劉緒軍
(黑龍江省水土保持科學研究所克山實驗站,黑龍江 克山161600)
東北黑土區(qū)是中國重要的商品糧生產(chǎn)基地,是著名的玉米帶和大豆主產(chǎn)區(qū)。然而,由于特殊的氣候條件、地理環(huán)境、人類不合理地開發(fā)利用,導致東北黑土區(qū)的水土流失形式多樣,分布廣泛,侵蝕嚴重。嚴重的水土流失導致黑土退化,區(qū)域環(huán)境惡化,已經(jīng)影響到了商品糧基地和區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
根據(jù)松遼委2002年統(tǒng)計結果,東北黑土區(qū)有水土流失總面積27.59 萬km2,占整個東北黑土區(qū)的27%。水土流失在東北黑土區(qū)的四省(區(qū))均有分布,其中:黑龍江省水土流失面積為9.55 萬km2、吉林省水土流失面積為3.11 萬km2、遼寧省水土流失面積為3.41 萬km2、內(nèi)蒙古自治區(qū)水土流失面積為11.52 萬km2。在東北黑土區(qū)中有一條完整的黑土帶,大家稱之為典型黑土區(qū),該總面積11.78 萬km2,區(qū)內(nèi)地形為漫川漫崗,水土流失分布廣泛而嚴重,具有較強的代表性。該區(qū)域目前有水土流失總面積為4.47 萬km2,占本區(qū)域土地面積的37.9%,是東北黑土區(qū)中侵蝕最為嚴重的區(qū)域。
據(jù)水利部第三次遙感普查,東北黑土區(qū)目前有水力侵蝕17.70 萬km2,風力侵蝕蝕4.13 萬km2和凍融侵蝕5.76 萬km2。東北黑土區(qū)的土壤侵蝕以水蝕為主,面積最大,分布最為廣泛。凍融侵蝕在大小興嶺山區(qū)分布零星,侵蝕程度較重,而在其以南低山丘陵漫崗區(qū)分布比較集中連片,侵蝕程度較輕。
東北黑土區(qū)的主要侵蝕方式為面蝕和溝蝕。面蝕和溝蝕的主要發(fā)生地為坡耕地,因此說坡耕地是本區(qū)水土流失的主要來源。有關資料顯示,東北黑土區(qū)水土流失總面積中有46%面積的分布在坡耕地中,而典型黑土區(qū)坡耕地的水土流失面積則占到本區(qū)水土流失面積的80.3%[1]。據(jù)測算,東北黑土區(qū)現(xiàn)有大型侵蝕溝25 萬多條,侵蝕耕地48.3 萬hm2,黑土區(qū)每年因侵蝕溝發(fā)育而損失的糧食就高達362.3 萬t,約占到其向國家提供商品糧的1 /10。研究資料顯示,典型黑土區(qū)侵蝕溝發(fā)生在耕地上的比例極大,其中面積所占比例達96%,條數(shù)所占比例達97.4%,耕地侵蝕溝面積占耕地水土流失面積的比例上升到1.047%。
由地形特征可以看出,東北黑土區(qū)的水土流失主要集中分布于四周的沖積洪積平原、山前臺地和丘陵漫崗區(qū)。在典型黑土區(qū),地形大多是高平原和山前洪積平原組成,四周為山前臺地。典型黑土區(qū)的平原坡度在1° ~5°,多為波狀起伏的漫崗,而山前臺地的地面坡度大多為3° ~8°,坡度陡地形復雜,地貌特征導致了該區(qū)的土壤侵蝕強度大、分布廣,是東北黑土區(qū)中土壤侵蝕的代表性區(qū)域。
從典型黑土區(qū)可以看出,土壤侵蝕分布與地貌形態(tài)具有很強的相關性,有顯著的隨地貌分布特征。以烏裕爾河流域為例,流域上游的北安市,為小興安嶺低山丘陵區(qū),森林植被保存相對完好,水土流失較輕,而分布在烏裕爾河流域三級階地、二級階地的克東、克山、拜泉等縣份土壤侵蝕強度相對較大,并呈現(xiàn)出由三級階地向二級階地侵蝕強度逐漸減弱的趨勢,至一級階地的富??h則水蝕較弱,風蝕則較強。
東北黑土區(qū)為高緯度地區(qū),陽光照射角度較小導致不同的坡向接受陽光時間長短相差較大,土壤凍融的遲早不同,造成南坡和東坡土壤侵蝕強度相對較高,形成南坡和東坡的坡度一般要比北坡和西坡陡的地貌形態(tài)。而坡度越大,雨滴進入土地入射角越小,雨滴分散土粒的能力越大,同時徑流流速也大,攜帶泥沙能力就強,侵蝕作用就強,如此形成惡性循環(huán),進一步加重了南坡和東坡的侵蝕[2]。
根據(jù)閻百興等的研究結果:坡面的水土流失主要與坡度及地貌部位有關。從坡頂開始,徑流向下不斷集中,流量、流速及其挾帶泥沙的能力逐漸增強,水流挾沙量達到一定程度后,使得流速得以減緩,損耗了徑流沖刷力,至一定坡面后使面蝕反而減弱,及至坡腳則代之以堆積。由于坡地的這種崗頂弱侵蝕、坡中強侵蝕、坡腳細顆粒侵蝕泥沙堆積的規(guī)律,黑土坡地自上而下可分為互相過渡的幾個帶,即崗頂濺蝕帶、面蝕加強帶、面蝕強烈?guī)?、面蝕減緩帶和坡下沉積帶,對于復式坡還會出現(xiàn)坡間沉積帶。由此造成黑土層厚度呈現(xiàn)規(guī)律性變化,即坡耕地黑土層厚度從崗頂至坡腳的一般變化趨勢是先減少后增加,中間略有變化。由于土壤侵蝕大小差異,使得坡地中不同部位的黑土層厚度有很大的差異,地勢較平坡度較緩的地方,黑土層為深厚,其厚度大多數(shù)為40 ~100 cm;而坡度較大的地段,則黑土層較薄,其厚度大多為為20 ~40 cm;在部分坡度特別大或開墾年限較長的地方,黑土層厚度極薄,有的只有10 cm左右,甚至有的地方露出了母質(zhì)層,這類土地就出現(xiàn)了所謂的“破皮黃”、“火燒云”等現(xiàn)象。
東北黑土區(qū)春季氣候干旱、土壤凍融交替明顯,極易發(fā)生凍融侵蝕和風力侵蝕。由于凍融作用破壞土壤物理性狀,降低土壤黏聚力和抗沖抗蝕能力,加劇了土壤侵蝕,通過野外定點觀測結果顯示:土壤凍結造成土體體積增加9%左右,導致土壤的凍脹,由于凍土膨脹,常出現(xiàn)凍裂,當凍裂寬度>7 cm左右時,春季侵蝕溝岸極易發(fā)生凍裂融塌。另外,降雪量較大的年份部分地區(qū)春季的融雪侵蝕也很大,而降雪量較少的年份則易發(fā)生較大的風蝕,特別是在黑土區(qū)的西部地區(qū),春旱的年份占90%以上,干旱的春季加上常常有大風出現(xiàn),就為風蝕的發(fā)生創(chuàng)造了條件,由此就會產(chǎn)生了較強的風力侵蝕。
[1]張曉平,梁愛珍,申艷,等. 東北黑土水土流失特點[J].地理科學,2006,26(06):687 - 692.
[2]王念忠,沈波. 東北黑土區(qū)侵蝕溝發(fā)展狀況及其對糧食安全的影響[J]. 中國水土保持科學,2011,9(05):7-10.