東北黑土區坡耕地界定及坡度分級探索

［關鍵詞］ 水土流失；坡度分級；界定；坡耕地；東北黑土區

［摘" 要］ 坡耕地是東北黑土區水土流失發生的主要源地，坡耕地治理是保護黑土地、治理水土流失的重中之重。目前東北黑土區坡耕地界定及其坡度分級尚無統一定論，給黑土地研究、保護和治理帶來一定困擾。結合相關標準、文獻和數據資料，對水土流失動態監測成果進一步分析，提出以0.25°作為東北黑土區坡耕地臨界坡度，建立了黑土區≤0.25°、＞0.25°～2°、＞2°～6°、＞6°～15°、＞15°共5級耕地坡度分級標準，建議在黑土地保護相關規劃布局及水土流失精準治理中應用。

［中圖分類號］ S157.1" ［文獻標識碼］ A" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.09.016

［引用格式］ 高燕，謝云，謝凱旋，等.東北黑土區坡耕地界定及坡度分級探索［J］.中國水土保持，2024（9）：46-50.

東北黑土區在我國糧食安全和生態安全方面具有重要地位，但在開發過程中土壤侵蝕和高強度開發利用等導致黑土厚度變薄、土壤沙化、生產力下降，嚴重影響了農業可持續發展。為便于開展水土保持工作，《土壤侵蝕分類分級標準》（SL 190—2007）將5°作為耕地發生輕度以上水力侵蝕的起始坡度，但在東北黑土區，即使坡度＜0.5°的耕地，水土流失亦十分嚴重［1］。《黑土區水土流失綜合防治技術標準》（SL 446—2009）規定，0.25°為耕地發生輕度以上水力侵蝕的起始坡度，坡度＞5°為坡耕地發生劇烈土壤侵蝕的坡度標準。

新中國成立以來，黨中央、國務院高度重視水土保持工作，相關部門實施了一系列水土流失治理工程，取得了顯著的生態、經濟、社會效益。黨的十八大以來的一系列政策規定，尤其是《中華人民共和國黑土地保護法》的施行和中共中央辦公廳、國務院辦公廳《關于加強新時代水土保持工作的意見》的出臺，對黑土地保護提出了更高要求，東北黑土區水土保持工作進入了高質量發展的新階段，水土流失防治需要實施精準化決策與智慧化管理［2］。目前，關于坡耕地界定及坡度分級已有多種方法［3-4］，但針對東北黑土區的相關研究較少，且缺乏統一的劃分方法及標準。鑒于此，本研究以現有標準、文獻等為基礎，結合系統調研和分析，提出適合東北黑土區水土流失特點的坡耕地界定及坡度分級方法，以期為黑土區水土流失治理和黑土資源可持續利用提供科學指導。

1" 東北黑土區坡耕地界定

1.1" 耕地坡度及水土流失情況

本研究區域為《全國水土保持規劃（2015—2030年）》確定的東北黑土區，主要分布在呼倫貝爾草原、大小興安嶺地區、三江平原、松嫩平原、松遼平原部分地區和長白山地區等，總面積108.75萬km2。東北黑土區耕地坡緩而長，匯水面積大，同時黑土質地黏重易產流，土體抗蝕力弱，較易發生水土流失。根據松遼流域2020年水土流失動態監測數據統計結果（基于10 m柵格數據），東北黑土區耕地面積約34萬km2。根據《第二次全國土地調查技術規程》（TD/T 1014—2007）和《第三次全國國土調查技術規程》（TD/T 1055—2019）的坡度標準（見表1）進行東北黑土區耕地面積統計（見表2），結果表明：坡度＞6°的耕地面積占耕地總面積的8.53%，其中坡度＞15°的耕地面積占1.01%；坡度≤6°的耕地面積占耕地總面積的91.47%，其中≤2°的耕地面積比例將近70%。

水力侵蝕采用中國土壤流失方程CSLE計算土壤侵蝕模數，風力侵蝕分別采用耕地、草（灌）地、沙地（漠）風力侵蝕模型計算土壤侵蝕模數［5］。將土壤侵蝕模數達到東北黑土區容許土壤流失量200 t/（km2·a）的區域計為水土流失面積［6］，得到東北黑土區水土流失面積約為15.20萬km2，其中82.80%發生在坡度6°以下的耕地上。

