東北黑土區小流域綜合治理實踐探究——以老二色小流域為例

梁淑娟，趙法領

（1.教育部水土保持與荒漠化防治重點實驗室，北京林業大學 水土保持學院，北京 100083；2.內蒙古鄂爾多斯市國源礦業開發有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

東北黑土區小流域綜合治理實踐探究
——以老二色小流域為例

梁淑娟1，趙法領2

（1.教育部水土保持與荒漠化防治重點實驗室，北京林業大學 水土保持學院，北京 100083；2.內蒙古鄂爾多斯市國源礦業開發有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

黃土高原區、西南土石山區、東北黑土區小流域綜合治理模式和體系日趨成熟，為實現流域治理可持續發展，結合黑土區流域治理的經驗，分析流域治理存在的問題，以國家擴大內需重點治理項目——老二色小流域為典型案例，探究黑土區小流域可持續經營道路。對老二色小流域進行實地調查，針對存在問題，堅持坡面治理、溝道防護、自然修復、人工維護的原則，對不同坡面和典型溝道采取生物措施治理、工程措施治理、生物工程綜合治理的模式。結果表明：老二色小流域治理取得了顯著的生態、經濟和社會效益，改善了小流域生態脆弱和貧困落后的面貌。

東北黑土區；老二色小流域；綜合治理模式

小流域經營管理和山區流域管理或集水區經營都體現流域治理的理念：即以小流域為單元，因地制宜地布設綜合治理措施，實現水土資源及其它再生自然資源保護、改良與合理利用［1－2］。以小流域為單元進行綜合治理已成為當今世界各國治理水土流失的主要形式［3］。美國、日本、奧地利、印度等國家，注重不同尺度下的流域經營管理，在土壤侵蝕計量，植被恢復技術，山地災害防治，促進農業、環境的可持續發展，對土地使用者采用激勵措施等方面取得良好的成效［4－5］。我國在西北黃土高原區、長江流域地區、東北沙丘漫崗區等區域形成了“防治體系差異，治理目標相同”的水土保持治理模式，并逐漸將水土保持監測、設計和規劃方面的“3S”技術應用到流域治理中［6］，但對東北黑土區的流域治理研究區域不夠典型。東北黑土區被劃分為國家水土保持防治區的重點治理區，2003年開始，國家啟動了一系列東北黑土區的水土資源保護與治理項目［7］。為了保護黑土資源，推廣黑土區流域治理經驗，選取黑土區典型的老二色小流域，從調查分析問題和治理模式對策上探索出黑土區流域可持續經營道路。

1 小流域概況

老二色小流域位于阜新蒙古族自治縣化石戈鄉，流域總面積2 568.7hm2，水土流失面積1 440.5 hm2，占流域總面積的56%，土壤侵蝕模數1 378t/（km2·a），土壤主要為褐土。本區屬于北溫帶半干旱季風大陸性氣候，年均氣溫7.2℃，多年平均降水量530mm，汛期降雨多以大雨、暴雨出現。該小流域四面環山，海拔高程274～566m，所屬地貌類型為石質低山丘陵區。

2 小流域治理前現狀及問題分析

老二色小流域所在阜蒙縣水土流失面積占總面積92.4%，是遼寧省面積最大的縣［8］，相繼被列為黑土區水土流失綜合防治試點項目區、東北黑土區水土流失綜合防治一期工程項目區［9］，老二色小流域水土保持工程是國家擴大內需重點治理項目。為獲得流域實效而準確的信息，治理前進行了流域自然條件、社會經濟條件、水土流失現狀等方面的典型調查實測，并對存在問題進行分析。

2.1 治理前現狀

老二色小流域多年平均降水量530mm，汛期降雨（6－9月）約占全年總量75%以上。坡地占總面積的81.8%，溝壑占總面積的14.15%，坡度范圍在3°～25°，坡地由耕地、荒地、林地及裸巖組成，耕地占51.4%，荒地13.8%，林地30.5%，裸巖4.3%。主要土壤為褐土和棕壤，土質地均為中壤土，褐土面積達85%，流域土壤理化性質見表1。流域內主要植被為楊樹、松樹和荒山荒坡中的天然野生草，森林覆蓋率為7.9%。流域內產業結構以農業生產為主，土地利用狀況是農業用地占46%，林業用地24.9%，荒山荒坡11.3%，其它用地0.2%，未利用土地17.7%。水土流失面積占流域總面積的56%，主要土壤侵蝕類型為輕度侵蝕、中度侵蝕、強度侵蝕和極強度侵蝕，可利用土地較少，目前為貧困山區。

