我国黑土区水土流失研究综述

　　摘要: 黑土区是我国重要的商品粮基地, 但由于黑土多年受到自然侵蚀和人为开垦, 导致水土流失日益严重, 土地肥力下降, 粮食产量下降, 威胁国家粮食安全。因此, 加快黑土区水土流失防治、治理和保护黑土资源已势在必行。对黑土区水土流失现状、危害、影响因素和治理方面进行了详细的综述。

　　关键词: 黑土区; 水土流失; 治理对策

　　中图分类号: S157　文献标识码: A 文章编号: 1007-2284(2010) 10-0036-03

　　黑土素有“土中之王”的美称, 是人类拥有的不可多得的宝贵资源。我国东北黑土区是世界上仅有的三大黑土区之一,是我国重要的商品粮基地, 素有? 谷物仓库之称。但由于多年来的自然侵蚀和过度的人为开垦, 黑土严重退化, 水土流失问题日趋严重, 土壤肥力的失衡降低了黑土的生产力,不少地方肥沃的黑土已经流失殆尽, 变成不毛之地, 限制了粮食产量的提高。同时, 黑土区的水土流失, 也极大地破坏了当地群众的生产生活条件, 威胁该区域经济社会的可持续发展。因此, 东北黑土区水土流失的防治问题, 已迫在眉睫, 成为制约经济可持续发展重要问题[1, 2] 。我国有关学者对黑土区水土流失进行大量的调查与研究, 并提出相应的理论, 为今后防治水土流失提供了科学的依据。

　　1 黑土区水土流失现状

　　水土流失是指在水力、重力、风力等外应力作用下, 水土资源和土地生产力的破坏和损失, 包括土地表层侵蚀和水土损失, 亦称水土损失[ 3] 。

　　根据全国农业土壤普查结果确定黑土区总面积为101. 85万km2 (含大小兴安岭、长白山) , 其中典型黑土区面积为11. 78万km2 。东北黑土区分布于黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古四省(区) , 其中黑龙江省45. 25 万km2 吉林省18. 7 万km2 , 辽宁省12. 29 万km2 , 内蒙古自治区25. 41 万km2 。黑土区地处温带大陆性季风气候区, 大部分地区的年降水量为500~ 600 mm左右, 地貌类型多样, 分异规律性强, 自南而北跨越了暖温带-中温带- 寒温带3 个不同的自然地带, 从东到西横穿湿润- 亚湿润- 亚干旱3 个不同的自然地区。黑土区是我国的重要工业和商品粮基地, 然而长期以来该区的发展却是以牺牲生态环境为代价的, 由于自然因素影响及人为不合理生产活动的破坏, 导致水土流失比较严重。土壤侵蚀包括风力侵蚀、水力侵蚀等, 而此区主要是风力侵蚀和水力侵蚀。据松辽委统计报告, 区内现有水土流失面积27. 59 万km2 , 占黑土区总土地面积的27%, 其中黑龙江省9. 55 万km2(水力侵蚀8. 53 万km2 ,风力侵蚀1. 02 万km2) , 吉林省3. 11 万km2 (水力侵蚀1. 72 万km2 , 风力侵蚀1. 39 万km2 ) , 辽宁省3. 41 万km2 (水力侵蚀3. 08万km2 , 风力侵蚀0. 33 万km2 ) , 内蒙古自治区11. 52 万km2 (水力侵蚀10. 9 万km2 , 风力侵蚀0. 62 万km2 )。土厚度已由50 年代的平均60~ 70 cm, 下降到目前的平均20~ 30 cm,有些区域已露出成土母质, 丧失了农业生产能力。严重的水土流失, 造成黑土资源损失、土地生产力下降、生态环境恶化, 泥沙淤积抬高河床, 影响水资源使用效益, 加剧了干旱洪涝灾害。实际上, 水土流失在很大程度上已经严重制约了当地经济与工农业生产的可持续发展。

　　据2008 年11 月20 日在北京召开的“中国水土流失与生态安全综合科学考察”总结会上, 水利部副部长鄂竟平做的《中国水土流失与生态安全综合科学考察总结报告》, 其内容显示我国黑土区水土流失严重, 其发展的速度远远超出了治理的速度。如果照此速度发展下去, 国家粮食安全将受到巨大冲击。

