宋純彥 王全波 肖 洋

(1．黑龍江豐林國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，黑龍江 五營 153033;2．黑龍江大學(xué) 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

土壤侵蝕作為生態(tài)退化的集中反映，是小流域綜合治理中所遇到的最嚴(yán)重的問題之一。它使土壤質(zhì)量下降，黑土區(qū)生態(tài)變得更加脆弱，從而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，最終造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了改善小流域的生態(tài)環(huán)境，保護(hù)耕地資源，改善農(nóng)村生產(chǎn)條件，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對小流域進(jìn)行綜合治理迫在眉睫。小流域的綜合治理對生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)效益作出了突出的貢獻(xiàn):一是保護(hù)和改善了自然資源條件，提高了資源利用率;二是調(diào)整了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展;三是改善了生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展［1］。

1 研究區(qū)概況

湯圓小流域位于小興安嶺南麓，松花江左岸，蘿北縣境內(nèi)。屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均徑流深150mm，多年平均降水量590．1mm。平均無霜期127d，初霜在9月27日，終霜在5月15日;年均冰雹日數(shù)為1．5d，多年平均氣溫2．1℃;多年平均蒸發(fā)量為1 250．5 mm。凍土層約1．25—3．3m，最大凍土深3．3m。歷年日照總時數(shù)為2 441h;≥10℃有效活動積溫在2 404．9℃。土壤主要有暗棕壤、草甸土和沼澤土。

2 調(diào)查方法

調(diào)查主要是通過查閱歷史文獻(xiàn)及現(xiàn)場測量兩個途徑來完成。從2013年6月開始到12月份對該小流域進(jìn)行實地測量，數(shù)據(jù)記錄與分析。歷史文獻(xiàn)選擇當(dāng)年全小流域侵蝕溝數(shù)量、水土流失面積、侵蝕強度、植被狀況、黑土層厚度、氣象等相關(guān)指標(biāo)，結(jié)合對歷史見證人(當(dāng)?shù)?0 歲以上老人)詢問調(diào)查，通過綜合分析統(tǒng)計確定。調(diào)查內(nèi)容包括:

(1)湯圓小流域的自然概況，包括土壤、植被、氣候、水文和地貌特征等;

(2)湯圓小流域的社會概況，包括人口數(shù)量及其年齡結(jié)構(gòu)、人均年收入及收入來源等;

(3)湯圓小流域坡耕地面積及水土流失狀況;

(4)湯圓小流域侵蝕溝的類型及數(shù)量，剖析典型侵蝕溝的治理方法及經(jīng)驗;

(5)水土保持措施的方法和數(shù)量，以及產(chǎn)生的效益。

調(diào)查具體方法如下:

(1)基礎(chǔ)資料調(diào)查。

在當(dāng)?shù)厮畡?wù)局查閱小流域的土地利用現(xiàn)狀和水土流失狀況資料并探討和了解在該區(qū)域已經(jīng)實施的水土保持措施;補充整理相關(guān)資料，邀請當(dāng)?shù)刭Y深負(fù)責(zé)人到現(xiàn)場走訪，完善資料;進(jìn)一步對資料分析整合，對某些侵蝕程度變化較大的區(qū)域進(jìn)行實地勘察與測量。

(2)面蝕程度調(diào)查和面蝕強度判定。

坡耕地面蝕程度調(diào)查主要以年平均土壤流失量作為判別指標(biāo)，當(dāng)實際的土壤流失量在允許土壤流失量范圍之內(nèi)時，就可以認(rèn)為沒有面蝕發(fā)生。面蝕強度是在不改變土地利用方向和不采取任何措施的情況下，今后面蝕發(fā)生發(fā)展的可能性大小。因此，坡耕地面蝕強度是根據(jù)某些影響土壤侵蝕的因子進(jìn)行判定而得到的。一般情況下是根據(jù)坡耕地田面坡度大小，對其發(fā)生強度進(jìn)行判定。常將農(nóng)耕地上的面蝕強度劃分為5 級，有時也可根據(jù)具體要求進(jìn)行適當(dāng)增減。農(nóng)耕地田面坡度與其面蝕強度劃分標(biāo)準(zhǔn)［2］如表1。

