黑土地水土流失的发展态势及防治对策

 

 

 

一、黑土地水土流失的发展态势

东北黑土区水土流失仍在发展之中，面积不断扩大，但速度减缓；强度增加，黑土层变薄，以面蚀为主；侵蚀沟的数量在增加，沟道继续扩展，向大沟方向发展；土壤养分下降；河流泥沙缓慢增加。

（一）东北黑土区水蚀面积的变化

1、东北黑土区目前的水蚀面积(km²)：目前东北黑土区有水蚀面积约20万km²，主要分布在黑龙江省（112559 km²）；以轻度侵蚀为主。

 

图1 东北黑土区目前不同水蚀强度的面积

2、黑龙江省黑土区水蚀面积50多年来的变化：黑龙江省黑土区的水土流失面积已由50年代的24292.4 km²增加到80年代的36649.52 km²、2000年的45106.51 km²；以轻度侵蚀为主，面积由50年代的15659.1km²增加到80年代的22683.47km²、2000年的27785.08 km²；但中度、强度侵蚀的增长速度较快。

3、吉林省黑土区水蚀面积20年来的变化：1985年以来，吉林省水蚀面积和强度呈减少趋势，1985-1999年共减少6521.8 km²。以轻度侵蚀为主，占61%，中度占31%，强度占8%。

4、辽宁省黑土区水蚀面积15年来的变化： 1995年土壤侵蚀面积为3289.33 km²，2000年为2597.67 km² (其中水蚀2458 km²)；1995～2000年间，土壤侵蚀面积减少了870 km²。目前以轻度侵蚀为主。

（二）黑土层厚度明显减薄

1、 第二次土壤普查时（1979年）

黑土区81个典型剖面的统计结果表明，黑土层厚度在16-72 cm，平均43.7 cm；黑龙江省水保所的定位观测表明，坡耕地年土壤流失厚度0.6-1cm。

2、目前(2003-2005年)

北师大的研究表明，典型黑土区856个剖面中约50%的黑土层厚度<40cm；黑钙土－草甸土区27个剖面中50%的黑土层厚度在0-23cm、30%的剖面黑土层厚度在23-55cm。

（三）侵蚀沟数量、长度、密度等变化　　

1、黑龙江省

 

 

图2 黑龙江省黑土区侵蚀沟数量、占地面积（km²）及密度的变化

2、典型区域（克山、克东、拜泉、明水4县）

表1 典型区域侵蚀沟变化

区域

面积

（km²）

时段

条数

总长度

（km）

平均长度

(m/条)

密度

(m/ km²)

克山

3392.89

1950S

223

198.6

890.6

58.5

2000

615

478.4

777.9

141.0

克东

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

合计

11388.58

1950S

1979

1283.3

648.5

112.7

2000

2810

1892.9

673.6

166.2

典型黑土区1945年时，侵蚀沟密度大于300m/km²的高值区除拜泉和明水东部地区斑块面积较大外，其他地区均呈小片、零星分布，大部分地区的侵蚀沟密度在100m/km²以内；到2000年，侵蚀沟密度大于300m/km²的高值区面积增大、已集中连片。

3、典型乡镇（克东、拜泉10乡镇）

 

图3 克拜东部1965、2005年侵蚀沟密度图

（1）侵蚀沟密度增加显著：1965年区内有侵蚀1712条，侵蚀沟密度为202m/km²， 2005年分别增加到2565条、283m/km²；1965年高于500m/km²的地区只有110.20km²，占研究区总面积的5.97%，到2005年开始集中连片分布，面积增加到325.59km²，占整个研究区面积的17.62%。

（2）侵蚀沟密度变化有明显的区域差异：通肯河分水岭两侧侵蚀沟密度变化最大，北段增加幅度大于南段，分水岭东部地区大于西部。1965年侵蚀沟密度大于1000m/km²的高值中心仅分布在拜泉县新生乡东南部，到2005年，沿通肯分水岭由南向北依次有3个大于1000m/km²的高值中心、5个大于750m/km²的高值中心。

（3）水土保持治理直接影响侵蚀沟的发展速度：克东县爱国乡和拜泉县国富镇在地域上相邻，平均地面坡度基本一致(2.49º、2.50º)，但侵蚀沟密度的变化前者是后者的3.24倍；克东县千丰镇侵蚀沟密度的增长幅度也明显大于拜泉县兴华乡。

