東北黑土區生產建設項目水土保持植物措施配置研究

孫中峰，史彥林，嚴爾梅 ，賈洪紀，楊文姬

[1.水利部沙棘開發管理中心(水利部水土保持植物開發管理中心)，北京 100038；2.黑龍江省水利科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150080; 3.山合林(北京)水土保持技術公司，北京 100038]

黑土因其有機質含量高、土壤肥沃、土質疏松、適于農耕等特點聞名于世。我國東北黑土區是世界上僅有的三大黑土區之一，其糧食產量占全國糧食總產量的1/4，占全國調出糧食總量的1/3，是我國重要的商品糧基地和全國商品糧生產的“穩壓器”[1]。黑土由地表植被死亡后經過長時間腐蝕形成腐殖質后演化而成，只有在寒溫帶草原或草甸植被下才能發育。低溫條件使土壤消耗速度減慢，但其形成速度更慢，形成1 cm厚的黑土需要400年左右，我國東北地區當前的黑土層形成時間需要以萬年計算。由于東北黑土區具有坡緩、坡長等地形特點，加上黑土疏松、抗蝕能力弱等特性，以及自然條件與人為因素的共同作用，致使該區水土流失嚴重。據2012年第一次全國水利普查結果，東北黑土區水土流失面積25.3萬km2，占土地總面積的23.21%，多年平均土壤侵蝕模數達3 100～4 800 t/(km2·a)[2]。在東北黑土區戰略糧倉地位不斷增強、耕地面積基數大及糧食生產規模化程度不斷提高的形勢下，減少水土流失是保證東北糧食穩產高產和改善當地生態環境的重要舉措。

近年來，國家扎實推進綜合治理，保護耕地資源，改善了土地質量，提高了土地生產力，水土流失逐漸向好的方面轉變。但是，隨著經濟社會快速發展，生產建設項目造成的人為水土流失現象越來越多，陡坡開墾、亂砍濫伐等破壞生態環境的行為仍然存在。根據中國水土流失與生態安全綜合科學考察成果，人為因素造成的水土流失比自然狀態下高出數十倍甚至上百倍，危害十分嚴重，恢復難度也更大，生產建設項目擾動加劇了人為水土流失的發生及其潛在危害，對區域生態環境治理與監管提出了更高的要求。據黑龍江、吉林、遼寧三省近年來水土保持公報數據統計，2018年和2019年東北三省的生產建設項目擾動面積分別為521.01和768.97 km2(見表1)，如不能得到很好的防治，將會產生大量的水土流失，加劇黑土資源流失，惡化當地生態環境。植物措施在治理水土流失上具有立體多點防侵蝕的特點[3]，同工程措施與耕作措施相比，地表擾動較小，對防治人為水土流失具有顯著作用。因此，根據東北黑土區生產建設項目植物措施實踐，總結出適應東北黑土區不同立地類型的植物措施配置技術，從植物品種選取、配置模式和栽植技術等方面進行設計，為東北黑土區生產建設項目植物措施建設提供借鑒，具有重要意義。

表1 東北三省2018年和2019年生產建設項目擾動面積

1 水土保持植物措施實施情況及分類

1.1 水土保持植物措施實施情況

在多年的黑土區水土流失治理工作中，總結出了不同分區植物措施的適宜品種與配置模式，如漫川漫崗區的崗頂植喬木(松等)、坡面種植物防沖帶(苕條)、溝道植喬木(楊、松等)，丘陵溝壑區頂部植喬木、坡面植喬灌混交林(刺槐、樟子松、紫穗槐等)，水蝕交錯區平地營造防護林帶(楊樹等)、坡地進行灌木混交(刺槐、檸條、紫穗槐、沙棘等)或灌草混交(檸條、苜蓿草、羊草等)，在黑土區治理中取得了很好的效果。由于生產建設項目對水土保持植物措施的需求不僅僅是要達到治理水土流失的目的，還需要水土保持植物措施發揮綠化美化、安全保障、保護生物多樣性、凈化大氣、固碳釋氧等特殊作用，因此在生產建設項目水土保持植物措施品種選擇和措施配置時，根據生產建設項目的特殊需求，積極尋求新的植物品種和措施配置模式非常重要。

1.2 水土保持植物措施分類

生產建設項目種類繁多，據統計，目前的生產建設項目基本可以分為16類[4]，每種生產建設項目對于植物措施的需求也不盡相同。受周邊環境、立地條件和后期管理等因素限制，在選擇生產建設項目水土保持植物措施種類時，物種的適應性、綜合性與抗逆性被認為是應當遵循的首要法則，應因地制宜選擇具備生長迅速、萌芽力強、根系發達、改良土壤等特點的植物。根據多年的實踐，目前生產建設項目水土保持植物措施從周邊環境、立地條件及建設要求的角度可分為生態恢復型、生態功能型和生態美觀型三類。

