漫川漫崗黑土區水土保持“三道防線”模式建設研究

呂志學等

摘要結合“國家農業綜合開發東北黑土區水土流失重點治理工程”建設，探索漫川漫崗黑土區水土保持“三道防線”治理模式的可行性。第一道防線是在坡頂崗脊栽樹戴帽，開挖截流溝，涵養水源，控制坡水下山；第二道防線是坡耕地等高種植，修梯田，種植植物防沖帶，達到攔截徑流、蓄水保墑的目的；第三道防線是溝壑中修跌水、谷坊，栽植喬灌木，以便攔泥蓄水，控制溝壑發展。采用小區及實測對比的方法，分析模式效益。結果表明，選擇拜泉縣永安小流域進行水土保持 “三道防線”典型模式建設，流域保水率和保土率分別達78.36%和95.73%，實施治理坡耕地平均每年產糧191萬kg，比當地平均水平提高10.38%，取得了較好的治理效果。可見，“三道防線”是漫川漫崗黑土區有效的水土保持治理模式。

關鍵詞漫川漫崗黑土區；水土保持；三道防線；模式

中圖分類號S157文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）29-260-03

前蘇聯與美國地廣人稀，水土流失主要發生在坡耕地上，且水蝕輕微，只在沿河流兩旁偶爾見到一些侵蝕溝，但風蝕十分嚴重。如1928年黑風暴幾乎席卷了前蘇聯的整個烏克蘭地區，耕作層毀壞了5～12 cm；在美國，1934年一次“黑風暴”帶走了3億t肥沃表土，當年小麥減產51億kg，并持續了10年之久。因此，前蘇聯和美國注重坡耕地土壤侵蝕的防治，主要圍繞營造防護林、合理規劃土地和建立科學的土壤耕作制度等方面進行研究。我國人口眾多，地貌類型多樣，各地相繼探索了適合當地的水土流失治理模式。如山西省晉中地區將傳統的耕作技術和現代科學技術相結合創造的蓄水覆蓋豐產溝模式，四川中部山地丘陵區的坡耕地紫色土改良模式，山東省以“三合一”水平梯田為主的坡改梯模式，以及北京市的“以水源保護為中心，構筑‘生態修復、生態治理、生態保護三道防線，建設生態清潔小流域”的治理思路。總之，從國外相關研究來看，結合該國實際情況，注重耕作技術與農田防護林的結合是其研究主攻方向；從國內研究來看，因地制宜，對當地水土流失進行綜合治理是今后的發展趨勢。筆者為了探索漫川漫崗黑土區水土流失的有效治理途徑，結合國家水土流失重點治理工程建設，提出水土保持“三道防線”治理模式，并分析其生態、經濟和社會效益，以促進黑土區的持續利用。

1研究區概況

拜泉縣群勝溝項目區的永安小流域是農發水保2008年實施的項目，流域位于拜泉縣上升鄉、興國鄉境內，屬烏裕爾河流域，流域地處126°07′11″～126°11′24″ E，47°34′52″～47°38′10″ N，總面積為15.57 km2，流域地形呈緩崗階地，地勢東高西低，流域形狀近似橢圓形。最高點高程305 m，最低點高程240 m，相對高差65 m，流域地面組成物質為黃土狀亞粘土，耕作土壤主要為黑土。

耕地坡度為0～1.5°、1.5～30°、3.0～5.0°、5.0～8.0°的面積分別為157.63、34485、70340、55.12 hm2，總面積1 261.00 hm2。

2“三道防線”模式建設方法

“三道防線”的第一道防線是指在坡頂崗脊栽樹戴帽，開挖截流溝，涵養水源，控制坡水下山；第二道防線是坡耕地等高種植，修梯田，種植植物防沖帶，達到攔截徑流、蓄水保墑的目的；第三道防線是溝壑中修跌水、谷坊，栽植喬灌木，以便攔泥蓄水、控制溝壑發展。

