黑土區坡耕地土壤侵蝕及其防治措施

李合昌 季曉慧 史紹林 崔 琳*

（1鶴崗市十里河林場 黑龍江 鶴崗 154100；2黑龍江省林業科學院齊齊哈爾分院 黑龍江 齊齊哈爾 161052）

黑土主要是以第四季的粘質洪積物或冰水沉積物、坡積物為母質發育形成的土壤，具有強烈脹縮和擾動特性，有機物質平均含量在3%～10%，是適宜農作物生長的一種特殊土壤[1]。我國黑土區指的就是東北黑土區，主要分布于黑、吉、遼和內蒙境內，不僅是支撐東北地區現代農業可持續發展的重要保障，更是維護我國糧食安全的“壓艙石”[2]。然而在大規模高強度的開墾和自然因素等共同影響下，黑土區土壤逐漸出現了土層變薄、土壤板結、水土流失、土壤質量下降等一系列問題。其中，坡耕地水土流失面積占黑土區水土流失總面積的46.39%，是水土流失的主要策源地，制約著東北地區農業生產的穩定持續發展[3]。

為此，本文基于黑土區坡耕地土壤侵蝕的研究進展，對黑土區坡耕地土壤侵蝕的類型、防治措施進行了簡要論述和總結，并對今后土壤侵蝕的治理模式進行了展望，提出合理的人工復合經營模式具有生態經濟的雙重優越性，以期為黑土區坡耕地綜合治理布局提供幫助。

1 黑土區坡耕地土壤侵蝕類型

1.1 水力侵蝕。水力侵蝕是黑土區坡耕地侵蝕面積最大和強度最大的侵蝕方式，侵蝕形式主要包含濺蝕、面蝕和溝蝕。雨滴擊濺是坡面水力侵蝕的最初階段，也為面蝕和溝蝕提供了條件，而面蝕與溝蝕是通過水力侵蝕破壞土壤資源，造成土地退化的主要發生方式[4]。黑土區坡耕地的坡面多為長緩坡，坡度多為1°～15°，長度可達上千米，這樣的特殊地形導致匯流面積較大，為降雨提供了更好的下墊面，導致土壤侵蝕更為嚴重。研究表明，水力侵蝕是造成土壤氮素損失的主要原因，同時也造成了土壤有機碳的運移，破壞土壤結構，長期的土壤侵蝕會導致黑土區坡耕地土壤的退化[5]。

1.2 風力侵蝕。風力侵蝕作用下，土壤及其松散母質被剝蝕、搬運、沉積、磨蝕，造成土壤耕作層中的細土、養分損失，土地生產力下降，種子裸露、幼苗受到機械損害等危害[6]。研究表明，典型黑土區土壤風蝕環境在整個東北地區屬于中等水平[7]，但伴隨著東北地區未來氣候變化趨勢向暖干化發展，黑土風蝕區面積逐年加大。

1.3 凍融侵蝕。凍融侵蝕是指在高寒地區由于溫度變化使得土體膨脹收縮而導致土壤侵蝕過程改變和水土流失程度增加，其對水土流失的主要作用是改變土壤性質和阻滯入滲，對土壤發生位移所致水土流失量影響較小。由于黑土區土壤質地黏重、氣候低溫濕潤、冬季積雪深厚，使得黑土區坡耕地春季受融雪徑流影響較重。凍融侵蝕重疊于水力侵蝕過程中，前者間接加劇水土流失，后者又會影響凍融作用的程度。劉佳[8]等人的研究發現，黑土坡面侵蝕強度受解凍深度等因子影響，通過室內模擬發現，凍結狀態下細溝水流速度高于解凍狀態，凍融循環致使徑流含沙量增大[9]。

2 土壤侵蝕的防治措施

在黑土區坡耕地，土壤侵蝕的防治措施可分為工程措施、林草措施和耕作措施3大類。

2.1 工程措施。黑土區坡耕地的工程措施主要包括坡面治理工程措施及溝道治理措施。坡面治理是依據區域的地形地貌通過改變微地形，如水平溝、魚鱗坑、截流溝等工程，就地攔截坡面徑流，削弱徑流沖擊力，攔蓄雨水為植被增加土壤水分。溝道治理則是在侵蝕溝內布置治理工程，如在溝頭設置圍埂、跌水、陡坡等防護措施穩固溝頭，消能后引水入溝；在溝道設置谷坊、小丁壩、淤地壩等措施攔截泥沙、減緩水流，防止溝床下切、溝岸擴張[10]。

