坡耕地水土流失的危害及防控技術

劉利春

（黑龍江省北大荒農墾集團引龍河農場有限公司，黑龍江五大連池 164141）

1 坡耕地帶來的危害

1.1 養分流失

東北地區目前有大部分耕地為坡耕地，整個黑土區黑土面積的97%以上為小于6°的坡地，東北地區有接近7萬km2的坡耕地，但是坡耕地是水土流失的主要原因，其產生的水土流失可以達到整個黑土地區的所有流失面積的46%，水土流失直接帶來的危害就是侵蝕土壤，土壤有機質降低，肥力下降，東北地區因為土壤侵蝕而造成的糧食年產量降低720多萬噸[1]。

1.2 侵蝕溝數量以及發育變化

溝壑增多，東北地黑土地區有侵蝕溝25萬余條，侵蝕溝的溝體會越來越深、越來越大，會形成侵蝕溝群體，但是隨著侵蝕溝不斷地發育，導致侵蝕溝切割了大量的耕地，充實了表層土壤，許多耕地被迫放棄了農田而荒廢，大量的土地資源被浪費。切溝通常由淺溝發展而來，切溝的形成一般存在突然性和偶然性，容易被忽略在土地的整治過程中，一旦形成了切溝，在連續的集流情況下，上溯侵蝕和下切侵蝕的現象就會不斷發生，導致溝的兩岸擴張，毛支溝也可能會出現，大面積的耕地就會因為這樣被分割成一塊塊小耕地，土地資源就會大量流失，給農業生產和田間機械作業環境帶來很多負面影響，直接導致增加生產成本，產量降低，農田荒置等一系列惡果。例如：由于侵蝕溝溝頭的向前擴張、侵蝕溝向兩邊的擴張，導致吉林省榆樹市劉家鄉村民被迫不斷搬家。該鄉的合心村耕地被侵蝕溝切割的僅有110多hm2，并且被分成了11塊大大小小的不同區域，村民想要干農活還要自己帶足干糧跨過多個侵蝕溝[2]。現今吉林省榆樹市劉家鎮松花江沿岸的15km范圍內就已經形成了306條侵蝕溝，到現在為止被侵蝕溝吞噬的耕地大約48.3萬hm2[3]。

1.3 土壤結構惡化

土壤結構惡化，板結嚴重。在黑土被開墾的300多年里，水土流失這一現象越來越嚴重，隨著具有物理性的粘粒增多，黑土耕層的輕黏土是由重壤土變成的，直接導致土壤蓄水能力大打折扣。黑龍江省農科院發出的觀測報告可已看出，以開墾40年和5年的黑土耕地做對比，在表層土中，表面0～25cm土層中，土壤水穩團粒結構破壞率增加14.26%～19.95%，沙粒增加1.7%，土壤容重增加0.232g/cm3，總孔隙度降低8.9%，田間持水量下降4.5%～6.9%。吉林省位于中緯度歐亞大陸的東側，屬于溫帶大陸性季風氣候。由于吉林省的大陸季風氣候以及近年來全球變暖的影響，致使吉林省春季風大但是少雨，主要降水都集中在夏季，導致易發生漬澇災害，給吉林省的農業發展帶來諸多的困難和難題。吉林省耕地土壤的耕層部分普遍為黑土，黃黏土為耕層以下的部分，天然降水的下滲直接受其影響，帶來的問題為耕作層的蓄水量大大增加，在雨季會出現比較嚴重耕層漬澇現象。土壤水分由于漬澇災害大量續存，出現土壤環境惡化，土壤含氧量不足，氧化還原反應受到影響，造成土壤漬、濕、枯、爛、銹、毒等[3]。

1.4 生態惡化

生態環境惡化，黑土區更容易也更加頻繁的發生氣候異常，自然災害的種類隨之變多，發生的周期也隨之變短，這是因為嚴重的水土流失，不僅損害了生態環境，也將黑土區變成了“氣候脆弱區”，旱災、澇災、風災成了其中頻度最大，范圍最廣的自然災害，其次是低溫冷害和冰雹。以拜泉縣為例，1949年以來，平均每三年一次的旱災，平均每兩年一次的澇災，平均每五年一次的秋季早霜，直接造成農業明顯歉收。而且受災面積逐年擴大，從1949年以來到20世紀70～80年代30年間增加數多倍。