1.2" 坡耕地臨界坡度的確定

《中華人民共和國黑土地保護法》明確提出“要加強坡耕地水土保持工程建設”，但未明確界定坡耕地含義。目前國內關于坡耕地界定有不同的觀點。在科學研究中，多針對區域實際情況進行界定。例如，謝俊奇［7］認為坡耕地是指分布在山坡上，地面平整度差，跑水、跑肥、跑土現象突出，作物產量低下，坡度＞2°的坡地和輪歇地；羅光杰等［8］在西南巖溶地區坡耕地時空動態變化研究中認為坡耕地是指坡度≥6°的耕地，包括旱地和水田；陳正發等［9］根據云南坡耕地質量評價結果，將坡耕地定義為田面坡度＞3°的旱作耕地，不包括水田和水澆地。在行業部門技術標準中，自然資源部《第三次全國國土調查技術規程》［10］將坡度≤2°的耕地視為平地；水利部《土壤侵蝕分類分級標準》將坡度＞5°的耕地判別為開始發生輕度以上水力侵蝕的坡耕地，而《黑土區水土流失綜合防治技術標準》則將坡度＞0.25°的耕地判別為開始發生輕度以上土壤侵蝕。

以上對坡耕地的界定標準基本是以“跑水、跑肥、跑土”或“是否發生輕度及以上土壤侵蝕”為判別指標。可見，關于坡耕地的含義尚未統一，要根據區域特點具體確定。

本研究根據《黑土區水土流失綜合防治技術標準》中的土壤侵蝕強度分級標準，以容許土壤流失量200 t/（km2·a）作為臨界值，將東北黑土區土壤流失速率超過該數值所對應的坡度作為坡耕地的臨界坡度。年平均土壤流失速率根據東北黑土區農地土壤流失量回歸方程A=0.737 9θ［A為農地多年平均土壤流失速率，單位mm/a；θ為農地坡度，單位（°）］估算［1］，東北黑土區耕地坡度在0.25°時即發生輕度土壤侵蝕。

綜上所述，本研究將0.25°作為黑土區耕地發生輕度土壤侵蝕的臨界坡度，將東北黑土區坡耕地界定為坡度＞0.25°、發生輕度及以上土壤侵蝕的耕地。

2" 東北黑土區耕地坡度分級

2.1" 基于地貌因素及土地利用的耕地坡度分級

目前，國內不同行業部門對于耕地的緩坡、陡坡概念趨于統一，緩坡的上限為5°左右，陡坡的下限為15°左右，但具體各級的劃分差異較大，多根據不同背景和目的對耕地坡度進行分級。其中：農業部在全國耕地類型區及耕地地力等級劃分工作［11］中，將東北黑土區耕地坡度劃分為5個等級；國土資源部在《農用地質量分等規程》中，將旱地進行了坡度分級，共分為6個等級；《第三次全國國土調查技術規程》中將耕地坡度劃分為5個等級（見表1）。分析基于土地利用、地貌因素的耕地坡度等級劃分情況，發現2°、6°、15°、25°是各分級標準中的典型坡度。

2.2" 基于水土流失強度的耕地坡度分級

坡度決定徑流剝蝕能力及地表微地形變化，進而影響土壤侵蝕強度及其發生過程［12］，不同坡度耕地的水土流失特征具有空間差異性。根據全國耕地水土流失特點，《土壤侵蝕分類分級標準》在土壤侵蝕強度面蝕（片蝕）分級中，將坡耕地坡度劃分為6個等級，即將＜5°、5°～＜8°、8°～＜15°、15°～＜25°、25°～＜35°、≥35°的坡耕地分別歸為微度、輕度、中度、強烈、極強烈、劇烈6個土壤侵蝕強度等級。可見，在全國范圍內，水土流失治理主要關注5°以上的耕地。針對東北黑土區耕地水土流失特點，《黑土區水土流失綜合防治技術標準》將≤0.25°、＞0.25°～1.5°、＞1.5°～3°、＞3°～4°、＞4°～5°、＞5°的坡耕地分別歸為微度、輕度、中度、強烈、極強烈和劇烈6個土壤侵蝕強度等級（見表3）。由以上兩個標準可以看出，在全國范圍尺度，較少聚焦5°以下耕地的坡度分級，而在東北黑土區盡管提出了0.25°這一關鍵坡度節點，同樣缺少5°以上耕地細化的坡度分級。