　　2 黑土区水土流失危害

　　水土流失在我国黑土区的危害已达到十分严重的程度, 它不仅造成土地资源的破坏, 导致农业生产环境恶化, 生态平稳失调, 水旱灾害频繁, 而且影响各业生产的发展。其危害如下[6, 11, 13, 14] 。

　　2. 1 降低土壤肥力, 威胁农业生产

　　水土流失带走土壤大量养分和水, 破坏土地资源, 危害生态环境, 直接威胁粮食生产。水土流失冲走了耕地表层的宝贵肥沃的熟土, 使土壤肥力与蓄水保墒能力降低, 土地日益贫瘠,甚至土壤被侵蚀殆尽, 从而造成了不利于农作物生长的缺肥缺水的条件, 作物生长不良, 产量低而不稳。

　　(1) 黑土层厚度逐年减少。水土流失被重视的原因之一就是, 水土流失将带走大量的表层土壤。而作为生态系统和景观基质的土壤形成速度是否缓慢。土壤流失速度, 一般是土壤形成速度的30~ 300 倍。从而黑土层厚度随土壤流失程度逐年减少。

　　(2) 流失土壤的养分。水土流失过程中不仅带走表层土壤, 同时也带走了土壤中的N、P、K 等养分, 致使土壤中的有机质含量下降, 土壤肥力下降。据调查, 东北黑土开垦20 年肥力下降1/ 3, 开垦40 年下降1/ 2, 开垦70~ 80 年下降2/ 3 左右, 土壤有机质每年以0. 1%左右的速度递减。该区每年流失表土约5 960~ 9 180 万t, 若按表土含有机质3%、全氮0. 2%、全磷0. 15%概算, 则每年流失的有机质约178. 8~ 275. 4 万t、氮11. 9~ 18. 4万t、磷8. 9~ 13. 8 万t, 而且每年流失的地表水从土壤中带走的可溶性养分还未计算在内。

　　(3) 降低农业产量。土壤使植被生长的基地, 粮食生产的场所。因此, 在农业生产活动中, 使三保(保土、保肥、保水) 耕作, 还是三跑(跑土、跑肥、跑水) 耕作, 这对农业生态系统影响巨大。

　　2. 2 破坏土地资源

　　土壤侵蚀过程有选择地带走有机质和土壤细颗粒, 使得土壤持水性和土壤肥力降低。在侵蚀土壤中, 导水性降低93%。侵蚀土壤比未侵蚀土壤多产生20%~ 30%的地表径流, 使得这一地区即使在丰水年也导致缺水。加剧了贫水地区的水资源供需矛盾。地表径流不仅会使土壤变薄, 养分流失, 而且还分割地面, 蚕食耕地, 冲毁和埋没农田, 直接减少和破坏土地资源。

　　2. 3 破坏生态环境

　　水土流失将加速森林砍伐, 使区域性、地带性的景观和生态系统发生根本性的变化。据估计, 每年1 160 万hm2 被伐森林中, 一半以上是由于补偿已经退化了的农业土壤。森林的砍伐减少了燃料的供应, 迫使发展中国家的农民更多地依赖农作物废屑物和肥料做燃料。这种农作物废屑物的转化进一步加强了土壤侵蚀、地表径流和消耗了有价值的养分。水土流失携带的大量泥沙使下游水库淤积, 河床抬高, 对下游的工业、农业和野生动物产生决定性的影响。在水动力的作用, 产生洪流或泥石流, 带走大量的泥沙, 使流域内江河水位抬高, 有些小河流底高出原地面形成地上河, 流域内水库淤积越来越严重, 渠道清淤是一项艰巨任务。

　　2. 4 环境污染

　　随水土流失而流出农田, 汇入河流、湖泊等水体的养分, 从农业角度讲, 属于养分流失和土地生产力下降, 是一种经济损失; 从环境角度讲, 属于水环境的非点源污染。径流和泥沙携带的养分和农药也将污染下游水体, 导致下游水体的环境压力增大。