(1)生態恢復型。生態恢復是指對生產建設項目施工過程中所產生的擾動面進行植被恢復，在地表形成植物群落，減弱降雨侵蝕能量，通過植物對水分的吸收、蒸騰、滯留以及林地的滲透、儲蓄，調節降水、蒸發、徑流和土壤水分，減少侵蝕產沙，同時通過植物根系固定土壤，減少土壤肥力的損失，改善土壤結構，提高土地肥力。生態恢復型植物措施以快速恢復植被為主，根據周邊的環境條件、景觀要求及建設特點，進行植物品種選擇與措施配置。一般可以分為耐旱型、耐水濕型、耐瘠薄型、耐鹽堿型、耐沙化(石漠化)型、抗風型等，主要布設于生產建設項目臨時占地和保護帶等分區內。

(2)生態功能型。根據生產建設項目，尤其是建設生產類項目因生產活動對周邊環境產生的不良影響，進行植物措施布設時，要考慮植物滯塵、吸噪、阻隔輻射等功能，從而實現改善生產條件和周邊生態環境的目的。目前，生態功能型植物措施主要有滯塵型、防輻射型和防噪聲型等幾類，主要布設于生產區、生活區、周邊防護區等區域。

(3)生態美觀型。在生產建設項目的一些重要區域，除水土保持功能外，更主要的目的是改善環境景觀條件，因此需要結合周邊環境合理配置植物，營造出層次豐富、色彩斑斕、環境優美的景觀，以發揮植物措施的景觀效果。主要應用于辦公區、生活區、休閑區等區域。

2 生產建設項目立地條件類型劃分

按照《全國水土保持區劃》一級區劃分成果，東北黑土區為一級分區。在此基礎上，綜合《全國水土保持區劃》二級區和三級區成果、《中國林業發展區劃》等，按照自然環境、工程建設需求、局部微地形等差異情況，進行亞區劃分，共劃分為大興安嶺東北部山地丘陵亞區、小興安嶺及長白山西麓低山丘陵亞區、東部平原亞區和呼倫貝爾丘陵平原亞區4個亞區，每個亞區又可劃分為如表2所示的立地類型。

表2 東北黑土區生產建設項目水土保持植物措施立地類型劃分

3 不同分區水土保持植物措施品種選擇和配置模式

3.1 不同分區植物品種選擇

根據水土保持植物措施立地條件劃分情況，分亞區選取植物品種，針對性布設植物措施，具體見表3。

表3 東北黑土區不同分區植物品種一覽

3.2 植物措施配置模式

3.2.1 平地美化區植物措施配置模式

3.2.1.1 立地條件、營造目的與主要配置模式

立地類型為平地區需綠化美化的區域，主要分布于建設項目的生活區、辦公區及休閑區等；植物措施的營造目的以觀賞性為主，通過合理配置植物，形成樹木蔥郁、花團錦簇、清潔優雅的景觀，使工作人員心情舒暢、緩解工作疲勞、提高勞動生產效率。在此分區內主要采用喬木+灌木+草的園林式配置模式。

3.2.1.2 不同亞區植物措施配置模式及種植方式

(1)大興安嶺東北部山地丘陵亞區。采用興安落葉松+丁香+早熟禾、樟子松+垂枝榆+早熟禾兩種配置模式。喬灌木選擇園林大苗(一級苗)，要求無病蟲害和各類傷，根系發達，喬木應帶土球；草種要求籽粒飽滿。整地方式采用全面整地，覆30～50 cm腐殖質土，并進行施肥和灌溉。喬木株行距5 m×3 m，灌木株行距5 m×2 m，草坪草播種量40～80 kg/hm2。

(2)小興安嶺及長白山西麓低山丘陵亞區。采用云杉+丁香+早熟禾、圓柏+紅瑞木+早熟禾、茶條槭+榆葉梅+早熟禾、紅松+繡線菊+早熟禾四種模式。喬灌木選擇園林大苗(一級苗)，要求無病蟲害和各類傷，根系發達，常綠樹種帶土球；草種要求籽粒飽滿，發芽率大于95%。整地方式采用全面整地，覆30～50 cm腐殖質土，并進行施肥和灌溉。喬灌株行距可依照園林綠化種植標準確定，草坪草播種量40～80 kg/hm2。

