松嫩平原土壤災(zāi)害及防治措施研究

梁貞堂，韓 梅

（1.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，150080，哈爾濱；2.黑龍江大學(xué)，150080，哈爾濱）

一、研究區(qū)概況

1.自然地理概況

研究區(qū)為黑龍江省內(nèi)的松嫩平原，北為小興安嶺的山脊，南為吉林省邊界，西為內(nèi)蒙古自治區(qū)邊界，東為岔林河、螞蟻河的分水嶺，總面積18.75萬km2，其中平原區(qū)面積12.06萬km2，占總面積的64.3%；山區(qū)及丘陵區(qū)面積6.69萬km2，占總面積的35.7%。山區(qū)山高林密，中間為丘陵地帶，是松嫩高平原區(qū)，也是黑土區(qū)；西南部為平原區(qū)，又稱松嫩低平原區(qū)，是鹽漬化、風(fēng)沙化地區(qū)。

2.社會經(jīng)濟概況

研究區(qū)內(nèi)有哈爾濱 （含9個縣市，不含依蘭縣）、齊齊哈爾（含9個縣市）、大慶（含 4個縣）、綏化（含 9個縣市）、黑河（僅南部3個縣市）、伊春（僅鐵力市）。2013年年底，總?cè)丝? 490萬人，GDP為10 290億元，農(nóng)作物播種面積594萬hm2、糧食產(chǎn)量395億kg。

二、土壤及其災(zāi)害

1.土壤類型

研究區(qū)土壤主要有黑土、黑鈣土、草甸土、水稻土、風(fēng)砂土、鹽漬土、沼澤土七大類，以草甸土、黑土為主，占總面積的80%。草甸土主要分布在松花江等沿岸的河灘地，低平原植被繁茂的地方。黑土主要分布在高平原的丘陵地帶。鹽漬土主要分布在低平原的核心區(qū)。風(fēng)沙土主要分布在嫩江及其支流兩岸的河湖漫灘和低階地。

2.土壤災(zāi)害

研究區(qū)土壤災(zāi)害主要為土壤沙化、土壤鹽漬化和土壤侵蝕化。通過實地調(diào)查，結(jié)合第一次全國水利普查成果和文獻，得出土壤災(zāi)害面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

（1）土壤沙化

集中分布在嫩江下游及其支流兩岸的河灘地和低階地，以半固定、固定沙丘為主。沙化面積4 839 km2，占研究區(qū)面積的2.58%。據(jù)文獻，每年有3萬hm2農(nóng)田遭遇風(fēng)沙危害，草質(zhì)退化的草原面積有20萬hm2。

（2）土壤鹽漬化

集中分布在松嫩低平原中部地區(qū)，以松嫩匯流帶為核心，沿河道兩側(cè)的低洼地帶連片分布。安達閉流區(qū)，烏裕爾河、雙陽河內(nèi)流區(qū)也有鹽漬土存在。土壤鹽漬化面積4245km2，其中，輕度土壤鹽漬化面積846km2，占鹽漬化面積的19.9%，中重度土壤鹽漬化面積3401km2，占鹽漬化面積的80.1%。2012年實地調(diào)查時，還有棄耕地660km2，主要分布在鹽漬土密集區(qū)，可以判定此類土地是開墾后因鹽漬過重而棄耕的。鹽漬化土地和因鹽漬而棄耕的土地共有4905km2，占研究區(qū)總面積的2.62%。根據(jù)文獻，土壤鹽漬化有加重的趨勢，并以每年1.4%的速率擴展。

（3）土壤侵蝕化

研究區(qū)內(nèi)土壤侵蝕有水力侵蝕與風(fēng)力侵蝕。水力侵蝕包括面蝕與溝蝕，風(fēng)力侵蝕包括風(fēng)積侵蝕與風(fēng)剝侵蝕。土壤侵蝕化涉及研究區(qū)內(nèi)所有市縣，侵蝕面積占研究區(qū)總面積28.0%。大慶市土壤侵蝕程度高達38.6%，齊齊哈爾市高達31.9%。大慶市主要為風(fēng)蝕，水蝕次之。哈爾濱東部、齊齊哈爾市東北部、綏化市北部和黑河南部屬黑土區(qū)，地形波狀起伏、坡緩坡長，表層土壤淺薄疏松，底層厚重黏滯；土壤侵蝕主要為水蝕，以農(nóng)地的面蝕和溝蝕為主。根據(jù)文獻，土壤侵蝕造成土壤肥力銳減；土壤結(jié)構(gòu)變差，理化性能逆向發(fā)展；溝壑增多，耕地減少，土壤利用率降低；生態(tài)環(huán)境惡化，洪澇災(zāi)害頻繁。

