東北黑土區(qū)水土流失與修復(fù)措施

東北黑土區(qū)水土流失與修復(fù)措施

近年來，黑土區(qū)西部嚴(yán)重干旱，植被受到嚴(yán)重?fù)p害，主要是由于超載、放牧和開墾土地，削弱和喪失了植被對(duì)土壤的保護(hù)。黑土區(qū)東部穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)逐漸發(fā)生變化，天然植被基本消失，草地突然減少。大部分土地被恢復(fù)為農(nóng)田，形成當(dāng)時(shí)脆弱的耕地生態(tài)系統(tǒng)。東北的黑土地經(jīng)過長期的墾荒而逐步剝蝕殆盡,這將逐步加劇土壤遭受降水的濺蝕和地表徑流的沖刷,影響該區(qū)域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為此,針對(duì)東北黑土區(qū)水土流失和退化狀況,在合理分析其形成原因的基礎(chǔ)之上,提出了相應(yīng)的、可操作性強(qiáng)的修復(fù)措施,為緩解東北黑土地惡化提供參考和依據(jù)。1黑土流失現(xiàn)狀及危害東北黑土區(qū)是我國重要的商品糧基地,商品糧年產(chǎn)量達(dá)3500萬t,總土地面積為101.85萬km2,主要分布于內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、遼寧4個(gè)省(區(qū)),面積分別為25.41萬、18.70萬、45.25萬、12.29萬km2。但由于黑土多年受到自然侵蝕(風(fēng)力、水力侵蝕等)和人為開墾,導(dǎo)致水土流失日益嚴(yán)重,土地肥力下降,糧食產(chǎn)量下降,威脅國家糧食安全。東北黑土區(qū)耕地面積中59.4%屬于坡耕地,多數(shù)分布在3~15°的坡面上,這樣的地貌在耕作時(shí)極易發(fā)生水土流失。據(jù)統(tǒng)計(jì),黑土區(qū)內(nèi)可利用土地面積連年減少,侵蝕耕地超過39萬hm2,現(xiàn)有侵蝕溝25萬條,且多呈發(fā)展趨勢。20世紀(jì)50年代黑土厚度平均60~70cm,目前下降至平均20~30cm,有些區(qū)域已露出成土母質(zhì),無法進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn),且仍以每年0.3~1.0cm的速度流失。區(qū)內(nèi)現(xiàn)有水土流失總面積達(dá)到27.59萬km2,占黑土區(qū)總面積的27%。另外,從土壤性質(zhì)分析退化現(xiàn)狀可知,隨黑土開墾年限的增加,土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量減少,養(yǎng)分比例失調(diào)、供給能力減弱,土壤板結(jié)(容重增加、孔隙度減小、通氣性降低),保水保肥性能降低,土壤中有害物質(zhì)(農(nóng)藥和重金屬殘留)增多,從而造成黑土生產(chǎn)力下降。有報(bào)道稱,每生成1cm黑土層大約需要300~500年時(shí)間,換言之,黑土基本不可再生,其“遍體鱗傷”的現(xiàn)狀在很大程度上已嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。2原因分析2.1土壤、地貌因素一是水蝕、風(fēng)蝕。黑土區(qū)東部水蝕區(qū)雨季降水量大且集中,降雨對(duì)土體的擊濺力強(qiáng),沖刷強(qiáng)烈,易造成水土流失。而在春季融雪過程中,由于積雪和表層土壤首先融化,融水難以下滲,致使融雪徑流,同樣可導(dǎo)致水土流失。西部風(fēng)蝕區(qū)風(fēng)速較大,降水較少,且干旱季節(jié)與沙塵暴在時(shí)間上同步,為風(fēng)蝕的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。二是土質(zhì)。黑土區(qū)土壤主要為黑土和黑鈣土,前者主要分布在黑土區(qū)東部的水蝕區(qū),后者大部分分布在黑土區(qū)西部的風(fēng)蝕區(qū)。二者土層均較薄,腐殖質(zhì)層有機(jī)質(zhì)含量較高,孔隙度高,土質(zhì)疏松,因此其抗蝕抗沖性能較差。三是地貌。東北黑土區(qū)是地殼運(yùn)動(dòng)的下沉地帶,為盆式的沖積湖積平原,地勢傾向西南,以嫩江與松花江交匯處為最低。區(qū)內(nèi)地貌可分為高平原/漫崗和低平原/平地。漫崗分布于黑土區(qū)的四周,沖積平原分布于中間,地面坡度大部分為3~8°,小部分在3°以下,當(dāng)降雨來襲時(shí),易發(fā)生水土流失。