東北黑土區(qū)小流域綜合治理模式研究

張宇，杜俊鵬，孫學(xué)斌，呂軍，王九九

（1.松遼水資源保護(hù)科學(xué)研究所，吉林 長春 130021；2.遼寧省沈陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 沈陽 110000）

0 引言

東北黑土區(qū)是世界四大主要黑土帶之一，是我國糧食主產(chǎn)區(qū)和最大的商品糧生產(chǎn)基地。自20世紀(jì)50 年代，黑土地大規(guī)模開墾以來，東北黑土區(qū)逐漸由自然林草生態(tài)系統(tǒng)演變?yōu)槿斯まr(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。人類對黑土地的長期高強(qiáng)度開發(fā)，加之土壤侵蝕作用，導(dǎo)致東北黑土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量下降、理化性質(zhì)與生態(tài)功能發(fā)生退化，嚴(yán)重影響到東北農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1-3]。

黨中央、國務(wù)院高度重視東北黑土地保護(hù)，《中華人民共和國黑土地保護(hù)法》于2022 年8 月起正式實(shí)施。自2016年以來，水利主管部門相繼實(shí)施了一系列重要舉措，如東北黑土區(qū)小流域綜合治理、坡耕地綜合整治和侵蝕溝綜合治理等水土保持重點(diǎn)工程，治理水土流失面積達(dá)1.5 萬km2，水土流失治理初見成效[4]。然而，黑土耕地土壤退化趨勢仍未得到完全遏制。已經(jīng)實(shí)施綜合性治理措施的黑土耕地面積占比較低，坡耕地水土流失仍較為嚴(yán)重，耕作層變薄和侵蝕溝問題仍較為突出，距離實(shí)現(xiàn)《東北黑土地保護(hù)規(guī)劃綱要（2017—2030 年）》確定的到2030 年實(shí)施黑土耕地保護(hù)0.167 億hm2目標(biāo)仍存在差距。

本文通過總結(jié)東北黑土區(qū)典型小流域綜合治理成效，以相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)范和技術(shù)性文件為依據(jù)，在全面調(diào)查研究、科學(xué)系統(tǒng)劃定東北黑土區(qū)小流域治理類型區(qū)基礎(chǔ)上，堅(jiān)持分區(qū)治理、分類施策，分析提出適合東北黑土區(qū)小流域綜合治理的模式，以期為管理實(shí)踐及科學(xué)指導(dǎo)推進(jìn)東北黑土區(qū)小流域綜合防治、合理利用黑土地提供參考。

1 小流域綜合治理概念

為充分發(fā)揮水土等自然資源的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益，以小流域?yàn)閱卧?，在全面?guī)劃的基礎(chǔ)上，合理安排農(nóng)、林、牧等各業(yè)用地，因地制宜地布設(shè)綜合治理措施，遵循治理與開發(fā)相結(jié)合的原則，對流域水土等自然資源進(jìn)行保護(hù)、改良與合理利用[5]。

2 小流域治理類型區(qū)劃定

東北黑土區(qū)范圍北起大興安嶺山脈，南到遼寧南部地區(qū)，西至內(nèi)蒙古東部的大興安嶺山地邊緣地帶，東達(dá)烏蘇里江和圖們江邊界，行政區(qū)域涉及黑龍江、吉林、遼寧省及內(nèi)蒙古自治區(qū)東部部分地區(qū)，土壤類型包括黑土、黑鈣土、白漿土、暗棕壤、草甸土等類型。結(jié)合區(qū)域不同地形地貌及土壤侵蝕類型等自然地理?xiàng)l件，兼顧小流域治理措施基本相同和適當(dāng)考慮行政區(qū)劃邊界等因素，將東北黑土區(qū)小流域劃分為以下5種小流域治理類型區(qū)。

1）漫川漫崗型小流域區(qū)。主要位于大、小興安嶺和長白山西部向松嫩平原過渡的山麓沖洪積平原。該類型小流域所處地域地勢呈波狀起伏，坡長多在800 ～1 500 m，海拔250～450 m，土地利用類型主要為農(nóng)地，水土流失類型以水蝕為主，屬重點(diǎn)治理區(qū)。

2）丘陵溝壑型小流域區(qū)。主要分布在嫩江、第二松花江的支流和遼河的中上游及東遼河中上游。所處區(qū)域土地利用類型主要為農(nóng)地、林地和牧業(yè)用地，水土流失類型以水蝕為主，屬重點(diǎn)治理區(qū)。