三、土壤災(zāi)害治理措施

研究區(qū)內(nèi)經(jīng)過多年對土壤災(zāi)害的治理，已經(jīng)形成了多種治理模式。有的模式曾獲得過省級獎勵，發(fā)揮出良好的經(jīng)濟效益。

1.土壤沙化治理措施

（1）輕度沙區(qū)治理措施——街基豐田固定沙地治理模式

街基豐田沙地位于泰來縣街基鄉(xiāng)，屬輕度潛在沙漠化風(fēng)蝕土地。治理區(qū)總面積10 km2，全部為沙荒地低產(chǎn)田。地貌為嫩江平坦河漫灘，土壤為灰色生草風(fēng)沙土。

①建農(nóng)田防護林。在風(fēng)口處建林帶，控制風(fēng)蝕、沙源；以楊樹為主，沙棘混交。主林帶寬大于16 m，楊樹株行間距3 m×3 m，沙棘株行間距1 m×1 m；副帶寬8 m，植楊樹3行。

②調(diào)整耕作措施。錯期播種，躲過旱風(fēng)期；改良風(fēng)沙土，多施有機肥；種植牧草與大果沙棘，提高效益。

（2）中度沙區(qū)治理措施——東崗子半固定沙地治理模式

東崗子半固定沙地位于泰來縣泰來鎮(zhèn)，為中度沙化區(qū)，總面積10 km2。地形起伏不平，相對高差28 m；土壤多為棕色生草風(fēng)沙土。

①建沙障、片林治理半固定沙地。沿垂直主害風(fēng)方向，建設(shè)立式沙障，總長大于1 500 m；后建灌木林防風(fēng)固沙帶，大于30條，寬度大于10 m，總長度大于1 500 m。

②建網(wǎng)格林固定沙地。在半流動沙地治理的前提下，為固定沙地，營造以樟子松為主的防風(fēng)固沙林網(wǎng)格，網(wǎng)格面積大于250 m×300 m，株行間距4 m×4 m，網(wǎng)格數(shù)量越多越好。

（3）重度沙區(qū)治理措施——寧姜流動沙地治理模式

寧姜流動沙地位于泰來縣寧姜鄉(xiāng)，總面積12 km2。地貌為風(fēng)蝕劣地，固定半固定沙丘，流動的新月沙丘、沙丘鏈、沙壟等；土壤多為棕色生草風(fēng)沙土及小部分黃色生草風(fēng)沙土。

①建設(shè)沙障。沙障以蘆葦為材料，捆扎成粗15 cm、高100 cm左右的葦把，在沙丘迎風(fēng)坡沙障線上插設(shè)，間距 30 cm×30 cm，成三角形，帶間栽植根系發(fā)達的灌木。

②“前擋后拉”治理流動沙丘?！扒皳酢笔窃谏城鸬谋筹L(fēng)坡后的低地上栽植喬木（以樟子松為主），以阻擋沙丘前移?！昂罄笔窃谏城鹩L(fēng)坡下栽植灌木（以錦雞兒、沙棘為主），固住迎風(fēng)坡下部沙面。

③造林固定沙地。攆沙造林，即在沙丘迎風(fēng)坡基部用人工促進風(fēng)蝕；在丘間地造林，封沙育草，促進迎風(fēng)坡風(fēng)蝕。擋沙造林，即設(shè)置格式沙障，以擋住風(fēng)沙流；沙障網(wǎng)格中栽植沙生灌木，以形成沙障擋住風(fēng)沙。固沙造林，即在基本控制風(fēng)蝕的基礎(chǔ)上，栽植固沙片林；樹種以楊樹為主，樟子松為輔。

2.土壤鹽漬化治理措施

（1）“引水洗鹽”治理措施——肇源縣中心灌區(qū)鹽漬土改水田模式

肇源縣位于松花江與嫩江的交匯處左岸，是重度鹽漬區(qū)。中心灌區(qū)建于1958年,設(shè)計灌溉面積2.07萬hm2，實際灌溉水田 1.2萬 hm2，是以松花江干流為主要水源的提水灌區(qū)。

