鶴崗市湯圓小流域治理研究

宋純彥 王全波 肖 洋

(1．黑龍江豐林國家級自然保護區管理局，黑龍江 五營 153033;2．黑龍江大學 農業資源與環境學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

土壤侵蝕作為生態退化的集中反映，是小流域綜合治理中所遇到的最嚴重的問題之一。它使土壤質量下降，黑土區生態變得更加脆弱，從而導致生態環境進一步惡化，最終造成巨大經濟損失。為了改善小流域的生態環境，保護耕地資源，改善農村生產條件，促進農村經濟發展，對小流域進行綜合治理迫在眉睫。小流域的綜合治理對生態環境和社會經濟效益作出了突出的貢獻:一是保護和改善了自然資源條件，提高了資源利用率;二是調整了農業生產結構，促進了農村經濟的全面發展;三是改善了生態環境，促進了經濟的可持續發展［1］。

1 研究區概況

湯圓小流域位于小興安嶺南麓，松花江左岸，蘿北縣境內。屬于中溫帶大陸性季風氣候，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;年均冰雹日數為1．5d，多年平均氣溫2．1℃;多年平均蒸發量為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 調查方法

調查主要是通過查閱歷史文獻及現場測量兩個途徑來完成。從2013年6月開始到12月份對該小流域進行實地測量，數據記錄與分析。歷史文獻選擇當年全小流域侵蝕溝數量、水土流失面積、侵蝕強度、植被狀況、黑土層厚度、氣象等相關指標，結合對歷史見證人(當地70 歲以上老人)詢問調查，通過綜合分析統計確定。調查內容包括:

(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，包括人口數量及其年齡結構、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量，剖析典型侵蝕溝的治理方法及經驗;

(5)水土保持措施的方法和數量，以及產生的效益。

調查具體方法如下:

(1)基礎資料調查。

在當地水務局查閱小流域的土地利用現狀和水土流失狀況資料并探討和了解在該區域已經實施的水土保持措施;補充整理相關資料，邀請當地資深負責人到現場走訪，完善資料;進一步對資料分析整合，對某些侵蝕程度變化較大的區域進行實地勘察與測量。

(2)面蝕程度調查和面蝕強度判定。

坡耕地面蝕程度調查主要以年平均土壤流失量作為判別指標，當實際的土壤流失量在允許土壤流失量范圍之內時，就可以認為沒有面蝕發生。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，今后面蝕發生發展的可能性大小。因此，坡耕地面蝕強度是根據某些影響土壤侵蝕的因子進行判定而得到的。一般情況下是根據坡耕地田面坡度大小，對其發生強度進行判定。常將農耕地上的面蝕強度劃分為5 級，有時也可根據具體要求進行適當增減。農耕地田面坡度與其面蝕強度劃分標準［2］如表1。

(3)侵蝕溝調查。

表1 農耕地田面坡度與其面蝕強度劃分標準

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

表2 溝蝕發生程度及發展強度分級指標表

經實地調查，湯圓小流域水土流失主要發生在坡耕地，主要流失類型為面蝕。溝蝕除了已經形成的穩定溝外，在坡耕地內有很多面蝕已經發展成溝蝕形成了侵蝕溝，并嚴重影響著農業耕作和作物的產量。其中，面蝕面積為2 944．29 hm2，侵蝕溝有43 條。

3 結果和分析

3．1 湯圓小流域土地利用現狀及分析

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

發生在坡耕地水土流失主要以水力侵蝕為主，水土流失表現為溝蝕和面蝕。根據實地調查統計和依據土壤侵蝕分類分級標準［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

經實地調查和測量，湯圓小流域侵蝕溝分布比較密集，耕地內侵蝕溝較多，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準［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田、秸稈還田、施生物菌肥和深松等措施進行坡耕地的面蝕治理。具體方法如下:(1)壟向區田。壟向區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。農作物的秸稈既含有相當數量的作物必需的碳、氮、磷、鉀等營養元素，又具有改善土壤的理化性狀和生物學性狀的功效。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。(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變成作物易吸收的養分，同時隨著微生物的活動使土壤的物理結構也發生了改變。

湯圓小流域內有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生的侵蝕溝。根據侵蝕溝的特點和本區石材較多的優勢，工程措施主要采取削坡、溝頭防護、干砌石谷坊、柳樁編籬谷坊和秸稈填溝措施進行治理。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 結論和討論

根據湯圓小流域的氣候條件、土地利用、人口發展、地質地貌和社會經濟情況將該小流域規劃為坡耕地和侵蝕溝兩類進行分類治理，在原有的治理基礎上，結合現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峻，需要在水土保持實踐中不斷地探索研究，長期定點監測，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。

該流域坡耕地面蝕的治理，可在原有的深松的基礎上，再采取壟向區田、秸稈還田和施生物菌肥的方法相結合，增加坡面蓄水量和下滲時間，通過生物菌改善土壤結構，同時將秸稈以較快速度轉化為作物直接吸收的有機肥，既增加作物產量，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，根據侵蝕溝的類型采取相應的措施。本研究以典型侵蝕溝入手，根據溝的類型、發展狀態，在原有措施基礎上，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、削坡和干砌石谷坊等措施，通過對該流域實地調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據支持和指導作用。

［1］鐘明星，黃正建．談小流域綜合治理與可持續發展［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:中國林業出版社，2000．

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

［4］呂志學． 黑龍江省丘陵漫崗區侵蝕溝分級及防治研究［D］．哈爾濱:東北農業大學學位論文，2005．

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