衣保中
(吉林大學(xué) 東北亞研究院,長春130012)
黑龍江流域以廣袤肥沃的黑土地而著稱于世,是世界三大黑土帶(另兩個為烏克蘭和美國密西西比)之一。自清末大規(guī)模丈放官荒以來,經(jīng)過一個多世紀(jì)的墾殖,黑龍江流域?qū)崿F(xiàn)了從“北大荒”到“北大倉”的歷史巨變,已建設(shè)成為我國重要的商品糧基地。但是,我們?nèi)绻麖纳鷳B(tài)環(huán)境的視角出發(fā),就會發(fā)現(xiàn)百余年來黑土帶墾殖付出了沉重的生態(tài)環(huán)境代價,突出表現(xiàn)為嚴(yán)重的黑土退化、侵蝕和流失,甚至在部分地區(qū)面臨荒漠化的危機(jī),值得我們深刻反思。
黑龍江流域黑土帶廣泛分布于今黑龍江、吉林兩省大部分地區(qū)以及內(nèi)蒙古自治區(qū)東部地區(qū),以黑土、黑鈣土和草甸土為主,土壤養(yǎng)分儲量比我國其他地區(qū)高2—5倍。以上三類黑土在黑龍江流域分布很廣,尤其松嫩平原及其四周的臺地、低丘地帶是黑土的集中連片分布區(qū)。松嫩平原是我國第二大平原,土地肥沃,適宜農(nóng)耕,早在清季就以“北滿谷倉”著稱于世。黑龍江省有黑土282.38萬公頃,占耕地總面積的25.6%;有黑鈣土158.9萬公頃,占耕地總面積的13.76%;有草甸土311.76萬公頃,占耕地總面積的28.2%;這三類黑土合計占耕地總面積的67.56%,也就是說全省耕地有2/3是黑土。吉林省中部地區(qū)的土壤為淋溶黑土,土壤肥力相當(dāng)高,有良好結(jié)構(gòu),微酸—中性反應(yīng),表土層很厚,頗適植物生長,為本省主要的農(nóng)業(yè)地區(qū)。吉林省西部也分布有典型黑鈣土及碳酸鹽黑土,黑土層一般40—60厘米,有較好團(tuán)狀及核狀結(jié)構(gòu),中性反應(yīng),肥力較好,大部分已開墾為耕地。據(jù)該省土壤普查,黑土、黑鈣土、草甸土等肥力較高的土壤占全省耕地總面積的52%[1]。
黑龍江流域黑土帶位于地殼運動的下沉地帶,構(gòu)造上屬新華夏系第二沉降帶,即松遼斷陷。全新世氣候時期,該地域為草原或森林草原環(huán)境,在河流搬運堆積的作用下,在腐殖質(zhì)長期積累的基礎(chǔ)上,廣泛發(fā)育成富含腐殖質(zhì)和養(yǎng)分的黑土層。根據(jù)腐殖質(zhì)含量的多寡,黑龍江流域的黑土自東向西可分為草甸淋溶黑土、草甸鹽酸鹽黑鈣土和典型黑鈣土,在排水不良的低洼地區(qū)則發(fā)育成草甸鹽堿土。黑土是溫帶草原草甸條件下形成的土壤,黑土的土層一般為30—70厘米,深者可達(dá)1米以上,自然肥力高,土壤呈微酸—中性反應(yīng),有機(jī)質(zhì)含量豐富,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較好,土壤中的水、肥、氣、熱協(xié)調(diào),保墑透水性能好。黑土有機(jī)質(zhì)含量一般高達(dá)10%~20%,開墾較久的土壤亦有2%~5%;水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)達(dá)50%以上,即使在過去不合理的耕作制度下,耕種20余年仍可保持在20%~30%。黑鈣土是季節(jié)性凍土區(qū)半干旱氣候條件下形成的地帶性土壤,其肥力僅次于黑土,主要分布在松嫩平原西部。