①防洪工程：松花江干流堤防正在按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。八家河右側(cè)堤防、安肇新河堤防、牛毛溝堤防均為20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

②渠首工程：中心灌排站設(shè)計提水流量22.0 m3/s，蓮花灌排站設(shè)計流量5.5 m3/s，永利浮船站設(shè)計流量3 m3/s，敏源灌溉站設(shè)計流量1 m3/s，倉糧灌溉站設(shè)計流量1.5 m3/s。

③渠道工程：骨干灌溉渠道38條，長度149.6 km。

④排水工程：骨干排水溝道36條，長度134.0 km；排水以強排為主，共有7處強排泵站，排水總流量27.16 m3/s。

⑤灌溉方式：加大泡田用水量，水稻種植開始的前5年，特別是第1年，視鹽漬程度泡田3次或2次，水量盡可能多，以后每年水量遞減；水稻生長期同其他地區(qū)。加大排水量，水稻生長期排水溝暢通，秋季溝內(nèi)不能留有明水。經(jīng)5年的水稻種植，鹽漬土基本改良成良田。5年后稻谷的產(chǎn)量達8 000 kg/hm2。

（2）“抽水降鹽”治理措施——和平牧場鹽漬土旱田灌溉模式

和平牧場位于大慶市大同區(qū)境內(nèi)，總面積3.33萬hm2，其中耕地7 333 hm2，是一個中型農(nóng)墾企業(yè)?，F(xiàn)有機電深井209眼，對口抽淺井1 330眼，噴灌機及配套設(shè)備266臺套，農(nóng)田水利輸變電線路達62 km，可澆灌耕地面積5 667 hm2。

灌溉方式：淺井井深在20 m左右，用離心泵抽水，地下水水位最大降深在地面下6 m左右；此層水均為鹽堿水，抽出后棄掉。深井井深在120 m左右，用高揚程潛水泵抽水，抽水水位在地面下60 m，呈弱堿性，滿足灌溉要求；用噴灌機灌溉玉米等旱作物。經(jīng)3年的灌溉，鹽漬土基本改良為良田。此時，淺井也可參與灌溉。3年后玉米的產(chǎn)量可達9 750 kg/hm2。

（3）“排水溝+深松+生化制劑”綜合治理措施——黑龍江省水利科學(xué)研究院模式

1999—2001年，黑龍江省水利科學(xué)研究院在安達市、青岡縣對鹽堿地用“排水溝+深松+生化制劑”綜合措施進行了鹽漬土改良研究。

①排水溝：沿試驗田四周和內(nèi)部挖排水溝，按降低潛水位1.0 m控制溝深。

②深松：采用特制的深松犁或聯(lián)合整地機具，平耙整地，深松深度在40 cm以上。

③生化制劑：一種生物菌活化劑，可活化土壤中的P、Fe等元素，改善土壤養(yǎng)分和微量元素的含量。

3年后，荒地區(qū)種植苜蓿草較原狀土區(qū)增產(chǎn)206%，退化草原區(qū)增產(chǎn)191%；大豆種植區(qū)較原狀土區(qū)增產(chǎn)265%；玉米種植區(qū)增產(chǎn)52.4%。

3.土壤侵蝕化治理措施

（1）侵蝕溝治理措施——黑龍江省水土保持科學(xué)研究院模式

黑龍江省水土保持科學(xué)研究院成立于1963年，一直致力于黑土地水土流失課題的研究，推薦的侵蝕溝治理措施被廣泛應(yīng)用。

在工程設(shè)計上，以小型谷坊（堆石、編柳、土柳）控制侵蝕基準(zhǔn)；以壓柳（或修筑）跌水控制溝頭前進；以溝頭埂、溝頭截流溝等工程分散、攔截降雨徑流，控制上游集水；在溝底植灌木林，攔泥掛淤，控制泥沙下泄和溝底下切；溝坡削坡造林，控制溝岸滑塌擴張。