2.1第一道防線

永安小流域第一道防線的截水溝布設在耕地與荒地或疏林地的接壤處，根據來水量的大小，一般設計成蓄排結合型和蓄水型2種。考慮降雨、施工實際情況，該流域設計時采用蓄水型設計，施工全部采用蓄排結合型進行施工，以保證工程安全。截水溝采用10年一遇24 h最大降雨量進行設計，斷面采取梯形斷面，溝內采用竹節壕式，溝長4.0 m，間隔0.8 m，設計截水溝底寬b=1.0 m，邊坡比m=1，深0.7 m（有效蓄水深h0=0.5 m，蓄水超高0.2 m），全流域共實施截水溝5.64 km。

截水溝修筑時溝底應取1%比降，以排除超標準降雨，溝底或溝埂薄弱環節處應加固處理，出口銜接處鋪草皮砌護防沖。同時，埂坎要植灌防護，暴雨過后要及時清淤，保證截水溝持久發揮作用。

2.2第二道防線第二道防線包括改壟、地埂植物帶和水平梯田，這是坡耕地治理的主要措施，也是控制坡面來水的根本措施。

2.2.1水平梯田。對于黑土層厚度大于30 cm、坡度5～8°的坡耕地修筑水平梯田。水平梯田是治理坡耕地水土流失的重要措施，是改善農業生產條件、發展集約高效農業的主要途徑，通過坡耕地人機修整田面，建成水平式臺階田塊，達到切斷徑流、蓄水保土保肥的目的。結合實際施工情況

等，不同坡度水平梯田參數見表1，斷面設計見圖1。梯田各

水平梯田一般采用人機結合方法進行修筑，在施工過程中注意以下幾個方面：一是盡量將表層黑土清理干凈，堆放在欲修埂線的上下方各1.5 m寬處；二是在整平時要沿著壟向方向形成1‰～3‰的比降，以利于排除超滲產流，確保田埂不被沖毀；三是表土還原盡量均勻；四是埂坎修筑后要進行灌木固埂。

2.2.2地梗植物帶。對于黑土層厚度小于30 cm、坡度3～5°的坡耕地修筑地埂植物帶。埂帶間距與坡度密切相關，一般隨坡度的增大，間距相應減少。在考慮坡度組成的同時，按農業機耕播幅倍數、壟寬，并考慮今后發展梯田不矛盾等原則進行布設。土埂規格參照坡式梯田埂坎設計，即上寬b=0.4 m，下寬a=1.48 m，埂高h=0.55 m，埂的側坡比為1∶1。

按10年一遇24 h最大降雨量設計，壟距按0.7 m計算。考慮機械作業問題，結合生產實踐，在計算埂間距的基礎上，給出了建議采用的埂間距，不同坡度地埂各參數見表2。地埂植物帶修筑采用人機結合，修筑時注意以下幾個方面：一是表土剝離寬度包括埂寬2.1 m和埂上取土寬0.9 m，剝離的表土要集中堆置在埂坎下方待用；二是筑埂時，如遇到水線或洼兜時，埂要適當加高，踩拍實成，防止沖出缺口，打成大溝；三是表土要均勻分布在埂坎表面及埂下取土區，恢復原有的土地功能；四是要進行植物固埂。

2.2.3改壟。坡度1～3°的坡耕地采用橫坡耕作技術，即橫過斜坡按照等高線的方向進行耕作，不僅能改善土壤物理性狀，還能攔蓄大量地表徑流，增加土壤的蓄水量和控制水土流失，提高農作物產量。

橫坡壟作采用機械施工，改壟時要注意以下幾個方面：一是看坡定壟距，坡度大的壟距要寬，坡度小的壟距適當縮小，一般壟距為0.66～0.72 m；二是凡土質粘重、透水性差的坡耕地，壟底比降為3‰～5‰，反之，壟底比降為2‰～3‰；三是拐慢彎，本著大彎就勢、小彎取直的原則，不拐陡彎，避免水流匯集于拐彎處，沖毀壟臺；四是改壟耕作之前，應根據地形與坡度的大小來確定改壟之后道路排水溝的正確位置，以免引起新的水土流失；五是改壟后的坡耕地，在前2～3年內應當種植密生植物，最好在秋季作物收割后改壟，結合秋季整地進行。流域內共實施水平梯田46.16 hm2，地埂植物帶65.86 hm2，改壟492.96 hm2。