3）風(fēng)沙型小流域區(qū)。主要分布在松花江流域的中游和西遼河中上游地區(qū)。松花江流域中游地域特點(diǎn)是風(fēng)沙較大、氣候干旱和土壤鹽漬化嚴(yán)重；西遼河中上游地域特點(diǎn)是土壤沙化和草場植被衰退并伴隨著流動(dòng)沙丘的發(fā)生。所處區(qū)域土地利用類型主要為農(nóng)牧業(yè)用地，水土流失類型以風(fēng)蝕和水蝕混合侵蝕為主。

4）中低山地型小流域區(qū)。主要分布在嫩江、第二松花江上游地區(qū)和東遼河上游地區(qū)，地域特點(diǎn)是山地綿延，地勢較陡。該類型小流域所處區(qū)域主要是林區(qū)及部分農(nóng)區(qū)和半農(nóng)半牧區(qū)，水土流失類型以凍融、水蝕和重力侵蝕為主。

5）平原型小流域區(qū)。主要分布在三江平原、松遼平原及遼河流域的中下游平原區(qū)域，所處地域地勢平坦，土地利用類型以農(nóng)地為主，間或有大片沼澤、鹽堿地和蘆葦塘，水土流失類型以水蝕和風(fēng)蝕為主。

3 典型黑土區(qū)小流域綜合治理模式劃分

根據(jù)“十三五”以來吉林省遼源市、黑龍江省綏化市等地小流域綜合治理經(jīng)驗(yàn)，以小流域治理類型區(qū)劃成果為依據(jù)，兼顧治理措施、后期維護(hù)、實(shí)施效果，把東北黑土區(qū)小流域綜合治理模式劃分為以下幾種治理模式。

1）漫川漫崗型小流域治理模式。總體防治策略是坡溝兼治，建立以治理坡耕地為重點(diǎn)的綜合防治體系。具體布設(shè)思路為采取從坡上到坡下布設(shè)“三道防線”的治理模式，設(shè)計(jì)示意圖見圖1。

圖1 “三道防線”治理模式設(shè)計(jì)示意圖

第一道防線為坡頂崗脊防護(hù)體系，即坡頂崗脊處營造水土保持涵養(yǎng)林，在林緣與耕地接壤處開挖截流溝，旨在減少濺蝕，削弱并攔截上坡來水來沙。布設(shè)原則為依照當(dāng)?shù)氐匦螚l件和農(nóng)田分布特點(diǎn)植樹造林，沿分水嶺設(shè)置防護(hù)林。林帶寬度以10 ～20 m 為宜，以防水蝕為主的林帶可偏寬，以防風(fēng)蝕為主的林帶可偏窄。“饅頭崗”形崗頂宜進(jìn)行片狀造林；“魚脊崗”形崗頂宜進(jìn)行帶狀造林；較為平坦的崗頂，林帶宜配置于崗脊兩側(cè)；復(fù)雜多變的崗頂宜因地營造帶、片結(jié)合林。林帶樹種的選取和搭配原則為喬灌木相結(jié)合，針闊葉樹種混交，常見樹種為落葉松、樟子松、小黑楊、胡枝子等。為防止崗水下泄，在林緣與耕地接壤處開挖截流溝。

第二道防線為坡面防護(hù)體系，即坡面采取等高種植為主的耕作措施、植物防沖帶、梯田工程等措施，調(diào)節(jié)和攔蓄地表徑流，控制面蝕發(fā)展。具體做法：對1.5°～3°的坡耕地實(shí)行等高種植；3°～5°的坡耕地在改垅的基礎(chǔ)上按照坡度和土層差異，每間隔一定的寬度種植植物防沖帶，以截短坡長，分割水勢；5°～8°的坡耕地修筑坡式或水平梯田，攔截徑流，并做到生物固埂；對8°以上的坡耕地采取退耕還草還林等。

第三道防線為溝道防護(hù)體系，即對侵蝕溝采取溝坡植樹和植物跌水等植物和工程措施相結(jié)合的方式進(jìn)行防治，固溝保土，防止溝道進(jìn)一步發(fā)展。具體做法：坡下大型溝修壩筑塘，蓄水?dāng)r泥；狹長式的發(fā)展溝，溝上挖竹節(jié)壕、蓄水池，溝坡削坡插柳栽楊，溝頭修溝頭埂和跌水，溝底修柳谷坊等措施。

2）丘陵溝壑型小流域治理模式。總體防治策略是坡上部營造水土保持涵養(yǎng)林，坡下部進(jìn)行改壟和梯田改造及修建地埂植被，坡底部建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目。防治措施可概化為“一林戴帽，二林圍頂，果牧攔腰，兩田穿靴，一龍座底”的“金字塔”綜合治理模式，設(shè)計(jì)示意圖見圖2。

