呂志學(xué)，陳英智，屈遠(yuǎn)強(qiáng)　(.黑龍江省水土保持科學(xué)研究院，黑龍江哈爾濱 50070；.穆棱市水務(wù)局，黑龍江八面通鎮(zhèn) 57500)

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復(fù)合地埂在黑土侵蝕山區(qū)坡耕地治理中的應(yīng)用研究

呂志學(xué)1，陳英智1，屈遠(yuǎn)強(qiáng)2(1.黑龍江省水土保持科學(xué)研究院，黑龍江哈爾濱 150070；2.穆棱市水務(wù)局，黑龍江八面通鎮(zhèn) 157500)

在東北黑土區(qū)坡耕地實(shí)施的主要治理措施為梯田、地埂、改壟等，有關(guān)這幾項(xiàng)措施的研究歷史較長(zhǎng)，資料也相對(duì)豐富[1]，但黑龍江省低山區(qū)坡耕地由于其主要土壤為棕色針葉林土和山地暗中壤。該種土壤土層薄，無(wú)法修筑水平梯田，而單埂易被沖毀達(dá)不到治理效果。面對(duì)這種實(shí)際狀況，受1991年穆棱市八面通鎮(zhèn)東山坡洪成功實(shí)行的“復(fù)合生物帶”治理措施的啟發(fā)[2]，2011年以來(lái)，水土保持坡耕地治理工程逐漸形成了以“復(fù)合地埂”為主的新局面。

在國(guó)外，復(fù)合地埂作為復(fù)合農(nóng)林業(yè)的一項(xiàng)措施被提出，復(fù)合農(nóng)林業(yè)的概念是在20世紀(jì)60年代由國(guó)際農(nóng)林業(yè)研究委員會(huì)(ICRAF)第一任主席King KFS及其同事提出的，近20多年來(lái)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域，并且將來(lái)可能會(huì)發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科[3]。近年來(lái)，在非洲、印度研究較多，主要在對(duì)土壤水分的影響、梯田地埂植物與土壤養(yǎng)分的關(guān)系上做了一些研究，肯定了坡面工程是有效的水土保持措施[4]，但復(fù)合地埂作為一項(xiàng)坡面治理措施，其攔蓄降雨的效果主要是在各種坡度和坡形的耕地上，埂間距離與坡度的密切關(guān)系，直接影響降雨攔蓄情況，這方面的研究無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，目前均還是空白。

1研究的地域概況

2011年實(shí)施的 “全國(guó)坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程穆棱市躍進(jìn)北溝項(xiàng)目區(qū)”位于穆棱市馬橋河鎮(zhèn)境內(nèi)，距離穆棱市城區(qū)直線18 km，涉及躍進(jìn)、北盛等2個(gè)村，總?cè)丝? 628人。地理坐標(biāo)為東經(jīng)130°30′19″～130°37′04″，北緯 44°41′18″～44°46′10″，地處長(zhǎng)白山脈向東延伸的老爺嶺山脈地帶，海拔高度為320～630 m，相對(duì)高差為310 m。項(xiàng)目區(qū)總面積為17.16 km2，水土流失面積14.22 km2，占總面積的82.89%，為強(qiáng)烈水蝕類(lèi)型區(qū)。其中輕度水蝕 250.08 hm2，中度水蝕 277.37 hm2，強(qiáng)烈水蝕 894.89 hm2。耕地坡度組成為3～4°的坡耕地 20.80 hm2，4～5°的 89.02 hm2，5～8°的 408.36 hm2，8～15°的884.17 hm2，分別占坡耕地面積的1.48%、6.35%、29.12%和63.05%，總耕地面積為1 402.35 hm2，均為大于3度坡耕地，且以8～15°所占比重最大，主要種植作物為玉米和大豆。項(xiàng)目區(qū)土壤為山地暗棕壤，坡度較大，黑土層較薄。

2研究?jī)?nèi)容與方法

結(jié)合工程建設(shè)，主要進(jìn)行了不同坡度定型參數(shù)、施工方法和效益的研究，不同坡度定型參數(shù)主要根據(jù)單位長(zhǎng)度復(fù)合地埂攔蓄量與單位面積坡面來(lái)水量確定；施工方法主要根據(jù)調(diào)查研究確定；效益主要采用小區(qū)及實(shí)測(cè)對(duì)比的方法確定。

