn)定溝，對發(fā)生侵蝕的部位進行治理，穩(wěn)定的部位采取削坡造林等防護措施。中型半穩(wěn)定溝，以小型谷坊(堆石、編柳、土柳)控制侵蝕基準；以壓柳(或修筑跌水)控制溝頭前進；以溝頭埂、溝頭截流溝等工程分散、攔截降雨徑流，控制上游集水；在溝底植灌木林，以增加地表植被，攔泥掛淤，控制泥沙下泄和溝底下切；溝坡削坡造林，穩(wěn)固坡面，控制溝岸滑塌擴張。

大型侵蝕溝。溝長500 m以上，占地5.33 hm2以上，侵蝕量較大，侵蝕極強。大型發(fā)展溝，以防治為主，采用生物措施與工程措施相結(jié)合進行綜合治理。大型半穩(wěn)定溝，以防治與利用相結(jié)合，按因害設(shè)防的原則，對侵蝕部位進行治理，增大抗沖能力。大型穩(wěn)定溝，以開發(fā)利用為主，因地制宜，提高土地利用率和效益。

4.2.2 坡耕地工程治理措施

該區(qū)坡耕地占總耕地面積近90%，以黑土為主，是黑龍江省的重點水土保持區(qū)。由于已經(jīng)進行了多年耕作，田、林、路、溝、埂基本形成。土壤侵蝕的治理主要任務是：減少坡水進田、減少田水流出，降低溝內(nèi)流速、降低溝道坡比。農(nóng)墾北安管理局紅星農(nóng)場已經(jīng)進行了實踐，并總結(jié)出“田、管、埂、路、物、跌、溝”治理模式。田：改造成梯田，延長滲水時間；管：利用鼠道犁(在土層60 cm處)形成鼠洞，降低地表水；?。豪矛F(xiàn)有林帶，形成地埂，阻擋上水進下田；路：利用現(xiàn)有農(nóng)田路，形成截流溝，加大排水；物：溝內(nèi)栽植柳條(植物)，降低溝內(nèi)流速；跌：建設(shè)跌水工程，減少溝道比降；溝：建設(shè)截流溝，阻擋外水進入。

文獻[4]給出了坡耕地不同地形水土保持田間工程措施，見表3。

表3 坡耕地水土保持工程措施表

Table 3 Engineer measure in soil and water conservation on hillside fields

地形分類坡度/(°)坡長/m單項措施組合措施A34≤1000<200等高壟作或植物防沖帶B45678200～1000≤1000≤1000≤300≤100地埂等高壟作、植物地埂C7815400～1000200～1000≤1000水平梯田植物護埂D567200～1000≤1000≤1000坡式梯田植物護埂

4.2.3 坡耕地耕作治理措施

改壟。改順坡壟為橫坡壟，改變小地形，延長產(chǎn)流、匯流時間。

“三三耕暄”耕作制。即：對土壤深松1 a，免耕1 a，旋耕1 a，循環(huán)往復的耕作方式。深松年，用深松、旋耕、起壟綜合整地機具，在秋季使土地一次達到待播狀態(tài)；免耕年，用精量播種機在原壟上直接播種；旋耕年，用旋耕、起壟綜合機具在秋季使土地達到目的待播種狀態(tài)。深松深度達45 cm，不打亂土層，打破犁底層，提高土壤蓄滲水能力。目前黑龍江省旱田區(qū)強力推廣這一種耕作方式，起到了保水、保土、增產(chǎn)的效果。

培肥改土。結(jié)合伏、秋整地使秸桿資源還田，以改良土壤理化指標；合理輪作，選用良種等增強水土保持能力。

4.2.4 典型區(qū)拜泉縣水土流失綜合治理措施

拜泉縣位于松嫩平原中偏北部，海撥高程240～280 m。全縣原有水土流失面積3 505 km2，占全縣國土面積的97.4%，已治理面積2 460 km2，占應治理的70.2%；被評為“國家水土保持生態(tài)文明縣”。主要治理技術(shù)與模式：

水土流失“三道防線”技術(shù)。丘陵漫崗水力侵蝕區(qū)的立體梯級防治模式：第一道防線是坡項工程防護體系，即在坡項崗脊栽樹、植草，坡中開挖截流溝；第二道防線是田間工程防護體系，坡耕地等高種植、修梯田、種植植物帶、荒坡造林種草；第三道防線是溝道工程防護體系，溝頭修跌水、溝道修谷坊和塘壩、溝坡削坡栽楊、松、沙棘等。