圖2 “金字塔”治理模式設(shè)計(jì)示意圖

“一林戴帽”是指山頂?shù)貏葺^緩區(qū)域采用穴狀整地，營造刺槐、沙棘薪炭林?！岸謬敗笔侵干巾斨車钠旅妫捎弥窆?jié)壕配魚鱗坑，工程整地，營造樟子松、油松、刺槐、落葉松等用材林和山杏等經(jīng)濟(jì)林。“果牧攔腰”是指山腰土厚坡緩區(qū)域建設(shè)果樹臺田，栽植蘋果、梨、山楂、大棗等新鮮果蔬；土薄坡陡處，修筑水平溝，營林造林。“兩田穿靴”是指山腳坡緩?fù)梁?，修高?biāo)準(zhǔn)水平梯田，河川兩岸地平土肥，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田?！耙积堊住笔侵负訙现卫?。

3）風(fēng)沙型小流域治理模式?？傮w防治策略是建立以坡耕地和重要水源地、基礎(chǔ)設(shè)施周邊及危害較大的發(fā)展型侵蝕溝治理為主的水土流失綜合防治體系。防治措施依據(jù)“三個(gè)結(jié)合”原則，重點(diǎn)采用“牧場防護(hù)林建設(shè)”和“以灌代草，劃區(qū)輪牧”的防治模式。即工程建設(shè)與當(dāng)?shù)厣犸曅笄蒺B(yǎng)殖相結(jié)合，與種草種樹相結(jié)合，與管護(hù)及治理相結(jié)合，主要采取“建設(shè)草田林網(wǎng)，實(shí)行草田輪作”。重點(diǎn)實(shí)施風(fēng)蝕沙化耕地治理工程，重點(diǎn)推廣保護(hù)性耕作措施和秸稈覆蓋還田技術(shù)。對坡度較大的溝坡采取削坡措施，對大中型侵蝕溝采取工程和植物相結(jié)合的綜合防治體系，對小型侵蝕溝采取植物封溝等措施。

選用白檸條、沙棘、沙棗等木苗，營造灌木防護(hù)林網(wǎng)，在網(wǎng)格內(nèi)種植沙打旺、紫花苜蓿等優(yōu)質(zhì)牧草，形成灌叢草場，以達(dá)到防風(fēng)固沙和提供飼草的作用。在固定沙地主風(fēng)向營造固沙片林，建防風(fēng)固沙林網(wǎng)，并采用草糧間作的方式提升地力和地表粗糙度，旨在控制風(fēng)蝕作用；在半固定沙地邊緣帶狀間隔配置沙障和灌木林網(wǎng)，旨在控制風(fēng)沙作用，并綜合農(nóng)田周邊的防護(hù)林網(wǎng)和農(nóng)田內(nèi)的糧豆草輪作管理，旨在進(jìn)一步控制風(fēng)蝕作用，同時(shí)培肥地力；在流動(dòng)沙地的主風(fēng)向營造合理密度的防風(fēng)片林，旨在改善防護(hù)范圍內(nèi)的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)條件。

4）中低山地型小流域治理模式。該區(qū)森林植被覆蓋率高，但由于多年大量采伐，跡地更新跟不上，局部水土流失比較嚴(yán)重，潛在危險(xiǎn)性大。該區(qū)域治理開發(fā)方向要以預(yù)防保護(hù)為重點(diǎn)，認(rèn)真執(zhí)行《中華人民共和國水土保持法》《中華人民共和國森林法》和有關(guān)地方性法規(guī)，地面坡度25°以上的森林不準(zhǔn)砍伐。對現(xiàn)有的疏林地要進(jìn)行有計(jì)劃的保護(hù)和改造，提高林草覆蓋率，旨在增強(qiáng)蓄水保土和抗蝕能力，防止疏林地造成水土流失。

5）平原型小流域治理模式。平原區(qū)水土保持工作的重點(diǎn)是合理保護(hù)和開發(fā)利用農(nóng)業(yè)資源，大力營造網(wǎng)、帶、片相結(jié)合的農(nóng)田防護(hù)林，建立合理的耕作制度，大力提倡深松少耕，秸稈還田，增施有機(jī)肥料，改良土壤，增強(qiáng)土壤的抗蝕能力。

4 防治措施

黑土區(qū)小流域綜合防治措施按實(shí)施對象可分為坡耕地防治措施、荒山荒坡防治措施和侵蝕溝防治措施。

1）坡耕地防治措施主要包括梯田及配套的護(hù)埂、田間道路工程、坡面蓄排水工程、園地或經(jīng)果林種植、保土耕作措施等。以小流域?yàn)閱卧?，對流域?nèi)的坡耕地進(jìn)行綜合治理。坡耕地5°～8°修建地埂植物帶，8°～15°修筑水平梯田，大于25°營造水土保持涵養(yǎng)林。