（2）耕地工程治理措施——紅星農(nóng)場模式

紅星農(nóng)場始建于1951年，位于小興安嶺南麓，是一個國有農(nóng)場。土地面積3.92萬hm2，耕地面積2.73萬hm2，耕地多為丘陵漫崗，土壤以黑土為主。水土流失占耕地面積的62%，以小流域為單元創(chuàng)造出了 “溝、管、洞、縫、坊、林、耕、護”的水土流失治理模式。

溝，在坡耕地上方和坡面較長的耕地中開挖截流溝，同時在截流溝坡降較大的地方布設(shè)跌水工程；管，在耕地中均勻布設(shè)波紋塑料暗管，在局部閉流洼地和低洼處，暗管適當(dāng)加密；洞，用鼠道犁在田面下的黏性土層中擠拉出一條排水孔道；縫，深松、深翻作業(yè)時在耕層中形成密集的縫隙。坊，對侵蝕溝修建柳編谷坊、垡?guī)?、砌石谷坊，盡量建設(shè)塘壩；林，栽種護溝林、護埂林、植物防護帶等；耕，采取少耕免耕、深松淺翻、秸稈還田等保護性耕作技術(shù)，采取原壟卡播等播種措施，采取壟向區(qū)田縮短坡耕地的坡長和降低坡降；護，實行分級管護，塘壩、谷坊、水土保持林等骨干設(shè)施由農(nóng)場管護；鼠洞、壟作區(qū)田、排水溝等田間設(shè)施由受益作業(yè)區(qū)管護。目前，已修建截流溝31條、45.6 km，治理水蝕溝 138條，布設(shè)垡?guī)?1 300條，栽種截流溝埂防護林22.8 hm2，年均增產(chǎn)糧食 1 645×103kg。

（3）水土流失綜合治理措施——拜泉縣模式

拜泉縣地處小興安嶺余脈與松嫩平原的過渡地帶，面積為3 599 km2，耕地24.1萬hm2，土壤以黑土為主。全縣原有水土流失面積3 505 km2，占全縣面積的97.4%，已治理面積2 460 km2，占應(yīng)治理面積的70.2%。主要治理技術(shù)與模式有以下幾種：

①水土流失 “三道防線”技術(shù)（丘陵漫崗水力侵蝕區(qū)立體梯級防治模式）。坡項工程防護體系：在坡項崗脊栽樹、植草，坡中開挖截流溝。田間工程防護體系：坡耕地等高種植、修梯田、種植植物帶、荒坡造林種草。溝道工程防護體系：溝頭修跌水，溝道修谷坊和塘壩，溝坡削坡栽楊、松、沙棘等。

②坡耕地等高壟作的 “三看三定”技術(shù)?？瓷叫味ㄛ庀?、看坡度定垅距、看土質(zhì)定坡降。

③“十子登科”模式。山項栽樹戴帽子，梯田埂種灌木扎帶子，退耕種草鋪毯子，溝里養(yǎng)魚修池子，壩內(nèi)蓄水養(yǎng)鴨子，壩外開發(fā)種稻子，坡地栽樹結(jié)果子，農(nóng)田林網(wǎng)織格子，立體開發(fā)辦廠子，綜合經(jīng)營抓票子。

④五種灌溉模式。平原區(qū)合理布局井群，集中連片噴灌模式；丘陵漫崗區(qū)以小流域為單元，以百庫千塘為主，以中深井為輔的節(jié)水灌溉模式；半山區(qū)為山腳布井、山腰建池、提水上山的節(jié)水灌溉模式；沿河區(qū)實行蓄、引、提、排、灌水田灌溉模式；城郊區(qū)為集約經(jīng)營、微型噴滴灌經(jīng)濟作物模式。

⑤水土保持建設(shè)的四階段模式。初期調(diào)整壟向，中期興修“三田”（即梯田、條田、臺田），近期小流域綜合治理，現(xiàn)在綜合立體開發(fā)。

[1]黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院.黑龍江省松嫩平原水資源開發(fā)利用規(guī)劃報告[R].2008.

[2]黑龍江省水土保持研究所.黑龍江省水土保持研究成果匯編(土壤風(fēng)蝕部分)[R].2012.

[3]水利部松遼水利委員會.松嫩低平原水土資源綜合整治與開發(fā)利用研究[R].2010.

[4]黑龍江省水土保持研究所.大小興安嶺山前丘陵臺地侵蝕區(qū)綜合治理開發(fā)模式研究成果匯編[R].2002.