(3)侵蝕溝調(diào)查。

表1 農(nóng)耕地田面坡度與其面蝕強度劃分標(biāo)準(zhǔn)

了解溝蝕發(fā)展階段及其發(fā)展趨勢，對控制溝蝕發(fā)展具有重要意義。通過溝道發(fā)展階段的調(diào)查，確定溝蝕的發(fā)生程度及其發(fā)展強度。在進(jìn)行溝蝕調(diào)查時的主要調(diào)查內(nèi)容為集水區(qū)面積、集水區(qū)長度、侵蝕溝面積及其長度、溝道內(nèi)的塌土情況(包括重力侵蝕形式、數(shù)量及其發(fā)生位置等)、溝底縱坡比降、集水區(qū)范圍內(nèi)的植物種類及其生長狀況等。并據(jù)以上調(diào)查內(nèi)容確定溝蝕的發(fā)生程度和發(fā)展強度(見表2)。

表2 溝蝕發(fā)生程度及發(fā)展強度分級指標(biāo)表

經(jīng)實地調(diào)查，湯圓小流域水土流失主要發(fā)生在坡耕地，主要流失類型為面蝕。溝蝕除了已經(jīng)形成的穩(wěn)定溝外，在坡耕地內(nèi)有很多面蝕已經(jīng)發(fā)展成溝蝕形成了侵蝕溝，并嚴(yán)重影響著農(nóng)業(yè)耕作和作物的產(chǎn)量。其中，面蝕面積為2 944．29 hm2，侵蝕溝有43 條。

3 結(jié)果和分析

3．1 湯圓小流域土地利用現(xiàn)狀及分析

湯圓小流域面積3 607．70hm2，其中耕地2 873．67hm2，占總面積的79．65%;林地269．62hm2，占總面積的7．47%;水域及水利設(shè)施用地0．31 hm2，占總面積的0．01%;住宅用地54．78hm2，占總面積的1．52%;交通運輸用地15．06hm2，占總面積的0．42%;其他土地394．26hm2，占總面積的10．93%。

3．2 湯圓小流域水土流失的面積特征

發(fā)生在坡耕地水土流失主要以水力侵蝕為主，水土流失表現(xiàn)為溝蝕和面蝕。根據(jù)實地調(diào)查統(tǒng)計和依據(jù)土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)［3］，水土流失面積2 880．25hm2，占土地總面積的79．84%，其中:輕度侵蝕面積為482．64hm2，占流失面積的16．76%;中度侵蝕面積2 052．19hm2，占流失面積的71．25%;強度侵蝕面積345．42hm2，占流失面積的11．99%。湯圓小流域年均土壤侵蝕模數(shù)為2 295t/(km2·a)，屬中度侵蝕，每年流失表土6．61萬t。

3．3 侵蝕溝分級特征

經(jīng)實地調(diào)查和測量，湯圓小流域侵蝕溝分布比較密集，耕地內(nèi)侵蝕溝較多，其長度在140—2 600m之間，平均深度在0．6—2．6m 之間。湯圓小流域現(xiàn)有43 條侵蝕溝，總長37 240m，上口平均寬4．5m，下口平均寬2．1m，深1．5m，溝壑密度1．293km/km2。參照小流域侵蝕溝級別劃分標(biāo)準(zhǔn)［4］，將湯圓小流域劃分為小型溝、中型溝和大型溝，其中小型侵蝕溝有2 條，占整個流域的4．65%;中型侵蝕溝有6 條，占整個流域的13．95%;大型侵蝕溝有35 條，占整個流域的81．4%。從侵蝕溝類型的比例來看該流域處于侵蝕增長型。