　　水土流失危害严重, 人类不合理的土地利用是造成水土流失的重要原因之一。人类砍伐森林和开垦土地造成土壤易于遭受侵蚀: 人类活动通过影响坡地、流水可以引起块体、河流侵蚀和沙丘活化, 加速土壤侵蚀。

　　3 黑土区水土流失影响因素

　　水土流失一般是在自然因素和人为因素综合作用下发生和加剧的。而黑土区水土流失是在其特有的地理、地貌、植被等自然因素和人为不合理的社会生产活动作用下形成的。其主要的影响因素概括如下[4, 5, 7, 8, 9, 16] 。

　　3. 1　自然因素

　　(1) 地形地貌。地形地貌决定着现代侵蚀作用的强度。在地形起伏较大的低山、丘陵地带地形复杂, 水土流失严重。山区面积占黑土区面积的56. 3%。山丘区山高坡陡, 山区海拔高度一般在800~ 1 200 m 之间, 最高峰长白山头的白云峰海拔2 691 m。5°~ 15°的坡地面积占山区面积的37. 62%, 15°~ 25°的坡地面积占山区面积的25. 40%, 25?以上坡地面积占山区面积的11. 05%。其次是漫川漫岗区, 该区虽然坡度不大, 但坡长很长, 一般在百米以上, 黑土地区长达几百米以上, 最长的达千米以上。再次是风沙坨区, 风速达, 3- 5 月最大风速一般可达20~ 25 m/ s, 最大瞬时风速可达40 m/ s, 风沙作用十分活跃。

　　(2) 土壤特性。一般人为, 黑土区土壤的性状主要表现为团粒结构好, 植物营养元素含量高, 交换量大, 蓄水量大, pH值适中。但是黑土本身黏粒和腐殖质含量高, 团聚体含量高, 土壤孔隙度大, 土质疏松, 容易被侵蚀。同时, 耕地土壤结构受到破坏, 土质板结, 蓄水保肥能力降低, 抗蚀能力减退。这些不良条件是引起水土流失的内在因素。

　　(3) 植被因素。植被发育是水土保持的有利条件。在大小兴安岭及东南部部分山区, 虽然坡度较大, 由于植被覆盖率较高, 水土流失相对较轻, 只是在冲沟两侧有少量的水土流失发生。相反, 在植被覆盖率小的平原地区, 特别是农田均处在缺林少树, 任其风雨侵蚀之中, 水土流失严重。

　　(4) 气候因素。影响水土流失的气候主要是风和水。黑土区属于大陆性季风气候区, 该区年降雨量多年平均为500~ 650mm, 山区平均在600 mm以上。降雨多集中在夏秋季节, 高温多雨使土壤受到风化和冲刷, 是导致水土流失的主要因素。暴雨强度不仅影响径流强度, 而且对土壤的侵蚀作用也很大; 春季多风少雨, 十年九春旱。每年大于4 级的风有120~ 150 d,大于6 级的有65~ 80 d, 大于8 级的有30~ 40 d, 所以风蚀导致水土流失进一步加重。

　　3. 2 人为因素

　　(1) 破坏森林生态系统。半个世纪以前, 黑土区内林草茂密, 森林覆盖率达70% 以上。随着人口的增加, 人为的滥砍乱伐, 陡坡开荒, 使局部山林遭到严重破坏。20 世纪80 年代, 森林覆盖率下降到35%。平原区天然次生林被大面积砍伐, 使农田失去屏障, 加重了风蚀和水蚀。

　　(2) 不合理的土地利用方式。毁林种参、蚕场过度放养、超载放牧、小片开荒、森林砍伐速度大于土地更新速度, 以及开矿、建厂、修路、基本建设等造成新的水土流失。据黑龙江省牡丹江市统计, 无计划采金、采石、掘沙、基本建设和多种经营等破坏水土保持达350 多处, 乱采面积近0. 1 万hm2 。

　　(3) 人口增加。低生产力与人口的增加市导致水土流失加剧、生态环境恶化的直接原因。建国以来, 黑土区人口增加近5倍, 解放后一些外省移民首先向这些生产比较落后的地区聚集, 吃、烧、用的压力加大, 毁林、毁草、陡坡种地等掠夺式现象日益严重, 该区农民生活燃料缺乏, 这些都与水土流失加剧和人口无节制地增长密切相关。