黑鈣土表層發(fā)黑、發(fā)暗,下部有一個鈣積層;黑土層一般為20—50厘米,初墾期有機(jī)質(zhì)含量6% ~9%,耕種20—30年,有機(jī)質(zhì)下降到3% ~4%;土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較好,含鹽量低,一般小于0.1%;呈中性—微堿性反應(yīng)。草甸淋溶黑土是在雨量充沛、植物茂密的條件下形成的,土層厚度一般在50—60厘米以上,甚至有達(dá)1.2米的,表層腐殖質(zhì)含量10%左右,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)良好,堪稱是最肥沃的土壤,可耕作多年而不施肥料。黑龍江流域西部的典型黑土分布在平緩起伏的階地及低丘上,土層比草甸淋溶黑土薄,均在50厘米左右。西南部的草甸碳酸鹽黑土的表層厚約10—15厘米,腐殖質(zhì)含量僅2%左右,肥力較低。
黑龍江流域的黑土雖然肥沃宜耕,但在地質(zhì)構(gòu)造上卻存在一定的脆弱性。黑龍江流域的黑土是新生代以來,受新構(gòu)造運動的影響而發(fā)生的運動中,第四紀(jì)時期沉積了厚層的以河—湖相為主的松散沉積物。這些沉積物的巖性主要為細(xì)砂,在此基礎(chǔ)上發(fā)育了厚度不等的全新世黑土層,就是這層黑土構(gòu)成了下伏砂層的“保護(hù)層”。然而,在黑龍江流域的很多地區(qū),這層黑土層為砂質(zhì)的土壤層,土質(zhì)疏松且極易被人類活動所破壞。在人類的長期墾殖之后,黑土層在很多地方已經(jīng)風(fēng)蝕殆盡,即使是在其殘留地區(qū),黑土殘存的厚度也多在幾十厘米或1米之下。喪失了全新世的黑土層,也就開啟了“古砂翻新”的進(jìn)程,極易導(dǎo)致土壤荒漠化的發(fā)生。
此外,由于黑龍江流域黑土帶四季溫差大,凍融交替明顯,作用時間長,春季解凍后的土壤疏松,抗蝕能力會明顯降低。B.S.Sharratt等對“北美黑土帶解凍期水土流失”的研究證實:“經(jīng)凍融交替的土壤比沒經(jīng)凍融交替的土壤流失量增加24% ~90%。”[2]凍融是黑龍江流域黑土帶地形起伏較小、坡度較緩,土壤侵蝕卻比較嚴(yán)重的主要原因之一。由于凍融的交替作用,在河流兩岸、侵蝕溝溝邊和溝頭還常因出現(xiàn)裂縫而崩塌,加重了河流岸邊黑土的侵蝕和坡地侵蝕溝的發(fā)展。
歷史上黑龍江流域黑土帶長期是游牧和漁獵民族活躍的地區(qū)。從秦漢歷唐宋至明清,黑龍江流域黑土帶是來自北方的游牧漁獵民族與來自中原的農(nóng)耕民族激烈角逐的歷史舞臺,頻繁的沖突和戰(zhàn)爭伴隨著對定居農(nóng)業(yè)的不斷破壞,使農(nóng)業(yè)開發(fā)的歷史進(jìn)程經(jīng)常被打斷,農(nóng)業(yè)發(fā)展一直比較落后。尤其遼代以前,黑土地上的經(jīng)濟(jì)活動基本上以狩獵、畜牧為主;盡管在某個歷史時期有一定規(guī)模的農(nóng)墾活動,但當(dāng)時的生產(chǎn)力水平極為低下,對生態(tài)的破壞程度還是相當(dāng)?shù)偷摹_|代在西拉木倫河及嫩江流域曾有早期的農(nóng)墾,但接下來的元明時期,少數(shù)民族的畜牧漁獵活動又占據(jù)了主導(dǎo)地位。而到了清朝初年,清朝統(tǒng)治者為維護(hù)所謂的“根本之地”,又對東北地區(qū)實行全面封禁的政策。順治初年,清政府開始修筑“柳條邊”。