坡耕地等高壟作的“三看三定”技術(shù)?？瓷叫味ㄛ庀?、看坡度定垅距、看土質(zhì)定坡降。

“十子登科”模式。山項栽樹戴帽子，梯田埂種灌木扎帶子，退耕種草鋪毯子，溝里養(yǎng)魚修池子，壩內(nèi)蓄水養(yǎng)鴨子，壩外開發(fā)種稻子，坡地栽樹結(jié)果子，農(nóng)田林網(wǎng)織格子，立體開發(fā)辦廠子，綜合經(jīng)營抓票子。

5種灌溉模式。平原區(qū)合理布局井群，集中連片噴灌模式；丘陵漫崗區(qū)以小流域為單元，以百庫千塘為主，以中深井為輔的節(jié)水灌溉模式；半山區(qū)以山腳布井，山腰建池，提水上山的節(jié)水灌溉模式；沿河區(qū)實行蓄、引、提、排、灌的灌溉模式；城郊區(qū)集約經(jīng)營、微型噴滴灌經(jīng)濟作物模式。

水土保持建設(shè)的4階段模式。初期調(diào)整壟向，中期興修“三田”(梯田、條田、臺田)，近期小流域綜合治理，現(xiàn)在綜合立體開發(fā)。

5 結(jié) 論

本文的數(shù)據(jù)是通過實地調(diào)查得出的最新數(shù)據(jù)；治理措施是已建土壤侵蝕治理典型區(qū)的總結(jié)，工程實踐中已發(fā)揮良好作用，可供其它區(qū)域治理水土流失時參考。

土壤侵蝕治理是一個系統(tǒng)工程，涉及生態(tài)安全與糧食安全，必須堅持“防治結(jié)合”的原則進行治理。在水土流失區(qū)要將水土保持工程納入生態(tài)建設(shè)之中，確保土壤不再受到侵蝕。在建設(shè)工程與項目時，要將水土保持工程列為其基本內(nèi)容，并與主體工程“同時設(shè)計、同時施工、同時使用”，確保項目不對土壤造成侵蝕。

[1]黨連文.加強水土流失綜合防治 保護東北黑土地承載能力[J].中國水利,2007，(16)：1-3.

[2]武龍甫.東北黑土區(qū)水土流失綜合防治試點工程的實踐探索[J].中國水利,2007，(16)：4-8.

[3]黑龍江省水土保持研究所.黑龍江省水土保持研究成果匯編(土壤風蝕部分)[G].哈爾濱:黑龍江省水土保持研究所，2012.

[4]黑龍江省水土保持研究所.大小興安嶺山前丘陵臺地侵蝕區(qū)綜合治理開發(fā)模式研究成果匯編[G].哈爾濱:黑龍江省水土保持研究所，2002.

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[9]黑龍江省水利廳.黑龍江省水土保持公報[R].哈爾濱:黑龍江省水利廳,2012.

Soil erosion condition and its controlling measure in Songnen plain

HAN Song1,WANG Ping2,LIANG Zhen-Tang1

(1.Heilongjiang Water Conservancy and Hydropower Investigation and Design Institute,Harbin 150080, China; 2.Heilongjiang Soil and Water Conservation Institute,Harbin 150400, China)

By investigating and studying the erosion of soil in the Songnen plain(2013), the square of the hydraulic erosion is 45 220 km2, and the square of the wind erosion is 8 687 km2, there are 65 754 streams with erosion, which are 533.26 km2area and 24 937 km in length. Control measure in the erosion of soil are studied, 2 ways in wind erosion and 4 ways in hydraulic erosion, it will help to control erosion of soil.

wind erosion; hydraulic erosion; control measures; Songnen plain

10.13524/j.2095-008x.2015.02.028

2014-11-07;

2014-12-19

http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1566.T.20150325.1308.003.html

松嫩平原水土資源生態(tài)的現(xiàn)狀問題與建設(shè)對策研究(水總科外[2010]05)

韓 松(1968-)，女，黑龍江哈爾濱人，高級工程師，研究方向:水利工程規(guī)劃、水土保持,E-mail:hansong6789@163.com。

S157.2

A

2095-008X(2015)02-0047-05