2.3" 不同坡度分級方法下的坡譜分析

坡譜是地面坡度在一定的分級方法下組合的定量圖形［13］，不同的坡度分級方法反映出的地表地形特征各有側重。基于耕地坡度現狀組成，分別繪制了《農用地質量分等規程》《第三次全國國土調查技術規程》《土壤侵蝕分類分級標準》、《黑土區水土流失綜合防治技術標準》相對應的坡譜圖。結果表明：①在不同的耕地分級方法下，坡譜呈現的整體規律具有相似性；

②坡譜數值均集中出現在2°以下，其次為5°或6°以下，超過15°的坡譜數值分布較少，不能較好地表達東北黑土區耕地分布特征，對水土保持措施布設及其防蝕評價的實際指導意義有限；③東北黑土區坡度≤0.25°耕地占耕地總面積的33.49%，是判別耕地是否發生輕度及以上強度土壤侵蝕的關鍵坡度值（見圖1）。因此，0.25°、2°、5°或6°、15°應為東北黑土區耕地坡度分級標準中的代表性坡度。

2.4" 東北黑土區耕地坡度分級方法和結果

2.4.1" 耕地坡度分級原則

耕地坡度分級應符合區域水土流失規律，與水土流失防治技術相匹配，且盡量能夠與其他行業坡度分級系統相適應［14］，便于統計分析，更好地協調各部門、各系統間關系，提高水土流失綜合治理效率。《黑土區水土流失綜合防治技術標準》中的坡耕地土壤侵蝕強度分級雖然客觀地反映了東北黑土區土壤、地形與水土流失的關系，但因與其他標準和行業數據無法在尺度級別上統一，與黑土地保護措施沒有有效銜接，故在實際工作中并未得到廣泛應用和關注。東北黑土區近20 a來水土流失治理實踐主要集中在坡度5°以上的坡耕地，而＞0.25°～5°坡度段的耕地面積約為＞5°所有坡度段耕地面積的5倍（見表4），可見，＞0.25°～5°坡度段耕地的水土流失問題不容忽視。綜上，本研究確定了東北黑土區耕地坡度分級應遵循的原則為：最大限度地保護黑土區耕地，保障糧食安全；符合黑土區土壤特性和耕地坡緩坡長的實際；指導黑土區耕地保護的科學規劃和水土流失的高效治理；與其他行業、其他區域坡耕地統計數據銜接。基于以上原則，在分析東北黑土區2020年不同坡度耕地面積比例（見表2）基礎上，進一步細化提取了東北黑土區15°以下的耕地面積信息（見表4）。

2.4.2" 耕地坡度分級方法

耕地坡度分級應用方向不同，所選取的坡度分級方法也不同。本研究主要聚焦黑土區坡耕地水土流失防治，采用臨界坡度分級法［15］進行坡度分級，即根據坡度的變化引起水土流失量變的臨界值確定耕地坡度分級標準［14］。在細化統計不同坡度耕地面積比例后，利用東北黑土區農地土壤流失量隨坡度變化的回歸方程計算這些坡度節點對應的耕地年平均土壤侵蝕模數（見表5），按照《黑土區水土流失綜合防治技術標準》中的土壤侵蝕強度分級標準進行強度判定。