2.2 林草措施。坡面水土流失治理中，通過種植林草增加植被覆蓋，進而起到攔蓄徑流、固定土壤、控制土壤侵蝕的作用。許靜[11]等人對振祥小流域的治理采取了林草措施，針對坡緩地大的宜林荒坡營造灌木水流調節林帶，針對宜林宜牧荒地實施封禁自然修復，針對陡坡耕種地，實行退耕還林種植抗逆性強樹種。上述林草措施均取得了顯著的效果。

2.3 耕作措施。黑土區防治坡耕地土壤侵蝕的耕作措施主要可分為兩類，一類是改變微地形的耕作措施，如水平溝種植、溝壟種植等，可以減少徑流對坡耕地土壤沖刷，削弱水力侵蝕強度；另外一類是改善土壤結構、改良土壤的耕作措施，如少耕、免耕、秸稈還田和輪作、間作、套種及混播等栽培技術，可以減少坡面土壤擾動，改良土壤理化性質。

3 坡耕地人工植被復合經營模式

坡耕地水土流失治理過程中，如果片面注重植被的生態作用，不能兼顧生態、社會和經濟效益的統一，就不容易被群眾認可。人工植被復合經營模式是具有生態效益和經濟效益雙重優勢的一種經營模式，其功能的優劣取決于系統結構的合理性，最終目的是在生產和生態兩者間取得平衡，實現共贏。

3.1 嫁接紅松(Pinus koraiensisSieb.et Zucc.)、平榛(Corylus heterophyllaFisch)壕式造林復合模式。該模式可用于黑土地區坡度較大的坡耕地上，在陡坡上沿山體等高線環山掘壕，在壕內混栽嫁接紅松及平榛，采用喬灌結合的水土保持人工植被復合經營模式。壕內可集水匯水，既保證植物生長所需水分，又可減少水土流失；平榛根系發達，可疏松土壤，增加土壤抗蝕性；嫁接的紅松與平榛進入產果期可產生較高的經濟效益，是生態效益和經濟效益并重的復合模式。

3.2 地埂小葉錦雞兒(Caragana microphyllaLam)防護復合模式。該模式是在坡耕地每隔一定距離橫坡修建地埂，土埂上栽植當地適生的灌木樹種，如小葉錦雞兒、沙棘(Hippophae rhamnoidesLinn.)、胡枝子(Lespedeza bicolorTurcz.)、紫穗槐(Amorpha fruticosaLinn.)等，與農田構成一個完整的坡耕地人工植被復合系統。栽植的灌木根系可以穩定田埂，減少坡地的地表徑流，防止水土流失，如選擇經濟類灌木還可以提高經濟效益。

3.3 等高植物籬與作物復合模式。該模式是在坡耕地等高種植作物同時，每隔一定距離等高窄帶狀密植灌木、草本植物或者灌木化喬木，形成高密度植物籬笆墻。植物籬通過其根冠效應和籬笆效應來固定土壤、阻滯坡面徑流、減少水土流失，改善土壤理化性質，提高生物量，進而提高農作物產量。植物籬與之前的地埂相比，可免去土埂工序，占地面積小，節約成本。植物籬品種可以選芨芨草(Achnatherum splendens)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等草本植物，也可以選擇紫穗槐、刺五加(Acanthopanax senticosus)等木本植物。植物籬形成的“生物壩”在控制水土流失的同時，還可以做飼料、肥料、燃料，自身產生一定的經濟效益。

4 結語

黑土地富含有機質，是“耕地中的大熊貓”，為滿足國家糧食安全需要，黑土地被長期高強度利用，導致黑土地耕層變薄、土壤微生物活性降低、有機質下降、土壤養分出現失衡，如果侵蝕加劇、水土流失現象沒有得到根本扭轉，黑土地將面臨保障糧食豐產與農業可持續發展的雙重挑戰。防治土壤侵蝕是黑土資源保護的重點，坡耕地土壤侵蝕防治更是重中之重，坡耕地人工植被復合經營模式對防治水土流失具有效果明顯、效益顯著的特點，其多元化生產，可在取得良好生態效益的前提下，獲得高產量及額外的多樣化產品，是解決水土流失和貧困落后兩大難題的有效途徑。

坡耕地人工植被復合經營模式在實踐應用過程中，要從短期效益和長期效益、經濟效益和生態效益各方面綜合考慮，遵循因地制宜、適地適樹的原則，所選取的草本植物、木本植物及農作物種類需要合理搭配，使得整個復合經營系統結構不斷優化，以實現增產增收的目的。