清政府以柳條邊為界,將邊外的西部地區(qū)列為蒙古族游牧區(qū),將邊外的北部和東部地區(qū)列為滿族漁獵區(qū),皆禁止?jié)h人進(jìn)入墾荒。同時,清政府還在東北特定區(qū)域劃定皇室獨占的禁地,其中包括圍場、牧場、貢江山、官河泡以及各種禁山等??滴跏拍?1680),清政府又在柳條邊內(nèi)劃定旗界和民界,把民人全部遷出旗界,禁止旗民混居。乾隆十五年(1750),正式下令禁止關(guān)內(nèi)流民出關(guān)出口:“奉天沿海地方多撥官兵稽查,不許內(nèi)地流民登岸。并行山東、江、浙、閩、廣五省督撫,嚴(yán)禁商船夾帶閑人。山海關(guān)、喜峰口及九處邊門,皆令守邊旗員和沿邊州縣嚴(yán)行禁阻?!?《光緒會典事例》卷一五八)清政府的封禁政策限制了關(guān)內(nèi)移民的大量流入,阻礙了黑龍江流域黑土地的墾殖,使得大片肥沃的黑土地在進(jìn)入20世紀(jì)前仍然處于原始荒蕪狀態(tài)。特別是黑龍江流域的北部地區(qū),更是被當(dāng)時的文人描寫成“遐荒”遠(yuǎn)境,或曰“絕塞”,或曰“絕域”,或曰“龍沙”,“北大荒”之稱遂聞名于世。
清朝末年,為了加強(qiáng)對邊疆的控制,抵御沙俄、日本等列強(qiáng)的侵略,從1861年起,清政府對東北邊疆地區(qū)采取了弛禁放墾政策,允許移民來邊境墾荒。清末黑土帶墾殖是一個由南向北漸進(jìn)的進(jìn)程,最早墾殖的是南部的吉林伊通河流域,然后向松花江中游、拉林河流域和呼蘭河流域擴(kuò)展,19世紀(jì)七八十年代擴(kuò)展至嫩江流域、牡丹江流域以及松花江下游地區(qū),1900年三江平原(當(dāng)時屬吉林)“全面開放”,1904年起黑龍江將軍所轄地區(qū)“全面開放”。黑龍江流域黑土帶進(jìn)入全面開放和大規(guī)模墾殖的新時期,平均每年放荒面積達(dá)100萬坰左右,到1910年共放荒687.5萬坰。土地大規(guī)模墾殖促進(jìn)了黑龍江流域農(nóng)業(yè)的發(fā)展。1911年,吉黑兩省糧食產(chǎn)量已達(dá)101億斤,人均1 700多斤。
民國時期延續(xù)了晚清的大規(guī)模移民,且數(shù)量有過之而無不及。來自山東、河北等地的大量漢人“闖關(guān)東”,在黑龍江流域黑土帶進(jìn)行了空前的農(nóng)墾。1915年,吉林省耕地面積已達(dá)8 598萬畝,黑龍江省亦達(dá)3 716萬畝[3]。20世紀(jì)20年代,黑龍江流域的土地墾殖進(jìn)入高潮,據(jù)云:“農(nóng)丁佃工每年自燕魯?shù)鹊馗皷|北務(wù)農(nóng)者,民十五以前每年約三十萬人,民十六而后,每歲遞加。初時不過春來冬去,其永久居住實居少數(shù),比年關(guān)內(nèi)生活情形輒不如前,遂有挈家赴關(guān)外謀終老于是鄉(xiāng)者。十七年至十九年間,每年達(dá)一百萬人?!保?]移民大多數(shù)進(jìn)入黑龍江流域,據(jù)統(tǒng)計,從1925年到1930年,經(jīng)由長春站前往東北北部地區(qū)移民的數(shù)量,分別為407 376人、519 701人、796 651人、744 467人、633 339人、479 802人。大規(guī)模移民促進(jìn)了土地墾殖,從1924年到1931年,齊齊哈爾地方(包括龍江、景星、訥河、嫩江、布西等縣)耕地面積由38.3萬公頃增至92.2萬公頃,哈爾濱地方(包括濱江、呼蘭、巴彥、綏化、鐵力等縣)耕地面積由102.1萬公頃增至165.9萬公頃,松花江下游地方(包括木蘭、依蘭、湯原、樺川、富錦等縣)耕地面積由86.2萬公頃增至118萬公頃,中東路東部線地方(包括阿城、延壽、珠河、葦河、寧安等縣)耕地面積由57.5萬公頃增至127.2萬公頃。