4、典型乡镇—榆树市刘家镇

吉林省榆树市刘家镇位于第二松花江沿岸冲洪积台地上，东西长约10km、南北平均宽2.2 km，总面积25.07 km²。1984年有耕地1558hm²（62.1%），沟壑面积427.5hm²（17.1%）；水土流失面积1142 hm²，占78%；有主沟49条、支沟257条；沟壑总长度65006米，沟壑密度4.44 km/km²；沟壑长度在90-3820米、宽度15-650米、深度5-55米。1945-1984年冲沟群共侵蚀土壤4768万m³，年均122万m³，共吞噬耕地209hm²。侵蚀的土壤大量淤积在沟口，新淤出了83 hm²的沙滩，江心岛面积增加了20%，河床抬高了2米，第二松花江主河道向南移动了250余米。

表2 榆树市刘家镇侵蚀沟变化统计表

时段

切沟长度(km)

切沟数

沟壑密度(km/km²)

切沟发展速度(m/a)

吞噬

耕地(hm²)

年吞噬耕地

土壤流失量

(万m³)

年均土壤流

失量

侵蚀模数

(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）黑土养分变化

据对黑龙江省黑土区23个市县耕层土壤有机质、全氮、全磷、全钾的测试，大部分处于下降状态，有机质已从垦前的8%-10%下降到第二次土壤普查时的4.32%、2002年的3.89%；全氮、全磷、全钾等也有类似的变化趋势。

（五）主要河流输沙量

近50年来，松花江在径流量呈下降的趋势下，年输沙量却呈逐年增加的趋势，说明松花江流域的土壤侵蚀量在增加。松花江1980-2000年年均输沙量比1956-1979年增加20%左右，含沙量 0.064-0.127 kg/m³；辽河干流、东辽河水土流失较严重，河流多年平均含沙量在1-4kg/m³。辽河输沙量的变化较复杂，1954-1964年较大，1965-1984年较小，变化也很平稳；1985年以来急剧增加，年变率增大。

二、黑土地水土流失的危害

（一）旱涝增加

发生频率越来越高，时间越来越长；20世纪前50年，东北地区干旱的发生频率一般为3-5年1次，20世纪后50年变为2年多1次；近10年，东北地区的春旱连年发生，一些地区-2003年已连续5年遭受严重旱灾。吉林省20世纪前50年发生旱灾14次，后50年发生了34次；而且干旱的持续时间由过去的以短时段为主，发展成为春夏连旱、夏秋连旱；黑龙江省20世纪前90年有27年发生了旱灾，而后10年却是连续发生旱灾，1995年以来，春旱越来越重。受灾范围不断扩大：出现由西向东扩展的趋势，就连延吉、牡丹江地区近年也发生严重的春旱。干旱造成的影响越来越大：供水困难，河流短流、湿地萎缩、污染加重、生态恶化。

（二）淤积江河湖库

流失的泥沙淤积在江河、水库、塘坝，减少了过水面积，降低了水利设施的调蓄功能和天然河道的泄洪能力，抬高了下游河床，使洪灾加剧，影响防洪安全。据调查，目前松花江哈尔滨江段河床比50年代抬高了30-50cm，滨州桥下淤积的沙滩长达3400m，淤积量达490万m³。据吉林省水保所测算，1950-2001年进入东辽河二龙湖的泥沙总量达10101.1万吨，造成库容损失8015万m³。

（三）严重威胁粮食安全

水土流失对土地生产力的影响明显，对玉米的影响明显大于大豆。中国科学院东北地理与农业生态研究所对坡耕地黑土层田间剥离试验表明：黑土层剥蚀掉30cm时，玉米产量只有对照的4.3%-26.3%，几乎绝产；大豆产量只有对照的40.8%-54.9%，减产4-6成。黑土层剥蚀掉20cm时，玉米产量是对照的53.8%-65.4%，减产3-5成；大豆产量是对照的66.8%-78.9%，减产2-4成。黑土层剥蚀掉10cm时，玉米产量是对照的81.3%-95.3%，减产0.5-2成；大豆产量是对照的89.9%-96.9%，减产0.3-1成。

据调查统计，黑土区水土流失(水力侵蚀)面积为1205.0万hm²，有侵蚀沟46万条，冲沟吞噬耕地48.3万hm²。如按每hm²坡耕地生产玉米6000kg计算，则目前因侵蚀沟吞噬耕地每年损失粮食290万吨。黑土区不同侵蚀强度坡耕地造成的粮食减产，如轻度侵蚀按10%、中度按20%、重度按30%、极重度按50%计时，因面蚀每年减少粮食（以玉米计）1631万吨。也就是说，到目前为止，东北黑土区因水土流失形成的沟蚀和面蚀已造成每年粮食减产1921万吨。如不采取有效措施，控制黑土层的流失和黑土肥力的锐减，粮食减产的幅度还会加大。