2.3第三道防線第三道防線即是侵蝕溝的治理，治理侵蝕溝既是對已破壞生態系統的自我修復，又是為前兩道防線“余水”理順水路。設計實施時本著“疏”而不是“堵”的原則進行各項措施的布設。該流域作為典型的漫川漫崗區，其土層厚度一般較厚，形成侵蝕溝本身的溝底及溝邊一般仍是土質，植物成活率較高。同時，該區還有豐富的喬灌木資源，該區侵蝕溝治理應充分發揮喬灌木優勢。根據流域內侵蝕溝的特點，從溝頭到溝尾、從溝坡到溝底分別布設溝頭防護工程、削坡造林工程和溝底谷坊柳編跌水工程。該流域共完成削坡造林22.54 hm2，柳編跌水23座（圖2），植物谷坊74座。“三道防線”都十分注重將“攔、蓄、排”相結合，并做到道道銜接，標本兼治，實現了水土流失層層控制，作物穩產高產的目標。

3“三道防線”模式效益分析

主要采取歷史觀測資料、現有小區觀測資料和實地測產資料相結合的方法，進行模式效益分析。拜泉縣永安小流域基礎效益分析主要利用歷史研究資料和黑龍江省水土保持科學研究院克山試驗站2012～2013年的觀測資料，按流域內坡耕地各項措施實施面積比例進行加權計算，典型模式的增產效益均以實測對比結果為準進行加權計算。

3.1生態效益永安小流域通過坡耕地綜合治理，形成了上、中、下相結合的水土保持防護體系，林草覆被率提高到12.88%，地面小氣候明顯改善，各項水保措施可攔蓄徑流總量23.70萬m3/a，攔蓄泥沙總量1.46萬t/a，保水率和保土率分別達78.36%和95.73%，水土流失大為減輕。隨著水土保持措施效益的充分發揮，坡耕地土壤侵蝕將被有效控制，

基本農田面積逐年擴大，生態環境明顯改善，抵抗自然災害能力顯著增強，必將有力促進流域經濟持續健康發展。

3.2經濟效益

經計算，永安小流域實施治理坡耕地平均每年產糧191萬kg，比當地平均水平提高10.38%，年均增產18.36萬kg，增加收入54.11萬元。按總農業人口計算，平均每人增收223元，比當地平均水平提高7.96%，這些都不包含新增枝條及林木收益。

3.3社會效益

“三道防線”模式以坡耕地綜合治理為基礎，立足流域珍貴的耕地資源，實現耕地利用與保護相結合，達到保持水土，提高土地生產力，引導群眾脫貧致富的目的。經過水土保持綜合治理，提高了土地生產率和勞動生產率，農民能投入更多的人力、物力和財力到農副產品加工業、養殖業、運輸業及其他產業，生活質量將明顯提高。隨著土地利用結構與農村生產結構的進一步調整，資源環境與經濟發展步入良性循環軌道，提高了環境質量，改善了農村社會風尚，加快了全面建設小康社會的步伐。

4結論

漫川漫崗黑土區是我國重要的商品糧基地，但坡耕地較多，侵蝕嚴重。結合“國家農業綜合開發東北黑土區水土流失重點治理工程”，選擇拜泉縣永安小流域進行水土保持 “三道防線”典型模式建設，采取歷史觀測研究資料、現有小區觀測資料和實地測產資料相結合方法進行效益分析。結果表明， “三道防線”是漫川漫崗黑土區有效的水土保持治理模式。

參考文獻

[1]

黨安榮，李永浮，沈濤，等.北京山區水土保持三道防線劃分的技術方法研究[J].北京水務，2009（A02）：63-67.

[2] 李玉斌，張久志，王東浩，等.截水溝工程設計與效益[J].農業與技術，2007，27（4）：106.

[3] 陳桂波，劉艷軍.淺談水平梯田在不土保持中的作用[J].吉林水利，2001（9）：22.

[4] 于宏濱.淺談朝陽市水平梯田的修筑及其效益[J].農業與技術，2012，31（5）：57-58.

[5] 景國臣，張金福.黑土區地埂設計方法綜述[J].水利天地，2005（9）：40-41.

[6] 孫莉英，鄭明國，方海燕，等.漫川漫崗黑土區水土流失綜合治理范式[J].中國水土保持科學，2012（3）：43-49.