2.1復(fù)合地埂定型參數(shù)躍進(jìn)北溝項(xiàng)目區(qū)的復(fù)合地埂一般在5～15°的坡耕地上實(shí)施，復(fù)合地埂實(shí)際是大竹節(jié)壕式截水溝與地埂植物帶的結(jié)合體，它具有蓄排結(jié)合，抗蝕能力強(qiáng)，防洪標(biāo)準(zhǔn)高，增加林草覆蓋度等多種功效，是集水土保持工程、植物和農(nóng)業(yè)措施于一身的綜合治理措施，斷面詳見(jiàn)圖1。按10年一遇，24 h最大降雨量設(shè)計(jì)，結(jié)合布設(shè)斷面及工程施工實(shí)際，研究確定了不同地面坡度定型參數(shù)見(jiàn)表1。

2.2復(fù)合地埂施工方法根據(jù)調(diào)研，復(fù)合地埂施工工序?yàn)椋菏紫雀鶕?jù)實(shí)際地形，選擇有代表性的地方，根據(jù)復(fù)合地埂的比降要求(一般為1/100～1/200)，測(cè)出一條水平或基本水平的線，作為第一條埂基線。以第一條埂基線為基礎(chǔ)，向上或向下逐條測(cè)定各條埂線；第2，進(jìn)行表土剝離，剝離寬度包括埂寬4.2 m和中間取土寬0.9 m，剝離的表土要集中堆置在埂坎上、下方待用；第3，用推土機(jī)帶筑埂犁沿線的兩側(cè)筑埂，中間留出0.9 m寬備挖掘機(jī)挖溝筑??；第4，挖掘機(jī)挖溝筑埂、人工整形拍實(shí)；第5，將堆積的表土均勻的覆蓋在埂坎表面。需要注意的是，①溝的比降是逆主溝道方向排水，即將坡面徑流排向主溝道上游，以延緩匯流時(shí)間；②遇侵蝕溝處要修筑高標(biāo)準(zhǔn)蓄水池或漿砌石谷坊；③壕長(zhǎng)6 m，中間土擋0.5 m；④表土剝離以埂基線為中心線，分別向上、向下堆積表土；⑤下一年春季埂帶要進(jìn)行植物固埂護(hù)底，以保證措施持續(xù)發(fā)揮作用。

表1　復(fù)合地埂定型設(shè)計(jì)

3結(jié)果與分析

復(fù)合地埂效益分析主要采取現(xiàn)有小區(qū)觀測(cè)資料和實(shí)地測(cè)產(chǎn)資料相結(jié)合的方法進(jìn)行。躍進(jìn)北溝項(xiàng)目區(qū)基礎(chǔ)效益主要以牡丹江實(shí)驗(yàn)站2012～2013年的觀測(cè)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，按流域內(nèi)坡耕地各項(xiàng)措施實(shí)施面積比例進(jìn)行加權(quán)計(jì)算[5]。典型模式的增產(chǎn)效益均以實(shí)測(cè)對(duì)比結(jié)果為準(zhǔn)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。項(xiàng)目區(qū)共實(shí)施復(fù)合地埂1 073.07 hm2，占項(xiàng)目區(qū)坡耕地治理總面積的96.57%。水平梯田38.12 hm2。

3.1生態(tài)效益躍進(jìn)北溝項(xiàng)目區(qū)通過(guò)實(shí)施以復(fù)合地埂為主的坡耕地治理，林草覆被率提高5.42個(gè)百分點(diǎn)，綜合治理措施平均每年可攔蓄徑流總量達(dá) 170.92×104m3，保土總量達(dá)3.21×104t，保水率和保土率分別達(dá)到96.14%和99.73%，土壤侵蝕模數(shù)由治理前的2 900 t/km2·a降至微輕度。坡耕地土壤侵蝕被有效控制，土壤結(jié)構(gòu)逐年改善，地面小氣候明顯好轉(zhuǎn)，基本農(nóng)田面積逐年擴(kuò)大，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

表2　牡丹江試驗(yàn)場(chǎng)觀測(cè)期累計(jì)觀測(cè)結(jié)果

3.2經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)實(shí)測(cè)推算，躍進(jìn)北溝項(xiàng)目區(qū)實(shí)施治理坡耕地平均年總產(chǎn)量797×104kg，比當(dāng)?shù)仄骄教岣?2.38%，平均年增產(chǎn)88.72×104kg，增加收入182.45萬(wàn)元，按總農(nóng)業(yè)人口計(jì)算，平均每人增收964元，比當(dāng)?shù)仄骄教岣?3.25%，這些都不含新增枝條等收益。