表1 土壤理化性質

2.2 問題分析

由調查結果分析老二色小流域存在的主要問題是：根據土壤的理化性質及國家土地等級評定統一標準（5級），小流域土地等級均為“中下”和“瘠薄”級。流域內土壤多為褐土和棕壤土，土層較薄，質地黏重，容水量小，抗蝕性能弱。林草植被覆蓋面積小，坡耕地較多，降雨季節不均，汛期降雨沖刷力強，導致坡面侵蝕嚴重，肥沃土壤流失，泥沙淤積河道，水土流失嚴重，水旱風沙災害頻繁發生。流域土地利用不合理，陡坡開荒，坡耕地比例大，林地面積較少，廣種薄收，耕作措施不當，土地生產力降低，導致貧困加劇。

針對老二色小流域生態環境條件、水土流失狀況、土地利用結構等方面存在的問題，結合國內外流域治理的經驗，應進行流域斑塊的劃分，因地制宜地合理利用土地，因害設防地綜合配置防治措施［10］，堅持“坡面治理為主，溝道防護為輔，自然修復為主，人工維護為輔”的治理原則。踐行阜新市“以水土保持為中心，以造林種草為重點，實行工程措施與生物措施相結合，山、水、林、田、路綜合治理”的方針。

3 老二色小流域綜合治理模式

依據水土保持措施布局和不同區域類型的特點將小流域劃分為生態型、經濟型和綜合型三大治理模式，建立了城郊水土保持開發治理模式，生態環保和經濟致富型的水土流失治理模式，防蝕固沙兼高效生態經濟功能的復合生態系統綜合治理模式［11］。東北黑土區流域治理主要是坡耕地治理和侵蝕溝治理，并劃分水土保持類型區，確立治理開發模式，形成適合區域的水土流失綜合治理體系［12］。遼寧省依據流域特點和治理經驗，總結出小流域治理的三大模式［13］：遼東低山丘陵區的“農、果、蠶、柴、林區”鑲嵌配套治理模式；流域開發治理與經濟發展相結合的治理模式；朝陽地區的“林、果、牧、田、壩”綜合配置的金字塔治理模式。

小流域治理模式因自然、社會、經濟條件的差異呈現不同。阜新市黑土區在措施布局上從坡耕地、荒坡治理、林業生態脆弱區、溝道治理等方面分類治理［9］。結合黑土區小流域綜合治理體系，根據老二色小流域的地形坡度和溝道侵蝕的特點，探究出不同坡度和典型溝道的水土保持治理模式：生物措施治理、工程措施治理和生物工程措施配套治理。體現出流域治理“工程與生物措施相結合，封、育、造、建相結合，山、水、田、路、林相結合，合理配置，發揮群體防護作用，保護和合理利用水土資源”的治理理念［14］。

3.1 生物措施治理模式

阜新黑土區的適生樹種：陰坡適合楊樹、榆樹、油松、樟子松等，陽坡適合大棗、山杏、沙棘等，刺槐、紫穗槐最適生［8］。老二色小流域林草覆蓋率低，坡耕地多，水土流失嚴重，地形區域坡度劃分為：＜3°，3°～15°，＞15°，主要是對坡面不同坡度進行林草植被的配置。

3.1.1 坡度大于15° 在各支流的漫川漫崗區，對15°以上坡耕地通過坡面工程整地后退耕還林［15］。對坡度陡，難治理區域以生態效益為主，恢復初期植被，采取徹底封山禁牧［9］。老二色小流域降水稀少，面蝕嚴重，在＞15°的陡峻荒山采取植被自然恢復和人工促進植被修復措施，實行退耕還林還草，人工補植水保灌木林，主要樹種是檸條、油松、胡枝子等，撒播天然野生草籽或優質牧草，有效攔蓄坡面雨水，進行封禁治理，促進植被自然更新。

