試議蜂蜜河小流域的綜合治理

張鑫,石艷霞,石艷麗

(1.黑龍江省森林植物園,黑龍江哈爾濱150040;2.黑龍江省林業監測規劃院,黑龍江哈爾濱150080)

試議蜂蜜河小流域的綜合治理

張鑫1,石艷霞1,石艷麗2

(1.黑龍江省森林植物園,黑龍江哈爾濱150040;2.黑龍江省林業監測規劃院,黑龍江哈爾濱150080)

通過對小流域的自然和社會經濟等方面的調查勘測,對流域的土地利用情況和水土流失情況進行了分析。研究結果表明,蜂蜜河小流域土地總面積6 707.92 hm2,耕地3 302.65 hm2,林地2 723 hm2,小流域水土流失總面積3 263.02 hm2,占土地總面積的49.24%。水土流失主要發生在坡耕地中,占耕地總面積的91.5%。水土流失類型為水蝕,土壤侵蝕模數為2 365 t km-2a-1,侵蝕級別為中度級侵蝕,每年流失表土約8.37萬t。水土流失產生6條侵蝕溝,總長4 020 m,溝壑密度0.12 km km-2。根據實際調查的情況和資料,提出坡耕地面蝕治理采用設置山坡截流溝并配合截流溝埂防護林,秸稈還田、深松、壟向區田和施生物菌肥等方法。侵蝕溝可以采用削坡、秸稈填溝和溝底造林的措施。研究成果為蜂蜜河小流域的水土流失治理和農業發展提供了支撐。

小流域;水土流失;土壤侵蝕

水土流失是生態退化的最顯著特征,土壤侵蝕又是其中水土流失的重要反映,是小流域綜合治理中最重要的環節。它使土壤的質量下降,植物生存環境明顯降低,促使生態環境更進一步惡化,造成更大的損失。因此,為了改善小流域的生態環境,尤其是生產生活環境,保護耕地資源,促進農村的經濟發展,采用科學的方法進行小流域的綜合治理迫在眉睫。

1 研究區概況

蜂蜜河小流域位于黑龍江省勝利農場西部,地理坐標為133°41′27″—133°46′15″E,47°21′54″—47° 25′30″N。土地總面積6 707.92 hm2,耕地3 302.65 hm2,林地2 723 hm2。地貌類型有低丘、漫崗。蜂蜜河小流域屬中溫帶大陸性季風氣候,平均徑流深148 mm。平均降水量590 mm。平均無霜期126 d,平均氣溫2.1℃;平均蒸發量為1 249.5 mm。土壤種類有暗棕壤、白漿土和草甸土。流域內總人口1 536人,勞動力1 230人,貧困人口168人,人口密度18人km-2,人均土地5.5 hm2,人均耕地3.6 hm2,人均基本農田2.8 hm2,人口自然增長率0.45‰。區內農業經營以種植業、畜牧業為主,并逐步形成了以種植業為基礎、養殖業為重點、畜產品綜合加工為龍頭的支柱產業;工業方面主要以生產糧油、飲料等為主。

2 調查方法

2.1 基礎資料調查

2013—2014年,以黑龍江省勝利農場蜂蜜河小流域為研究對象,通過走訪當地有關部門,探訪從事水土保持等相關人員,查閱土地利用現狀和水土保持狀況的資料,并實際排查已經實施的水土保持措施,并且走訪群眾,相關工作人員等統計分析現狀和采取措施后的效用情況。并且對水土侵蝕比較大的區域進行實地勘察和測量。

2.2 面蝕程度調查和面蝕強度判定

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。

2.3 侵蝕溝調查

了解溝蝕發展階段及其發展趨勢,對水土保持工作具有重要意義。通過溝道發展階段的調查,確定溝蝕的發生程度和其發展強度。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。

3 小流域土地利用現狀及分析

蜂蜜河小流域土地總面積6 707.92 hm2,其中耕地面積3 567.12 hm2,占總面積的53.18%;林地面積2 745.46 hm2,占總面積的40.93%;草地108.81 hm2,占總面積的1.62%;住宅用地206.04 hm2,占總面積的3.07%;交通運輸用地80.49 hm2,占總面積的1.2%,見表1。

表1 土地利用現狀

4 小流域水土流失現狀及分析

參照土壤侵蝕強度劃分標準[1],小流域水土流失總面積為3 263.02 hm2,占土地總面積的49.24%。水土流失主要發生在坡耕地中,占耕地總面積的91.5%。水土流失類型為水蝕,土壤侵蝕模數2 365 t km-1a-1,侵蝕級別為中度級侵蝕,每年流失表土約8.37萬t。

5 坡耕地面蝕和侵蝕溝治理措施

5.1 坡耕地面蝕的綜合治理

坡耕地面蝕主要是由于分散的地表徑流從地表帶走表層土壤土粒,從而使得地表的保水、保土、滲水能力大幅度變差。因此為了減少侵蝕,改善自然生態環境,尤其是達到人與生態的和諧發展,結合當地區域的各方面情況以及面蝕的根本成因,決定采取設置山坡截流溝并輔以截流溝溝壟防護林的工程措施,結合秸稈還田、壟向區田、施生物菌肥和深松等保土耕作措施進行治理。