3.3社會(huì)效益模式建設(shè)立足流域珍貴的耕地資源，實(shí)現(xiàn)耕地利用與保護(hù)相結(jié)合，達(dá)到保持水土，提高土地生產(chǎn)力，引導(dǎo)群眾脫貧致富的目的。坡耕地經(jīng)過(guò)治理，糧食產(chǎn)量大幅度提高，農(nóng)民生活質(zhì)量將明顯改善，加快了全面建成小康社會(huì)步伐。

4結(jié)論

復(fù)合地埂做為低山區(qū)坡耕地的一項(xiàng)治理措施，對(duì)解決因該區(qū)土層薄而不能修筑水平梯田，水土流失無(wú)法徹底控制難題提供了很好的辦法。通過(guò)小區(qū)觀測(cè)、調(diào)查研究及實(shí)地測(cè)產(chǎn)，給出了不同坡度復(fù)合地埂定型設(shè)計(jì)表，明確了施工方法。

雖然占地較多，甚至超過(guò)了水平梯田，但通過(guò)實(shí)測(cè)，不但保水保土效果好，而且增產(chǎn)明顯，考慮占地面積，其總產(chǎn)水平不降反增，是低山區(qū)坡耕地值得推廣的一項(xiàng)水土保持治理措施。

參考文獻(xiàn)

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摘要[目的]結(jié)合“全國(guó)坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程”建設(shè)，探索復(fù)合地埂措施在黑土侵蝕山區(qū)坡耕地治理中應(yīng)用的可行性。[方法]根據(jù)單位長(zhǎng)度復(fù)合地埂攔蓄量與單位面積坡面來(lái)水量確定不同坡度復(fù)合地埂定型參數(shù)；根據(jù)調(diào)查研究確定施工方法；采用小區(qū)及實(shí)測(cè)對(duì)比的方法確定效益。[結(jié)果]選擇穆棱市躍進(jìn)北溝項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行復(fù)合地埂為主的坡耕地治理典型模式建設(shè)，項(xiàng)目區(qū)保水率和保土率分別達(dá)到96.14%和99.73%，實(shí)施治理坡耕地平均每年產(chǎn)糧797×104kg，比當(dāng)?shù)仄骄教岣?2.38%，取得了較好的治理效果。[結(jié)論]復(fù)合地埂是低山坡耕地中的一項(xiàng)有效水土保持治理措施。

關(guān)鍵詞黑土侵蝕山區(qū)；坡耕地；復(fù)合地??；模式

Applied Research of Composite Ridge on Sloping Farmland Governance in Black Soil Erosion Mountains

LU Zhi-xue1, CHEN Ying-zhi1, QU Yuan-qiang2(1. HeilongJiang Provincial Soil and Water Conservation Scientific Research Institute, Harbin, Heilongjiang 150070; 2. Water Authority of Muling City, Bamiantong, Heilongjiang 157500)

Abstract[Objective] Explore the feasibility of the application in the treatment of the biomass waste composite ridge measures in black soil erosion mountains combined with the "national farmland soil and water loss comprehensive pilot project" construction. [Method] Analyzing different gradient composite ridge finalize the design parameters according to the unit length and unit area slope of composite ridge; Determine the construction methods according to the investigation and study method; The plot and the measured can be compared to the method to determine benefits. [Result] Choose Yuejin north ditch project area of Muling City for composite ridge typical patterns of farmland management construction, soil and irrigation water retention and rate reached 96.14% and 99.73%, respectively, to implement governance slope to grain production per year on average 7.97 million kg, 12.38% higher than that of local average, good governance effects have been achieved. [Conclusion] Composite ridge is an effective control measures of soil and water conservation in the hilly land.

Key wordsBlack soil erosion mountains; Sloping farmland; Composite ridge; Mode

收稿日期2015-04-20

作者簡(jiǎn)介呂志學(xué)(1968-)，男，黑龍江哈爾濱人，教授級(jí)高級(jí)工程師，碩士，從事水土保持基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。

基金項(xiàng)目黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目“黑龍江省山丘區(qū)坡耕地綜合整治措施體系研究”(GC05B304)。

中圖分類(lèi)號(hào)S 157

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-370-02