3.1.2 坡度3°～15° 東北黑土區選取部分坡度3°～5°，在土層較薄，一般厚度30～35cm的坡耕地修筑地埂植物帶［16］，配置植物防沖帶，減少肥沃土壤的流失。老二色小流域地埂植物選取油松、樟子松、沙棘等抗風力強、耐瘠薄抗旱樹種。為獲取一定的經濟效益，在梯田坎坡面上部的水平溝內栽植檸條、紫穗槐等薪炭林，也可以適當選種果樹，杏樹等經果林。

3.1.3 坡度＜3° 東北典型黑土區5°以下的坡耕地采用保土耕作措施防治水土流失［12］。如坡度＜3°，水土流失較輕，設置農田防護林［8］。對老二色小流域坡度3°以下的坡耕地，可采用等高耕作種植作物或蔬菜，開溝阻止徑流，增加徑流入滲，改善土壤墑情，促進作物生長與增產。在地勢條件不好的農田邊緣栽植防護林帶，形成農田防護林。

3.2 工程措施治理模式

選取流域內具有代表性的溝道進行工程措施的合理配置，達到溝頭、溝底、溝坡兼治的目標［13］。由于東北黑土區降水量比較集中，溝蝕比較嚴重，為控制溝底下切，溝岸擴張，穩定溝坡，根據當地降雨量、集水面積和地形狀況，修建溝頭防護工程、土谷坊、石谷坊等工程［17］。鑒于老二色小流域降雨、地形條件，可以攔蓄溝頭10a一遇6h最大暴雨（102.84mm）為設計標準［18］，修筑溝頭防護工程，斷面設計見表2。谷坊的防洪標準，按5～10a一遇3～6h最大暴雨設計，間距按下一道谷坊的頂部大致與上一道谷坊的底部等高為準［19］。根據流域內侵蝕溝的特點及修建谷坊的經驗，對基本農田構成威脅的溝道修建石谷坊，采用10a一遇6h最大暴雨（102.84mm）為設計標準，谷坊斷面設計見表3。

表2 溝頭防護工程斷面規格

表3 石谷坊工程斷面尺寸

3.3 生物工程綜合治理模式

在老二色小流域造林條件較好，坡度＜15°林地與耕地接壤處挖截水溝，按照10a一遇6h最大降雨量為標準設計，溝埂上栽植牧草或紫穗槐，就地攔蓄坡面徑流、泥沙，保護農耕地。在流域平緩的溝道底部，栽植耐水濕、萌生力強的楊樹或柳樹，固持土壤，減緩溝底下切。在立地條件較好，對土層較厚（大于60cm）、坡度適宜（5°～15°）、坡面完整的坡耕地修建水平梯田或栽植地埂植物帶［9］。對5°～15°土層厚的地塊一次性修建水平梯田，選取5°、8°、12°、15°分別進行梯田要素的設計（表4），可在梯埂上、梯坎上覆蓋百喜草，作為發展養牛養羊和食用菌的材料。3°～5°的坡耕地可以改垅修地埂，配置生物防沖帶，截短坡長。項目區小流域的作業道路主要布設在新增坡改梯、經果林等地塊中，以人行道為主，寬度控制在2m以內［20］。老二色小流域使用74W推土機推土后，為方便機動車通行，設置5m寬作業路，并在項目治理區每隔一定距離標注水土保持宣傳牌。

4 結果與分析

4.1 治理成果

老二色小流域已治理水土流失面積300hm2，靜態總投資51.19萬元。其中工程措施費10.78萬元，主要修筑梯田工程15hm2，封禁治理120hm2；林草措施費37.82萬元，其中水土保持造林工程13.78萬元，包括水保林整地40hm2，栽植水保林40hm2，栽、種植（覆土）125hm2；施工土方量51.19m3，主要材料6.67萬株樹苗，種草籽5t。根據調查結果顯示，老二色小流域有效治理水土流失，土壤侵蝕由強度侵蝕變為中度、輕度和無侵蝕狀態，土地利用結構發生明顯改觀，以平地、林地和坡耕地為主，治理后現狀見表5。

