陳英智,李立新,趙 亮,陳乃慈
(1.黑龍江省水土保持科學研究所 牡丹江試驗站, 黑龍江 牡丹江157010;2.牡丹江市水務局, 黑龍江 牡丹江 157010;3.寧安市水務局, 黑龍江 寧安 157400)
搞好東北黑土區(qū)水土保持是促進我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀要求,是保障國家糧食安全的重要舉措。為了加強東北黑土區(qū)的糧食生產(chǎn)能力,遏制日益嚴重的水土流失,保護珍貴的黑土資源,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,保障糧食安全,保護生態(tài)環(huán)境,國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室和水利部聯(lián)合實施了國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)東北黑土區(qū)水土流失重點治理工程。黑龍江省海林市海浪河項目區(qū)是該項目的一部分,3年(2010—2012)的實施取得了較好的成效,不僅有效遏制了項目區(qū)日益嚴重的水土流失,保護了珍貴的耕地資源和土地生產(chǎn)能力,而且改善了生態(tài)環(huán)境,減輕了自然災害,發(fā)展了區(qū)域經(jīng)濟,為在黑土區(qū)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展打下了堅實的基礎。
海浪河項目區(qū)位于黑龍江省海林市東北部,地處長白山系張廣才嶺隆起的中段,地理位置在東經(jīng)129°11′51″—129°30′45″、北緯44°24′03″—44°44′36″之間,總面積128.79 km2,地貌屬于低山丘陵類型。地勢特征南高北低、東西高中間低,海拔296—622 m,地形起伏較大,坡度較陡。土壤主要以暗棕壤和白漿土為主,有小面積的草甸土、沼澤土和水稻土。
植被屬中溫帶針闊葉混交類型,林草覆被率19.3%。天然植被以針闊葉混交次生林為主,針葉樹種主要有紅松、樟子松、落葉松等,闊葉林樹種主要有樺樹、柞樹、榆樹、楊樹、水曲柳、核桃楸、黃菠蘿等。在喬木樹冠下生長著種類較多的灌木、藤木、山果等木本植物。主要草種有小葉樟、苔草、野古草、羊胡草、輪葉百合等。
項目區(qū)屬中溫帶半濕潤大陸性季風氣候,冬季受西伯利亞極地大陸氣團控制,寒冷干燥;春季氣候多變,氣溫回升快,風大易干旱,大風日數(shù)18 d,平均風速2.1 m/s;夏季受副熱帶海洋氣團的影響,氣候溫熱,雨量充沛。年均氣溫3.2 ℃,≥10 ℃活動積溫2 372 ℃,日照時數(shù)2 450 h,太陽總輻射量為115 kJ/cm2,無霜期132 d。多年平均降水量570 mm。
海浪河項目區(qū)包括海林鎮(zhèn)和海南鄉(xiāng)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的斗銀、拉南、紅旗、永安、雙林、大嶺、東德家、嶺東、文明等9條小流域,總人口1.69萬人,其中農(nóng)業(yè)人口1.54萬人,農(nóng)業(yè)勞動力0.73萬人。土地利用現(xiàn)狀見表1,地面坡度和耕地坡度見表2。
表1 土地利用現(xiàn)狀 hm2
表2 地面坡度和耕地坡度組成 hm2
海浪河項目區(qū)屬于中度水蝕區(qū),侵蝕形式主要是面蝕和溝蝕。水土流失面積100.1 km2,占總土地面積的77.65 %,其中:輕度侵蝕面積40.78 km2,多發(fā)生在3°—5°的坡耕地和荒坡及疏幼林地上;中度侵蝕面積為28.31 km2,多發(fā)生在5°—8°坡耕地上;強烈和極強烈侵蝕面積分別為13.52和9.55 km2,多發(fā)生在8°—15°坡耕地及溝道上;劇烈侵蝕面積7.85 km2,發(fā)生在沙場及棄礦區(qū)。共有大小侵蝕溝175條,占地87.9 hm2,溝壑密度1.23 km/km2,侵蝕模數(shù)2 988.81 t/(km2·a)。
在項目區(qū)水土流失面積中,強烈以上流失面積占30.9%,是黑龍江省水土流失最嚴重的地區(qū)之一,水土流失造成大量泥沙下泄,輸入河道和庫塘,破壞水利工程,泥沙淤塞致使水利工程蓄水能力大大降低,每年汛期都有多處橋涵被沖毀;表層土壤以泥沙形式進入水體,致其含沙量和濁度增加;流失的土壤中含有大量的有機質及殘存的農(nóng)藥、肥料等物質,這些物質隨土壤一起進入水體,加重了水體污染;項目區(qū)內溝壑縱橫,有的侵蝕溝已發(fā)展到村邊,嚴重威脅村屯的安全,每遇暴雨極易發(fā)生山洪,沖毀房屋,沖斷橋涵;隨著表土的流失,土壤養(yǎng)分逐漸減少,加之侵蝕溝把坡耕地切割得破碎,嚴重影響了機耕作業(yè)的效率,降低了勞動生產(chǎn)率和土地利用率。