　　( 4) 生态知识匮乏和某些政策失误。少数搞经济建设的决策者和干部, 由于对发展生产和保护资源的关系缺乏正确的认识、往往为了追求暂时的局部的或本单位的利益, 不顾对资源的破坏和环境的污染, 进行开矿、取土、挖沙、修路、滥伐森林;不少农村干部和农民, 由于缺乏生态环境知识, 对自然资源只知一味索取, 涸泽而渔, 这些均是导致生态环境恶化的重要原因。

　　4 黑土区水土流失治理

　　黑土区水土流失问题日益严重, 破坏孕育我们的生态环境。为保护环境, 应加强水土流失的治理, 运用一些可行的手段与措施。总起上可概括以下几个方面[6, 8, 10, 12, 13] 。

　　4. 1 因地制宜, 分区治理

　　根据不同水土流失类型区的特点, 宜林则林, 宜牧则牧, 因地制宜, 因害设防, 采取不同的治理模式。

　　(1) 漫川漫岗区。采用“三道防线”治理模式: 即坡顶减少农田防护林; 坡面采取改垄耕作、修筑地梗植物带、坡式梯田和水平梯田等水土保持措施; 侵蚀沟采取沟头修跌水、沟底建谷坊、沟坡削坡插柳、育林封沟。

　　(2) 丘陵沟壑区。采用“一林戴帽, 二林围顶, 果牧拦腰, 两田穿靴, 一龙座底”的小流域“金字塔”综合治理模式。即山顶营造防护林; 坡上部布设截流沟、营造水土保持涵养林; 坡中部修筑果树台田或水平槽, 发展特色经济林果; 坡下部通过改垄、修筑地埂植物带、梯田改造坡耕地, 建设旱涝保收的稳产农田。坡底的沟川地则是配套完善灌排水利设施, 建设高标准的稳产高产良田, 提高抗灾能力。

　　( 3) 农牧交错区。采用“三结合、三为主”的生态建设模式。即: 坚持生态保护与生态治理相结合, 以保护和促进生态自然修复为主; 工程治理与生物治理相结合, 以综合防治为主; 生态效益与经济效益相结合, 以畜牧业水草料基地建设配套为主。探索出了生态保护与畜牧发展相统一的新路子。

　　4. 2 科研与治理相结合, 提高治理水平

　　广泛开展与国内的顶尖科研院所合作, 使科研工作与水土保持工程紧密联系起来, 把科研成果真正应用到工程中, 提高治理工程的科技含量。同时, 加大科研资金的投入, 开发治理的新技术。充分利用现有高新技术, 采取工程措施、生物措施和耕作措施等多种措施, 重点加大对水土流失严重地区综合治理力度, 提高植被覆盖率, 力求取得突破。

　　加强水土保持科学研究, 不断寻求更能有效控制水土流失、提高土地生产力的措施, 搞好水土保持科学普及和技术推广工作, 大力应用遥感、地理信息系统和全球定位系统等高新技术, 建立全国水土流失监测网络和信息系统, 努力提高水土保持综合治理的科技含量。从而使科研与治理有机结合, 提高治理水平。

　　4. 3 加强宣传教育工作

　　水土保持工作涉及面很广, 要综合治理。坚持“防治并重, 治管结合, 依靠群众, 因地制宜, 全面规划, 综合治理, 集中治理, 连续治理, 除害兴利为发展生产服务”的工作方针。要加强宣传教育, 提高全民减灾意识, 认清水土流失的危害性、严重性。认真贯彻执行《水土保持法》和《水土保持法实施条例》以及《水土保持生态环境建设规划》、《水土保持“九五”计划及2010 年远景规划》等, 强化执法。形成全社会关心、支持、参与治理水土流失的强大舆论力量。