5.1.1 山坡截流溝 山坡截流溝,是在坡地上橫貫坡向,每隔適當距離修筑的具有一定縱坡的攔水溝。其作用在于改變坡長,縮短地表徑流流程,減少沖刷,攔截坡地上的徑流,并將其輸導至蓄水工程里或直接用以灌溉農田、草地、林地。與保土耕作等措施相配合,對保護其下游耕地、防止溝頭前進、維護村莊和道路的安全有重要的作用。根據氣象資料和借鑒相關標準[2]采用10年一遇24 h最大降水量設置截流溝。通過以機械為主,人力為輔,在林地和耕地交界線處,沿等高線布設。具體參數為前段頂寬3.0 m,高0.5 m;后段頂寬3.2 m,高0.5 m,其截流溝埂外坡比m0=1.5,內坡比m1=1.0。

5.1.2 截流溝溝壟防護林 設置截流溝后,配以截流溝埂上設置防護林,能夠更充分地保持水土。選用樹種為胡枝子,防護林帶寬5 m,鋪于截流溝兩側溝埂,于截流溝設置完成后開始實施。

5.1.3 秸稈還田 秸稈還田是采用秸稈還田機械將秸稈直接還入田中,使秸稈在土壤中腐爛分解為有機肥,以改善土壤團粒結構和保水、吸水、粘接、透氣、保溫等理化性狀,增加土壤肥力和有機質含量,使大量廢棄的秸稈直接變廢為寶。

5.1.4 壟向區田 壟向區田是最接近水土保持原則的措施[3],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。

5.1.5 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。因此,將有機肥、生物菌肥和秸稈還田等措施結合起來才能發揮更大的功效。

5.1.6 深松 秋季農作物收割完成后或第二年春季播種前對坡耕地進行深松,以打破犁底層,減少地表徑流和減輕土壤沖刷。

5.2 坡耕地侵蝕溝的綜合治理

由表2可見,調查區內水土流失產生6條侵蝕溝,都分布在耕地中,總長2 800 m,平均深1.55 m,溝壑密度0.67 km km-2。根據綜合情況和當地的資源特點,決定對坡耕地上的小型侵蝕溝采取削坡、秸稈填溝和溝底造林相結合的方式進行治理。

表2 侵蝕溝調查結果

5.2.1 削坡 侵蝕溝道經過削坡整形后,達到削坡減載,維持坡面穩定的功效,為后期植灌木、種草創造條件。削坡斷面設計根據小流域土壤物理特性及其邊坡穩定系數的確定,布設秸稈填溝措施的侵蝕溝,削坡角度接近直角(90°),削坡土臨時堆放于溝邊,待溝底秸稈捆鋪設完成后平鋪秸稈捆上方,采用人工為主,小型機械為輔的工作方式。

5.2.2 秸稈填溝 選用秸稈(麥秸、豆秸),將秸稈打捆,秸稈捆尺寸(長×寬×高)0.6 m×0.4 m× 0.5 m,沿溝底鋪設1層。然后將秸稈編捆平鋪溝底,削坡土方平鋪在秸稈上面,土方平鋪厚度在40～50 cm。由于秸稈的透水性好,雨水經侵蝕溝底排走,減少土壤流失。侵蝕溝治理后不影響耕地的完整性,利于機械化作業,提高耕地利用率。

5.2.3 溝底造林 溝底造林是在侵蝕溝溝底,為保持水土而進行植樹造林的措施,能有效地防止因匯流產生的沖刷。選取灌木柳樹種,在春季扦插造林,株距0.5 m,行距0.5 m,林帶平均寬3 m。匯水面積不大、水流較緩的地方,采用柵狀造林;匯水面積大、水流急的地方,溝底中留出水路。柵狀林由溝頭開始,沿水流方向到溝口,每隔10 m與流向垂直營造10行灌木,每段造林30 m2。為避免新造幼林被水淹沒或沖走,根據通常水位,地上可留0.3～0.5 m,插入地下0.3～0.4 m。

6 結論

根據蜂蜜河小流域的地質地貌、氣象水文、土壤和植被、土地利用以及社會經濟狀況,將小流域規劃為坡耕地和侵蝕溝兩類進行治理。在原有的基礎上,結合現代水土保持技術,根據小流域本身的特點,研究出了適合其本身特點相匹配的水土保持措施,取得了非常好的效果。但隨著人口的高速增長,土地利用缺乏有力監管,使得水土流失總體趨勢非常嚴峻,需要在水土保持中不斷探究創新,加強水土保持理念宣傳,長期監測,積極探索合適的治理措施,為小流域人與環境的和諧發展奠定堅實的基礎。

[1]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

[2]中華人民共和國水利部.水土保持綜合治理技術規范小型蓄排引水工程[M].北京:中國標準出版社,2009:1-10

[3]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

S728

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.026

1005-5215(2015)11-0069-03

2015-08-18

張鑫(1978-),男,黑龍江哈爾濱人.