三、防治对策与建议

（一）坡耕地水土流失的防治措施

因为黑土区超过8度的地貌很少，仅占总面积的1-2%。黑土区的目标是粮食生产和商品粮基地的安全，黑土区的水土流失治理应以坡耕地治理为主。

1、工程措施：5⁰以下的坡耕地：将顺坡垄与斜坡垄改为横垄，顺坡耕作改为等高耕作；5⁰～15⁰的坡耕地通过修建梯田和地埂植物带建设基本农田；15⁰以上的坡耕地通过坡面工程整地后退耕还林，因地制宜营造水土保持林、用材林、经济林等。

2、培肥措施：增施有机肥、化肥平衡施用、秸秆还田、深松、宽窄行交替休闲、使用大型农机具等。

3、耕作措施：轮作、保护性耕作、免耕、少耕。

（二）侵蚀沟水土流失的防治措施

发展初期的侵蚀沟一般采取沟头防护，修沟边埂，沟底修土谷坊或柳谷坊。中型侵蚀沟采取削坡筑堤造林、沟内栽植植物谷坊和修建拦沟式闸堤的综合治理方法。大型侵蚀沟按照先上后下、先支后干；从上游到下游、从沟头到沟口、从沟坡到沟底建成完整的防护体系的原则，生物措施与工程措施相结合，采取营造工程防护林、沟坡防护林、沟底防护林、垂直陡坡绿化、修建拦河坝、淤地坝、石谷坊、沟岸拦蓄槽，截流沟、削坡、护坡等综合措施。

（三）小流域水土流失的防治措施

坡水田林路统一规划，工程措施、生物措施和农业技术措施优化配置，治理与开发相结合。拜泉县通双小流域的“十子登科”是典型代表，即山顶栽松、山腰修梯田，建地埂植物带；山下建塘坝、谷坊。坡顶栽树戴帽子，坡腰、田埂种胡枝子扎带子，村屯绿化穿裙子，农田防护镶边子，沟里养鱼修池子，坝内养鹅坝外种稻子，瓮地栽树结果子，退耕种草铺毯子，立体开发办场子，多种经营抓票子。

（四）政策方面的防治对策

1）机构：目前水土保持由农、林、水、国土、环保、畜牧等部门多头管理、多渠道投资，建议成立能统领水保大军的权威管理机构。将水土保持生态建设从过去单纯的部门行为上升到政府行为，强化水土保持指挥体系、建立严格的考核制度，地方各级政府将其作为“一把手工程”，并定期考核，与干部政绩结合起来。

2）治理资金的筹措渠道：发行水保彩票，集募社会闲散资金；大力发展民营水保。

3）对象：水保法不仅要把企业纳入水土流失管理的范围，而且也要把承包户包含进来，为此，建议出台有关加强坡耕地水土保持的地方性保护条例。

（五）建立适合黑土区的土壤侵蚀分级标准

黑土区水土保持的目标是确保国家粮食生产的安全，稳定商品粮基地。由于黑土层厚度有限，目前坡耕地多数在40厘米以下，流失掉后，下伏的黄土状亚黏土或沙砾石层基本没有生产力。因此黑土保护主要是黑土层的保护问题。原有标准的不足对坡耕地分级只有坡度一项指标，而黑土区地形地貌的最大特点是坡缓坡长；3-5°为轻度侵蚀，小于3°不算做水土流失面积，而在现实中，黑土区有的坡面坡度小于1.5°，但坡长较长的耕地，水土流失亦十分严重，开发历史较早的如宾县、阿城、望奎等地，坡上部有些地块已是母质裸露。建议的东北黑土区土壤侵蚀强度划分标准如下表。

表3 建议的东北黑土区土壤侵蚀强度划分标准

分 级

平均侵蚀模数［t/km²·a］

平均流失厚度［mm/a］

微度侵蚀

200

0.17

轻度侵蚀

200-1500

0.17-1.25

中度侵蚀

1500-2500

1.25-2.1

强度侵蚀

2500-5000

2.1-4.2

极强度侵蚀

5000-8000

4.2-6.7