土地墾殖推進(jìn)了黑龍江流域農(nóng)業(yè)發(fā)展和商品糧基地的形成。據(jù)對東北北部的估計,從1917年至1921年,每年生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品有700萬噸,其中銷售于當(dāng)?shù)厥袌稣呒s有180萬噸,經(jīng)鐵路外銷者約有95萬噸,出口的約有150萬噸,以上三項合占總產(chǎn)量的60.7%。到20世紀(jì)20年代末,東北北部的農(nóng)產(chǎn)商品率進(jìn)一步提高,小麥及面粉的商品率為80%,大豆及其制品為84.3%,其他豆類為46.7%,高粱及其制品為45.6%,谷子及其制品為30.6%,黍為20.3%,玉蜀黍為51.1%,其他谷物為9.6%,農(nóng)產(chǎn)品的平均商品率為 60.5%。1929年,東北大豆種植面積為399.273萬公頃,其中吉林、黑龍江兩省占77%。東北大豆的生產(chǎn)重心已轉(zhuǎn)移到東北北部,無論是面積還是產(chǎn)量,東北北部都占60%左右。1930年,東北北部向市場提供的商品大豆達(dá)254.7萬噸,占當(dāng)年全國大豆總產(chǎn)量的81.3%。此時的黑龍江流域已經(jīng)成為我國重要的商品糧基地和大豆出口基地。
新中國成立后,黑龍江流域加快了土地墾殖的步伐,建立了大批的國營農(nóng)場,大批退伍軍人挺進(jìn)黑龍江流域,開辟了廣闊的新墾區(qū),僅在黑龍江省就新開荒地7 000多萬畝,相當(dāng)原有耕地的50%以上,使黑龍江流域成為我國最大的商品糧生產(chǎn)基地。經(jīng)過一個多世紀(jì)的墾殖,黑龍江流域?qū)崿F(xiàn)了從“北大荒”到“北大倉”的歷史巨變。建國后黑龍江流域黑土帶的土地墾殖大體經(jīng)歷了以下三個階段:
第一階段,1949—1960年。1948年完成土改后,地方政府實行了開荒頭三年不交糧的獎勵政策,以調(diào)動廣大農(nóng)民開荒的積極性。1950年黑龍江和吉林兩省開始接納大量山東、河北等省移民和支邊青年遷入開荒,1954年鐵道兵和農(nóng)建二師建場開荒,1958年10萬轉(zhuǎn)業(yè)官兵開發(fā)“北大荒”,建立了數(shù)十個大型國營農(nóng)場。1956年以后,隨著高級合作社和人民公社的成立,又開始了集體開荒。這十余年間,黑龍江省每年開墾荒地13.3萬公頃左右,其中1957年達(dá)到20.8萬公頃。到1957年,全省已建立75個國營農(nóng)場和150多個移民新村,全省耕地面積達(dá)到666.6萬公頃,比建國初期增加了100多萬公頃。
第二階段,1961—1977年。“文革”期間,接納百萬知識青年上山下鄉(xiāng),1967年組建了黑龍江生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán),將當(dāng)時的國營農(nóng)場、勞改農(nóng)場統(tǒng)統(tǒng)劃歸生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán),進(jìn)行了大面積的開荒。