2.2農(nóng)業(yè)開采影響黑土區(qū)生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前在東北地區(qū)依舊盛行深耕、深翻、起壟等傳統(tǒng)耕作方式,對(duì)土壤的侵蝕破壞力極強(qiáng),作物收割后地表覆蓋率通?！?%。土地利用方式的不當(dāng),一方面增加了自然侵蝕營力如徑流、降雨、風(fēng)等的有效性,另一方面又降低了黑土區(qū)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)自然侵蝕營力的抵抗力。農(nóng)業(yè)開墾活動(dòng)產(chǎn)生了降低抵抗力、增強(qiáng)侵蝕力的雙重效應(yīng),加速了對(duì)土壤的侵蝕,干擾黑土區(qū)生態(tài)系統(tǒng),成為水土流失和耕地退化的決定性因素。黑土區(qū)水土流失量以順壟坡耕地最大,荒坡和橫壟坡耕地次之,水平梯田、次生林地和草地基本沒有水土流失現(xiàn)象,徑流量與土壤流失量之間存在著正相關(guān)關(guān)系。而農(nóng)民為了追求糧食的高產(chǎn),尋求利潤的最大化,致使化肥的過量施用,同時(shí)忽略了對(duì)有機(jī)肥的投入,使土壤質(zhì)量面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在非農(nóng)用地上,高強(qiáng)度的放牧和輪荒,自然生態(tài)系統(tǒng)也受到嚴(yán)重的損傷,形成惡性循環(huán),恢復(fù)難度很大。另外,人們在采伐、開礦、取土、挖砂和修路等生產(chǎn)活動(dòng)過程中缺乏環(huán)境意識(shí),也進(jìn)一步加劇了黑土區(qū)水土流失的發(fā)生與發(fā)展。3修復(fù)措施3.1維持代價(jià)的狀態(tài)耕作強(qiáng)度愈大,土壤偏離自然狀態(tài)愈遠(yuǎn),自然本身的保護(hù)功能、營養(yǎng)恢復(fù)功能就喪失愈多,要維持這種狀態(tài)的代價(jià)也就愈大。保護(hù)性耕作是以機(jī)械化作業(yè)為主要手段,采取少耕或免耕方法,將耕作減少至只要能保證種子發(fā)芽即可,用農(nóng)作物秸稈及殘茬覆蓋地表(可大幅度減少土壤表面風(fēng)蝕和水蝕),并主要用農(nóng)藥來控制雜草和病蟲害的一種耕作技術(shù)。3.2基本農(nóng)田的高產(chǎn)高效經(jīng)營模式坡耕地種植對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞力極大。于帝平等對(duì)遼東山區(qū)水土保持生態(tài)修復(fù)中的坡地種植模式進(jìn)行了探討,認(rèn)為退耕還林坡地可發(fā)展林下藥材和山野菜(刺龍牙)種植模式,為確保封禁和退耕后,糧食和經(jīng)濟(jì)缺口得到彌補(bǔ),基本農(nóng)田應(yīng)實(shí)施高產(chǎn)高效的經(jīng)營模式,即在基本農(nóng)田推廣中藥材植物(玉米套種貝母、龍膽草、五味子和細(xì)辛種植)、食用菌(玉米套種香菇和棚栽蘑菇)和綠色水稻種植等,這樣既解決了坡地的種植問題,又使坡地在迅速恢復(fù)植被的同時(shí)獲得了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。3.3陽山山地水土保持工程一是農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)。以綜合防治為主,工程與生物治理相結(jié)合;以保護(hù)和促進(jìn)生態(tài)自然修復(fù)為主,堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)與治理相結(jié)合;以畜牧業(yè)水草料基地建設(shè)配套為主,生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合。二是丘陵溝壑區(qū)。坡底的溝川地建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)良田,配套完善灌排水利設(shè)施;坡下部建設(shè)旱澇保收的穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田,進(jìn)行改壟、梯田改造坡耕地、修筑地埂植物帶等措施;坡中部發(fā)展特色經(jīng)