(3)東部平原亞區。采用銀中楊+鋪地柏+白三葉、云杉+垂枝榆+早熟禾、遼東櫟+紅瑞木+早熟禾三種模式。喬灌木選擇園林大苗(一級苗)，要求無病蟲害和各類傷，根系發達；草種要求籽粒飽滿、發芽率大于95%。整地方式采用全面整地，覆30～50 cm腐殖質土，并進行施肥和灌溉。喬灌株行距按園林綠化種植標準確定，草坪草播種量40～80 kg/hm2。

(4)呼倫貝爾丘陵平原亞區。采用云杉+垂枝榆+紫羊茅、樟子松+細葉小檗+紫羊茅兩種模式。喬灌木選擇園林大苗(一級苗)，要求無病蟲害和各類傷，根系發達；草種要求籽粒飽滿、發芽率大于95%。整地方式采用全面整地，覆30～50 cm腐殖質土，并進行施肥和灌溉。喬灌株行距按園林綠化種植標準確定，草播種量40～80 kg/hm2。

3.2.2 平地恢復區植物措施配置模式

3.2.2.1 立地條件、營造目的與主要配置模式

立地類型為平地區或緩坡區域內施工臨時占地中需進行植被恢復的區域，主要分布于施工生產生活區、棄渣場、取土場及其他施工臨時占地等區域；植物措施營造的目的是恢復其占地前的土地利用狀態，以當地適生植物為主，選取的植物與周邊環境保持協調一致，通過合理的植物措施保持水土，植物枝葉緩沖降雨對裸露地表的沖擊力，減少地表徑流及其對地面的沖刷，植物根系固定土壤顆粒，減少水土流失。

3.2.2.2 不同亞區植物措施配置模式及種植方式

(1)大興安嶺東北部山地丘陵亞區。采用喬木+灌木+草模式或灌木+草模式，主要模式有興安落葉松純林、蒙古櫟+胡枝子+紫花苜蓿、胡枝子+草木樨。喬灌木苗木選用一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于90%。整地方式平地采用全面整地，邊坡灌木采用水平階或魚鱗坑整地。喬木株行距1.5 m×2.0 m，灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

(2)小興安嶺及長白山西麓低山丘陵亞區。采用喬木+灌木+草、灌木+草或草種混播等模式，主要模式有樟子松+紫穗槐+早熟禾、紫穗槐+野牛草、丁香+紫花苜蓿或紫花苜蓿+草木樨。喬灌木苗木選一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于95%。整地方式平地采用全面整地并施肥，邊坡灌木采用水平階或魚鱗坑整地。喬木株行距1.5 m×2.0 m，灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

(3)東部平原亞區。采用灌木+草或草種混播等模式，主要模式有錦雞兒+羊草、鋪地柏+草木樨、紫花苜蓿+草木樨等。喬灌木苗木選一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于95%。整地方式平地采用全面整地并施肥，邊坡灌木采用水平階或魚鱗坑整地。灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

(4)呼倫貝爾丘陵平原亞區。采用灌木+草或草種混播等模式進行恢復，主要有胡枝子+草木樨、胡枝子+紫花苜蓿、沙棘+草木樨、紫花苜蓿+草木樨和羊草+冰草。喬灌木苗木選一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于90%。整地方式平地采用全面整地，邊坡灌木采用水平階或魚鱗坑整地。灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

3.2.3 平地功能區植物措施配置模式

3.2.3.1 立地條件、營造目的與主要配置模式

立地類型為平地區內對植被有特殊要求的區域，如有降噪、滯塵、防輻射等要求，一般分布在廠區。植物措施營造的目的是利用植物特性在恢復植被的同時達到功能利用的目的。功能區植物選取以當地適生植物為主，通過物種配置起到特殊的防護作用。

3.2.3.2 不同亞區植物措施配置模式及種植方式

(1)大興安嶺東北部山地丘陵亞區。采用喬木+灌木+草、喬木+灌木、喬木純林等模式，主要模式有樟子松+丁香+早熟禾、樟子松+丁香、小葉楊+丁香、樟子松純林、甜楊純林。喬灌木苗木選一級苗，要求無病蟲害和各類傷，根系發達；草種要求籽粒飽滿、發芽率大于95%。整地方式采用全面整地并施肥。喬木株行距2 m×2 m，灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2，喬木純林株行距3 m×3 m。