3．4 坡耕地面蝕和侵蝕溝治理方法

對坡耕地采取壟向區(qū)田、秸稈還田、施生物菌肥和深松等措施進(jìn)行坡耕地的面蝕治理。具體方法如下:(1)壟向區(qū)田。壟向區(qū)田是最接近水土保持原則的措施［5］，即改變耕作壟向，使壟向與等高線垂直，增大地表的蓄水能力，延長雨水的下滲時間，減少地表徑流量，是防治面蝕最好的措施之一。(2)秸稈還田。農(nóng)作物的秸稈既含有相當(dāng)數(shù)量的作物必需的碳、氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，又具有改善土壤的理化性狀和生物學(xué)性狀的功效。具體措施是用機械將秸稈打碎后均勻地鋪撒到地里后深翻掩埋，在土壤微生物的作用下，將秸稈變成有機肥，改變了長期使用化肥形成的土壤板結(jié)。(3)施生物菌肥。利用微生物的生長特征，以作物秸稈和根系等有機物為原料將其轉(zhuǎn)變成作物易吸收的養(yǎng)分，同時隨著微生物的活動使土壤的物理結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變。

湯圓小流域內(nèi)有43 條侵蝕溝，總長37 240m，平均寬4．5m，深1．5m，主要是坡面徑流匯集產(chǎn)生的侵蝕溝。根據(jù)侵蝕溝的特點和本區(qū)石材較多的優(yōu)勢，工程措施主要采取削坡、溝頭防護(hù)、干砌石谷坊、柳樁編籬谷坊和秸稈填溝措施進(jìn)行治理。侵蝕溝的治理方式因侵蝕溝的位置和類型不同而采取不同的治理方法。

4 結(jié)論和討論

根據(jù)湯圓小流域的氣候條件、土地利用、人口發(fā)展、地質(zhì)地貌和社會經(jīng)濟(jì)情況將該小流域規(guī)劃為坡耕地和侵蝕溝兩類進(jìn)行分類治理，在原有的治理基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有水土保持治理措施，研究出小流域治理的有效措施，該小流域的水土流失狀況得以改善。但隨著人口增長、土地不合理的管理，水土流失治理形勢還比較嚴(yán)峻，需要在水土保持實踐中不斷地探索研究，長期定點監(jiān)測，積極探索合理的治理措施，為小流域的全面綜合治理奠定堅實基礎(chǔ)。

該流域坡耕地面蝕的治理，可在原有的深松的基礎(chǔ)上，再采取壟向區(qū)田、秸稈還田和施生物菌肥的方法相結(jié)合，增加坡面蓄水量和下滲時間，通過生物菌改善土壤結(jié)構(gòu)，同時將秸稈以較快速度轉(zhuǎn)化為作物直接吸收的有機肥，既增加作物產(chǎn)量，又可以有效地防治面蝕。此外，免耕也是一項有效防治水土流失的措施。侵蝕溝治理遵循從溝頭到溝尾全線治理的方針，根據(jù)侵蝕溝的類型采取相應(yīng)的措施。本研究以典型侵蝕溝入手，根據(jù)溝的類型、發(fā)展?fàn)顟B(tài)，在原有措施基礎(chǔ)上，擬提出小型侵蝕溝采用秸稈填溝、柳樁編籬植谷坊，中大型侵蝕溝采用柳跌水溝頭防護(hù)、削坡和干砌石谷坊等措施，通過對該流域?qū)嵉卣{(diào)查和擬提出的水土保持措施，為以后該流域的水土流失治理工作起到了數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo)作用。

［1］鐘明星，黃正建．談小流域綜合治理與可持續(xù)發(fā)展［R］．中國水土保持探索與實踐，2005．

［2］張洪江． 土壤侵蝕原理［M］． 北京:中國林業(yè)出版社，2000．

［3］中華人民共和國水利部．土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)［M］．北京:中國水利水電出版社，1997:9—10．

［4］呂志學(xué)． 黑龍江省丘陵漫崗區(qū)侵蝕溝分級及防治研究［D］．哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)位論文，2005．

［5］沈昌蒲，劉福，楊愛民，等．坡耕地壟作區(qū)田最佳垱距數(shù)學(xué)模型及其檢驗［J］．水土保持通報，1997，17(3):1—5．