表4 水平梯田設計要素值

表5 老二色小流域治理現狀

4.2 效益分析

《水土保持綜合治理效益計算方法》（GB/T 15774－1995）標準規定的水土保持綜合治理效益中包括基礎效益（保水、保土）、經濟效益、社會效益和生態效益4類［21－22］。一般生態效益、經濟效益、社會效益分別為第一、第二、第三評選項進行對比分析［23］。結合相關文獻，使用權重分析法進行效益評價［24－25］，其中經濟效益權重（015）、生態效益權重（013）、社會效益權重（012），建立評價指標體系［21］，該體系包括經濟、生態、社會效益3大類18個亞類，詳細分類見表6。

計算流域治理的各項效益，合理利用效益參數指標，確定各項措施的有效數量和增產生效時間。老二色小流域屬于東北地區，各項水土保持措施的增產生效時間為：梯田3a，水保（混交）4a，經濟林4～6a，種草1～3a，橫坡壟作2a，塘壩2a，截流溝1a，魚鱗坑1a［26］。針對2009－2011年水土保持某項措施生效時，據當地調查初步分析，通過對各項新增措施的蓄水保土效益進行估算，到治理期末，該流域的蓄水保土效率明顯改觀，生態環境發展趨勢良好，流域治理后的農作物和經果林經濟產出效益顯著，提高了當地居民的生活水平。栽植林木成活率高，梯田工程、截水溝和谷坊工程的綜合配置，有效減少坡面水土流失量。通過開發荒山、荒溝，土地資源優勢轉化為經濟優勢，農林牧用地比例趨于合理，提高了生態環境質量，促進了當地經濟發展。

表6 效益評價指標體系

5 結論與討論

老二色小流域是東北黑土區國家擴大內需重點治理項目，在自然條件和開發前景方面具有典型性，其治理模式可以推廣到遼西北黑土區的小流域治理。經過2a的綜合治理，取得了顯著的治理成果。

5.1 結 論

（1）分析了老二色小流域治理存在的問題，結合黑土區不同區域的流域治理經驗，老二色小流域實行“生物措施治理、工程措施治理、生物工程措施治理相結合”的模式，對不同坡度采取坡改梯，封禁治理和林帶防護措施，對典型溝道修建防護工程，輔助設計作業路和宣傳牌，合理配置水土保持措施。

（2）老二色小流域治理取得了顯著的水土保持效益，調整了土地利用結構，增加了植被覆蓋率，降低了土壤侵蝕程度，提高了土地生產力，促進了經濟發展，改變了貧困落后的面貌。

5.2 討 論

本文突破了以往的水土保持三大措施綜合配置的研究思路，探索出了黑土區小流域可持續經營道路，取得了良好的治理成效，但有待進一步的使用水土保持科技監測技術，在各項治理措施全部生效年進行水土保持效益定量分析。

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Exploration on the Practice of Comprehensive Management for Small Watershed in Black Soil Region of the Northeast－Taking Laoerse Small Watershed as an Example

LIANG Shu－juan1，ZHAO Fa－ling2
（1.Key Lab of Soil and Water Conservation and Desertification Combating，Ministry of Education，College of Soil and Water Conservation，Beijing Forestry University，Beijing100083，China；2.Guoyuan Mining Development Company in Erdos City of Inner Mongolia，Erdos，Inner Mongolia010300，China）

Comprehensive management model and system for small watershed have been becoming perfect in the regions of Loess Plateau，the earth and rock mountainous of southwest and the black soil of northeast.To realize sustainable development of watershed management，it is combined with the experience of watershed management in the black soil region，and the problems existing in the management are analyzed.As Laoerse small watershed is selected as the key management project to expand domestic demand for country，it is taken as the typical case to explore sustainable management way of the watershed.The field investigation has been undertaken in the small watershed.With regard to the existing problems，the principles of slope erosion control，gully protection，natural rehabilitation and artificial maintenance were implemented，models of biological，engineering and biological－engineering comprehensive measures for different slope and typical gullies were adopted.The results showed that the ecological fragility and poverty had been improved，significant ecological，economic and social benefits had been obtained.

black soil region of northeast；Laoerse small watershed；comprehensive management model

S157

A

1005－3409（2011）06－0162－05

2011－06－22

2011－07－18

梁淑娟（1985－），女，陜西延安人，碩士研究生，研究方向：水土保持。E－mail：liangshujuan0727＠126.com