(2)小興安嶺及長白山西麓低山丘陵亞區。采用喬木+灌木+草、灌木+草、喬木純林等模式，主要模式有樟子松+丁香+白三葉、糖槭+丁香+白三葉、火炬樹+榆葉梅、山皂角+細葉小檗、樟子松純林、側柏純林、色木槭純林、稠李純林、山槐純林。喬灌木苗木選一級苗，帶土球，無病蟲害和各類傷，根系發達；草種要求籽粒飽滿、發芽率大于90%。整地方式采用全面整地并施肥或穴狀整地。喬木株行距2 m×2 m，灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2，喬木純林株行距3 m×3 m。

(3)東部平原亞區。采用喬木+灌木+草、灌木+草、喬木純林等模式，主要模式有銀中楊+丁香+白三葉、樟子松+丁香、小黑楊+榆葉梅、樟子松純林、側柏純林、色木槭純林、火炬樹純林。喬灌木苗木選一級苗，帶土球，無病蟲害和各類傷，根系發達；草種要求籽粒飽滿、發芽率大于95%。整地方式采用全面整地并施肥或穴狀整地。喬木株行距2 m×2 m，灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2，喬木純林株行距3 m×3 m。

(4)呼倫貝爾丘陵平原亞區。采用喬木+灌木+草、灌木+草、喬木純林等模式，主要模式有樟子松+興安柳+早熟禾、白榆+細葉小檗、樟子松純林、側柏純林、山楊純林。喬灌木苗木選一級苗，帶土球，無病蟲害和各類傷，根系發達；草種要求籽粒飽滿、發芽率大于95%。整地方式采用全面整地并施肥或穴狀整地。喬木株行距2 m×2 m，灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2，喬木純林株行距3 m×3 m。

3.2.4 坡地區植物措施配置模式

3.2.4.1 立地條件、營造目的與主要配置模式

坡地是生產建設項目中比較常見的立地類型，分部在道路、棄渣場、取土場及其他施工臨時占地等區域，植物措施營造的目的是通過實施植物措施穩固邊坡、增加坡面粗糙度，減少水流對地面的沖刷和地表徑流。植物選擇以當地適生植物為主，且易于坡面施工，按照土質邊坡和土石混合邊坡提出配置模式。

3.2.4.2 不同分區植物措施配置模式及種植方式

(1)大興安嶺東北部山地丘陵亞區。采用灌木+草、草種混播的模式，土質邊坡采用的模式有沙棘+野牛草、丁香+紫花苜蓿、野牛草+早熟禾+紫花苜蓿+草木樨混播，土石混合邊坡采用的模式有胡枝子+紫花苜蓿、沙棘+野牛草、野牛草+早熟禾混播。灌木苗木選一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于90%。整地方式采用全面整地、水平階整地或魚鱗坑整地。灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

(2)小興安嶺及長白山西麓低山丘陵亞區。采用灌木+草、草種混播的模式，土質邊坡采用的模式有紫穗槐+野牛草、丁香+紫花苜蓿、野牛草+早熟禾+紫花苜蓿+草木樨混播，土石混合邊坡采用的模式有胡枝子+紫花苜蓿、沙棘+野牛草、紫穗槐+草木樨、野牛草+早熟禾+紫花苜蓿+草木樨混播。灌木苗木選一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于90%。整地方式采用全面整地、水平階或魚鱗坑整地。灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

(3)東部平原亞區。采用灌木+草、草種混播的模式，土質邊坡采用的模式有胡枝子+草木樨、紫穗槐+紫花苜蓿、錦雞兒+草木樨、紫花苜蓿+草木樨+早熟禾混播，土石混合邊坡采用的模式有紫花苜蓿+草木樨混播。灌木苗木選一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于90%。整地方式采用全面整地、水平階整地或魚鱗坑整地。灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

(4)呼倫貝爾丘陵平原亞區。采用灌木+草、草種混播的模式，土質邊坡采用的模式為紫花苜蓿+草木樨+冰草+羊草混播，土石混合邊坡采用胡枝子+草木樨、紫花苜蓿+草木樨+冰草+羊草混播等模式。灌木苗木選一級苗，草種要求籽粒飽滿、發芽率大于90%。整地方式采用全面整地、水平階整地或魚鱗坑整地。灌木株行距1 m×1 m，草播種量40～60 kg/hm2。

4 結 語

生產建設項目水土保持植物措施是防治人為水土流失的根本性措施，因地制宜進行植物措施的配置和設計，才能實現水土保持景觀效果與保土功能的和諧統一。這些植物措施的總結與提煉，注重可復制性，可為東北黑土區生產建設項目水土保持植物措施的后續設計和落實打下堅實的基礎。