2）荒山荒坡防治措施主要包括梯田及配套的護(hù)埂、田間道路工程、坡面蓄排水工程、水土保持造林、園地或經(jīng)果林種植、封禁治理措施等。以小流域?yàn)閱卧?，對小流域?nèi)的荒山荒坡進(jìn)行綜合整治。根據(jù)不同的地形、土質(zhì)、降雨及交通等條件，因地制宜設(shè)置水土保持造林、梯田、封山育林育草等措施。25°以上退耕的陡坡地實(shí)行封育治理，封山育林育草，防止水土流失；25°以下的荒山荒坡，土質(zhì)、交通和水源條件較好的可修成梯田，開發(fā)為耕地、園地或經(jīng)果林地，不具備修建梯田條件的種植水土保持經(jīng)濟(jì)林、薪炭林、用材林等。

3）侵蝕溝防治措施主要包括截排水工程、護(hù)岸工程、谷坊、攔沙壩、水土保持林草或經(jīng)果林種植措施等。以小流域?yàn)閱卧?，對流域?nèi)的侵蝕溝進(jìn)行綜合治理。根據(jù)溝頭匯水及溪溝侵蝕等情況，因地制宜布設(shè)溝頭防護(hù)工程和谷坊（或攔沙壩）工程等措施。侵蝕溝的治理應(yīng)從溝頭著手，通過截、蓄、導(dǎo)、排等措施，采取坡溝兼治的方式達(dá)到減少坡面徑流的效果，避免溝道沖寬和下切發(fā)生，同時(shí)結(jié)合植物措施來加速和鞏固治理過程及效果，使溝床更加趨于穩(wěn)定。攔沙壩（或谷坊）工程一般修建在溝底比降較大、溝底下切劇烈發(fā)展的溝段，其目的為鞏固并抬高溝床，防止溝底下切，同時(shí)也達(dá)到穩(wěn)定溝坡、制止溝岸擴(kuò)張的作用。溝道治理與小流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展統(tǒng)一結(jié)合起來，在做好溝道集水坡面治理的基礎(chǔ)上，根據(jù)侵蝕溝的發(fā)育階段，充分利用溝中水土資源，提出治理開發(fā)措施。其中，發(fā)展溝以防治為主，治理與開發(fā)相結(jié)合，達(dá)到以治理促開發(fā)，以開發(fā)保治理的效果；半穩(wěn)定溝以預(yù)防為主，防治與開發(fā)利用相結(jié)合；穩(wěn)定溝以開發(fā)利用為主，按侵蝕溝所處的地形、水肥、土壤等條件及發(fā)展商品經(jīng)濟(jì)的需求，因地制宜開展規(guī)劃，選取經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的物種，為發(fā)展經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

5 結(jié)語

本文基于劃定的小流域治理類型，分析提出不同治理類型區(qū)的小流域綜合治理模式，主要包括漫川漫崗型小流域治理模式、丘陵溝壑型小流域治理模式、風(fēng)沙型小流域治理模式、中低山地型小流域治理模式和平原型小流域治理模式。同時(shí)按實(shí)施對象將黑土區(qū)小流域綜合防治措施劃分為坡耕地防治措施、荒山荒坡防治措施和侵蝕溝防治措施。即綜合利用農(nóng)業(yè)措施、生物措施和工程措施等進(jìn)行黑土區(qū)小流域治理，積極采用水保耕作法，橫坡作壟，間作輪作，合理休耕，墾殖有度，并且要分區(qū)治理，加快植被恢復(fù)，退耕還林還草，修筑水平梯田，積極建設(shè)配套設(shè)施，減少水土流失，加強(qiáng)預(yù)防監(jiān)控，促進(jìn)黑土地可持續(xù)發(fā)展。

小流域綜合治理是一項(xiàng)較為系統(tǒng)和復(fù)雜的工程，往往需針對區(qū)域水土流失的嚴(yán)重狀況，合理調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，堅(jiān)持因害設(shè)防、因地制宜原則，綜合配置水土保持治理措施，進(jìn)行綜合性開發(fā)治理和全面保護(hù)。本文突破了以往水土保持綜合治理三大措施的研究思路，提出適用于東北黑土區(qū)小流域特點(diǎn)的綜合治理模式，然而仍有待進(jìn)一步通過水土保持科技監(jiān)測技術(shù)，在各項(xiàng)治理措施全部生效年份開展水土保持效益估算與綜合評價(jià)研究。