2.4.3" 耕地坡度分級結果

由東北黑土區農地土壤流失量隨坡度變化的回歸方程［1］計算可知，東北黑土區坡耕地臨界坡度0.25°條件下產生的土壤侵蝕模數為221 t/（km2·a），已超過東北黑土區允許土壤流失量200 t/（km2·a），達到輕度土壤侵蝕強度標準，故將≤0.25°作為第一個坡度級；坡度為2°的坡耕地產生的土壤侵蝕模數為1 770 t/（km2·a），達到中度土壤侵蝕強度，且近年來2°是自然資源、水土保持行業相對統一的數據統計坡度節點，故將＞0.25°～2°作為第二個坡度級，對于土壤侵蝕強度在中度以下的坡耕地，適宜實施等高耕作、免耕、秸稈還田、壟向區田等保護性耕作措施；坡度為6°的坡耕地產生的土壤侵蝕模數為5 312 t/（km2·a），達到劇烈土壤侵蝕強度，且6°曾被作為坡耕地的臨界坡度閾值，同樣是近年來相對統一的數據統計坡度節點，故將＞2°～6°作為第三個坡度級，這部分耕地適宜實施微地形改造、地埂植物帶、坡式梯田配合免耕、秸稈還田等措施，并修建配套排水設施進行保護；6°以上的黑土區耕地土壤侵蝕達到劇烈侵蝕強度，為與其他行業和現行統計數據相協調，將＞6°～15°作為第四個坡度級，這部分耕地適宜實施水平梯田配套排水工程；黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古在省（區）水土保持法實施條例中分別規定了各自行政區內的禁墾坡度為＞15°、＞20°、＞25°和＞15°，且東北黑土區坡度＞15°的耕地僅占耕地總面積的1.01%，故將＞15°的坡度全部合并，作為第五個坡度級，這部分耕地應采取退耕還林和建排水溝、水平梯田等措施進行水土流失防治。由此得到東北黑土區耕地坡度分級結果，共分5級，分別為≤0.25°、＞0.25°～2°、＞2°～6°、＞6°～15°、＞15°（見表6），其中≤0.25°的耕地為平耕地，＞0.25°的耕地為坡耕地。

根據上述耕地坡度分級標準，對東北黑土區耕地細化坡度段耕地面積及比例進行了統計，其中，坡度≤0.25°的耕地面積為11.32萬km2，占比33.49%；坡度＞0.25°～2°的耕地面積為12.20萬km2，占比36.09%；坡度＞2°～6°的耕地面積為7.40萬km2，占比21.89%；坡度＞6°～15°的耕地面積為2.54萬km2，占比7.52%；坡度＞15°的耕地面積為0.34萬km2，占比1.01%（見表4）。結果表明，東北黑土區約1/3的耕地為平耕地，其余2/3為坡耕地。

2.4.4" 典型縣耕地坡度分級案例

根據水土保持區劃、耕地空間分布、地形地貌特征等，選取內蒙古自治區阿榮旗，黑龍江省嫩江市、拜泉縣，吉林省柳河縣、東豐縣共5個典型縣，利用本研究提出的東北黑土區耕地坡度劃分標準進行分級（見圖2）。受地形地貌差異性影響，各典型縣耕地坡度分級結果呈現出不同特征，對于位于東北部漫川漫崗區的嫩江市、拜泉縣，坡度＞0.25°～2°的耕地面積占比最高，分別為58.92%、57.29%；對于位于北部中低山-丘

不同類型區耕地坡度組成的特點，可為統籌實施黑土地保護和高標準農田建設提供科學依據。

3" 結論

1）結合現有的坡耕地界定標準，基于東北黑土區坡耕地水土流失特征，以東北黑土區年平均土壤流失速率超過該區允許土壤流失量所對應的坡度——0.25°，作為黑土區坡耕地發生土壤侵蝕的臨界坡度，將東北黑土區坡耕地界定為坡度＞0.25°、發生輕度及以上強度土壤侵蝕的耕地。

2）基于東北黑土區耕地坡度分級原則，聚焦坡耕地水土流失防治，采用臨界坡度分級法確定了耕地坡度分級標準，通過計算東北黑土區各坡度段對應的土壤侵蝕模數，將東北黑土區耕地坡度分為≤0.25°、＞0.25°～2°、＞2°～6°、＞6°～15°、＞15°共5級，發現東北黑土區約1/3的耕地為平耕地，其余2/3為坡耕地。

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收稿日期： 2024-04-20

基金項目： “十四五”國家重點研發計劃課題（2021YFD1500704）

第一作者： 高燕（1972—），女，山東諸城人，正高級工程師，碩士，主要從事水土保持相關規劃、科研和監測工作。

E-mail： 623363030@qq.com

（責任編輯" 李楊楊）