2 防控技術

工程措施、生物措施以及耕作措施是我國目前防治水土流失的三大主要措施，控制水土流失的完整技術體系就是由這幾大措施構成的，其中植被措施是生物措施中最有效的[4]。

2.1 工程措施

坡耕地的坡面防控工程主要包括水平階、截流溝、魚鱗坑、水平溝以及梯田等，主要原理是通過改變微地形，就地儲存雨水，增加土壤水分以供給作物或植被生長，防止坡面水土流失，同時，未完全被阻攔存蓄的地表徑流可引入小型蓄水工程，從而被再利用。從目前的研究報道中發現，研究梯田技術的明顯多于坡面造林整地工程。不同學者通過在不同地點進行梯田試驗結果表明，梯田相對于坡耕地來說擁有更強的保水效果，可以顯著提高土壤含水量、土層貯水量；降低地表徑流，改善土壤入滲性能，土壤抗蝕性能力增強[5]。把不同坡度的坡耕地改造成為梯田，可以大幅度的降低水土的流失。在實際生活中，我國的東北地區，已經將暗管、明溝、鼠道等工程措施應用到了平常的農業生產之中了，它可以應用于坡耕地的水土保持，因為可以加強入滲，減少地表徑流，從而減少土壤侵蝕對坡耕地的影響。然而，關于相關方法的實踐應用成果研究很少，特別是工程措施對于水土保持的作用未見相關研討報道。

2.2 耕作措施

經過耕作措施防治水土流失的方法分為兩大類：一是改變地面微地形和增加表面粗糙度的耕作措施，降雨下滲可以通過這一方法增加，縮短了原坡耕地坡長，地表徑流被阻截，水土流失可以得到控制。這一辦法的主要措施包含等高種植、水平溝種植、溝壟種植、橫坡種植、壟作區田等；二是基于增加的地面覆蓋和改善的土壤的耕地措施，如秸稈還田、少耕免耕、深松耕法、間混套復種和草田輪作等。根據多年的耕地經驗以及文獻總結，在治理坡耕地方面，主要采取如下措施：當坡耕地的坡度在15°以上時，坡耕地主要采取的治理措施是退耕還林；在8°～15°時，坡耕地修成水平梯田：在5°～8°時，坡耕地中種植穿地埂植物帶；在5°以下時，將順坡壟改為橫坡壟。一些學者在以前的研討中提出了主要采取等高壟作，水平溝埂植物帶和壟作區田間措施。在耕作措施中采取了改善土壤理化性質和土壤結構的方法，如減少耕作，旋耕和增加土壤有機質，并且建立了實驗基地，通過在實驗基地實驗的結果可以總結出，黑土坡耕地的水土保持策略為等高壟作、水平溝植物帶、地埂等綜合配合措施，但此種方法也應該因地制宜，使坡耕地達到存住天上的雨水，保留住土壤中的水，欄蓄水土，極大地減少水土流失，達到提高土地肥力的效果，提高產能產量，此種方法可以應用到實際的生產生活中[6]。崔明[7]認為秸稈直接還田，不僅可以有效利用當前農村剩余的秸稈，避免秸稈焚燒造成的環境污染，還可以在一定程度上補充黑土有機質，改善土壤環境。

2.3 生物措施

在生物防治的過程中，主要是通過增加土地植被量，增加植被覆蓋率，利用植被來阻擋徑流，通過這種方法，可以固定土壤，防止水土流失。如在小流域中，建立喬、灌、草相結合的生態經濟型防護林體系，是完成流域可持續治理與開發的根本措施其防護林體系主要包括分水嶺防護林、護坡林、護埂林地埂造林、侵蝕溝道防護林等。趙愛軍等通過把植物活籬笆種植在三峽庫區紫色土坡耕地為依據，關于如何在坡耕地上安排植物活籬笆種植和生長情況以及初步效益的研究。結果表明，坡耕地的土壤流失可以被植物籬有效地防治，不但可以提高土壤肥力，地表的植被也會相應增加，田間小氣候得到改變，而且在投資施工和操作方面都會帶來很多便利。多位學者通過常年的實驗研究發現，在相同的種植條件下側柏的水土保持功能優于荊條灌叢，在降水量很小、土地相對貧瘠的情況下，灌木林和喬木林都可以擁有很好的水源涵養作用，在相同地區喬-灌-草三層結構的水土保持效益要高于雙層和單層的效果。