　　4. 4 坚持治理与开发相结合, 实现效益最大化

　　保护水土资源和生态环境, 提高粮食综合生产能力, 保障国家粮食安全是我们今后面临的一个难度很大而又必须切实解决好的一个重大课题。治理生态环境是产业开发的基础和条件, 而产业开发又可为建设生态环境提供物质保证和支持,只有将治理和开发结合起来, 才能步入可持续发展的轨道。可以预见, 在2020 年前全面建设小康社会的阶段, 随着我国人口的增长、居民收入和消费水平的提高, 我国对粮食的需求总量将呈现刚性增长态势。水土资源的有限性和需求不断增长的矛盾, 如果处理不好, 很有可能引发资源危机。因此, 必须对水土资源进行有效保护和合理开发, 使之可持续利用。同时, 我国生态环境的基础比较脆弱, 承载力十分有限。必须加强粮食主产区基地建设, 加快东北黑土区的水土流失治理步伐, 建设生态屏障, 提高粮食综合生产能力, 是确保我国粮食安全的重要举措之一, 是国家社会经济实现可持续发展的重要保证。总的来说, 只有秉承治理与开发相结合原则, 才能实现生态效益、社会效益和经济效益相统一, 达到效益最大化。

　　5 结语

　　我国黑土区水土流失研究与治理是一项长期和严峻的任务, 必须加大综合防治的投入力度, 采用多种必须采用多种手段, 通过综合措施解决人与自然的矛盾, 灵活运用因地制宜的原则, 充分发挥各种防治措施的优点, 使我国珍贵的黑土区得到切实保护, 实现国家粮食生产和生态环境的长治久安。

　　参考文献:

　　[ 1] 韩晓增, 颜春起. 中国东北农田土壤水分属性及调控[ M ] . 北京:科学出版社, 2005: 13- 41.

　　[ 2] 范昊明, 蔡强国, 王红闪. 中国东北黑土区土壤侵蚀环境[ J] . 水土保持学报, 2004, 18( 2) : 66- 70.

　　[ 3] 王礼先. 水土保持学[ M] . 北京: 中国林业出版社, 2005.[ 4] 沈波, 杨海军. 松辽流域水土流失及其防治对策[ J] . 水土保持通报, 1993, 13( 2) : 28- 32.

　　[ 5] 李发鹏, 李景玉, 徐宗学. 东北黑土区土壤退化及水土流失研究现状[ J ] . 水土保持研究, 2006, 13( 3) : 50- 54.

　　[ 6] 刘宪春, 温美丽, 刘洪鹄. 东北黑土区水土流失及其防治对策研究[ J ] . 水土保持研究, 2005, 12( 2) : 74- 76.

　　[ 7] 王玉玺, 解运杰, 王萍. 东北黑土区水土流失成因分析[ J] . 水土保持科技情报, 2002, ( 3) : 27- 29.

　　[ 8] 金京学, 岳巍. 吉林省水土流失的现状与思考[ J ] . 吉林水利,2008, ( 9) : 50- 52.

　　[ 9] 刘鸿雁, 张海涛, 石鑫. 黑土区水土流失及水土保持研究概述[ J ] . 水利科技与经济, 2005, 11( 3) : 167- 170.

　　[ 10] 陈光. 东北黑土区水土流失综合防治技术体系[ J] . 水土保持应用技术, 2008, ( 1) : 33- 34.

　　[ 11] 崔明, 蔡强国, 范昊明. 东北黑土区土壤侵蚀研究进展[ J] . 水土保持研究, 2007, 14( 5) : 29- 34.

　　[ 12] 田卫堂, 胡维银, 李军, 等. 我国水土流失现状和防治对策分析[ J ] . 水土保持研究, 2008, 15( 4) : 204- 209.

　　[ 13] 尹喜霖, 单广杰, 柏钰春, 等. 讨论黑龙江省的水土流失[ J] . 中国地质灾害与防治学报, 2003, 14( 4) : 112- 117.

　　[ 14] 金华. 图们江下游地区坡耕地水土流失现状及其保护措施[ D] . 吉林延吉: 延边大学, 2004.

　　[ 15] 刘兴土, 阎百兴. 东北黑土区水土流失与粮食安全[ J].中国水土保持, 2009, ( 1) : 17- 19.

　　[ 16] 吴铁华, 杨伟伟, 凌祖国, 等. 东北黑土区土壤侵蚀演替规律研究[ J ] . 安徽农业科学, 2007, 35( 13) : 3 924- 3 925, 4 000.

　　作者简介: 孟祥志(1964-) , 男, 硕士, 副教授, 主要从事林业与园林方面的教学与研究工作。