遵循環(huán)境系統(tǒng)一致性、水土流失過程一致性、治理效益最大的基本原則,以小流域為單元,堅持溝坡兼治,以治理坡耕地為主攻方向,以增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后勁為突破口,大面積坡耕地治理以梯田、地埂和改壟為主,侵蝕溝治理采取植物措施與工程措施相結合、治理與開發(fā)相結合,從分水嶺到坡腳,從溝頭到溝口,從支毛溝到干溝,從上游到下游,建成完整的坡面和溝道防護體系(圖1),實施山、水、田、林、路的綜合治理和開發(fā),達到全面治理水土流失的目的。
圖1 水土流失綜合治理措施
在8°—15°、土層厚度30 cm以上坡耕地上修建梯田,控制面積94.3 hm2。通過坡改梯,達到切斷徑流、蓄水保土保肥的功用。
在3°—8°坡耕地等距修筑橫坡地埂,控制面積7 061.2 hm2,可以截短坡長,攔蓄徑流,有效防止坡耕地漫壟面蝕和斷壟出溝的發(fā)生,初步控制水土流失。
在<3°坡耕地上,調整順坡壟向為沿等高線起壟或垂直坡向進行橫坡耕種,形成新的橫坡壟;根據(jù)不同地形、土質、坡度等條件,遵循宜橫則橫、宜斜則斜、大彎就勢、小彎取直、保水保土保肥、便于機耕作業(yè)的原則,將一面坡地改為橫坡壟,線搭子地改為月牙壟,饅頭地改為轉山壟??刂泼娣e436.1hm2。
在荒坡與耕地交界處,根據(jù)坡度、土質和來水量布設截流溝,并植物護埂,控制面積為301.8 hm2。
溝頭以上來水量不大,溝頭防護工程可以全部攔蓄時,在溝頭以上3~5 m處,圍繞溝頭修筑溝頭埂,共修溝頭埂3.85 km;當溝頭以上來水量較大,溝頭埂不能完全攔蓄,或由于地形、土質限制,不能采用溝頭埂時,修建柳跌水或漿砌石跌水,共修跌水175 處。
溝底谷坊主要是土柳谷坊和漿砌石谷坊。遵照頂?shù)紫嗾盏脑瓌t,并考慮單座谷坊的水沙分配,沿溝系走向呈群組式布局,溝道上游谷坊間距適當加密,下游谷坊間距適當加大,共修土柳谷坊300 座、漿砌石谷坊525 座。
為防止人畜進入破壞林草植被,在人畜活動頻繁的村、鎮(zhèn)附近及主要路旁,采用圍欄設施進行生態(tài)修復,共設立生物圍欄49.00 km、工程圍欄21 km。封育區(qū)四周有明顯的標志,砌石標志牌60個。
在原有農(nóng)道的基礎上整修作業(yè)路,道路兩側營造護路林,并挖排水溝,用沙土鋪筑路面,共修整作業(yè)路37 km,對地勢低洼、泥濘難行的農(nóng)道需修涵洞;為宣傳水土保持工程的公益性特點,提升流域群眾的水土保持意識,銘記水土保持工程的歷史地位及影響,于每個小流域交通干道或地勢制高點設立水土保持綜合治理宣傳碑,共設立小流域綜合治理宣傳碑9個。
所有措施全部生效時,每年產(chǎn)生效益379.74萬元,其中:梯田、地埂和改壟增產(chǎn)糧食170.34 萬kg,效益為204.41 萬元;水保林、生態(tài)修復木材蓄積量為1 604.03 m3,效益為64.16 萬元;枝條產(chǎn)量5.07 萬kg,效益1.01 萬元;果品220.33 萬kg,效益110.16 萬元。人均年增收248.5 元。
減輕了水土流失對土地的破壞,實現(xiàn)了土地資源的永續(xù)利用;減輕了溝道、河流的洪水危害,使區(qū)內的河灘兩岸及下游的土地和居民免受洪澇災害;塘庫河床淤積減少,水利工程的使用壽命延長,河道能夠安全行洪;增加了土壤入滲,減少了坡面徑流,變山洪為長流水,調節(jié)了徑流量;林地和草地可調節(jié)氣候,植物可更加充分地利用地表水。各項水土保持措施全部生效后平均每年可攔蓄徑流總量1249.03萬m3,保土27.2萬t。
林草覆被率由治理前的19.3%提高到26.4 %,提高7.1百分點。水土流失治理程度達到95.5%。水土流失得到有效防治,生產(chǎn)條件基本改善。
進一步完善了農(nóng)業(yè)基礎設施,提高了土地生產(chǎn)率,為實現(xiàn)優(yōu)質、高產(chǎn)、高效的大農(nóng)業(yè)奠定了基礎。田、林、路、渠配套,相對提高了地力,使其更加涵養(yǎng)水源且易于耕作,改單一經(jīng)營為農(nóng)、林、牧、副共同發(fā)展。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件改善和群眾的生活水平提高,使項目區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強,資源利用效率顯著提高,農(nóng)村環(huán)境得到整治。
黑龍江省海林市海浪河項目區(qū)水土流失綜合防治工程,以保持水土、整治國土為基礎,通過因地制宜,科學布設各項措施,最大限度地控制了水土流失,保護了水土資源。工程措施通過塑造微地形,改變地表徑流的運動形態(tài)而將水留??;植物措施增加了地表植被覆蓋率,極大地減弱了降雨和徑流對地表的沖刷,提高了土壤含水量,增強了土壤的抗蝕抗沖能力,有效控制水土流失,涵養(yǎng)了水源,保持了地力,保護和改善生態(tài)環(huán)境;通過基本農(nóng)田建設和坡面水系工程建設,增強了土壤保水、保土、保肥能力,提高了土地資源利用率,增加了糧食產(chǎn)量,直接增加了群眾的經(jīng)濟收入,推動社會走上了生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路。