1965年,黑龍江省開荒面積達(dá)到29.12萬公頃,創(chuàng)40年來最高紀(jì)錄;1970年,黑龍江省耕地面積達(dá)到766.6萬公頃。這十余年間,黑龍江省建成國營農(nóng)場128個、軍隊農(nóng)場171個,形成了全國最大的國營農(nóng)場群。1974年以后主要是進(jìn)行集體開荒,國家將人民公社集體開荒納入計劃,給予一定的資金補(bǔ)助,加快了土地墾殖進(jìn)度,全省共建機(jī)械化集體開荒點1 350個,共開墾荒地133.2多萬公頃。
第三階段,1978—1990年。黨的十一屆三中全會以后,黑龍江流域進(jìn)行了土地綜合開發(fā),山水林田路綜合治理,尤其是1985年后對三江平原進(jìn)行了重點開發(fā)。1988年開始的由國家立項的三江平原開發(fā),共投入資金8.1億元,集中成片開發(fā)建設(shè)了120個小區(qū)。三江平原土地資源墾殖涉及鶴崗、佳木斯、雙鴨山、七臺河、雞西、牡丹江等6個省轄市、22個縣(市)以及4個國營農(nóng)場管理局和62個國營農(nóng)牧漁場。到1990年,共開墾荒地12.46萬公頃,改造中低產(chǎn)田52萬公頃,其中旱改水16.24萬公頃,治理低洼地35.74萬公頃。通過三江平原土地資源綜合開發(fā),使糧食生產(chǎn)能力新增150萬噸。除三江平原開發(fā)外,黑龍江省其他地區(qū)也墾殖土地76.66萬公頃。新中國成立后的40多年間,黑龍江省共開墾荒地596萬公頃,相當(dāng)于建國前的一倍多;全省糧食總產(chǎn)從1949年的120億斤增加到1990年的426億斤,其中一半來自于提高單產(chǎn),一半來自于黑土資源的墾殖[5]。
總之,清末以來,黑龍江流域?qū)嵭辛苏煞殴倩?、移民實邊和開發(fā)邊疆的政策,清代封禁的大面積官荒、蒙地、禁山、圍場、官牧場等項國有土地被陸續(xù)丈放,成為私有土地。以此為契機(jī),20世紀(jì)黑龍江流域數(shù)度出現(xiàn)土地墾殖熱潮,大量關(guān)內(nèi)移民和周邊地區(qū)的國際移民涌入黑龍江流域,國內(nèi)外資本也紛紛進(jìn)入,設(shè)立大批農(nóng)業(yè)墾殖公司,并引進(jìn)了拖拉機(jī)等近代農(nóng)業(yè)設(shè)備和技術(shù)。借助于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推力,黑龍江流域的土地墾殖以前所未有的規(guī)模迅速展開,到20世紀(jì)20年代末,黑龍江流域就已經(jīng)成為舉世聞名的大豆生產(chǎn)基地,而后隨著玉米帶和優(yōu)質(zhì)水稻生產(chǎn)基地的形成,黑龍江流域逐漸發(fā)展成為我國糧食商品率最高的“北大倉”。另一方面,正是由于晚清以來的大規(guī)模移民和土地開墾,使黑龍江流域在全新世適宜期的幾千年里發(fā)育的黑土層,開始出現(xiàn)人為破壞和退化剝蝕的現(xiàn)象。
人類的開墾種植活動對耕種土壤的形成具有重要的影響。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的提高,通過不斷的耕作、施肥、灌溉、排水、輪作及其他改良措施,人為因素對土壤影響日益加強(qiáng),并逐漸居于主導(dǎo)地位。人為活動充分利用自然過程的有利方面,抑制和改造其不利方面,支配原有的自然肥力,不斷創(chuàng)造人工肥力,從而決定了耕作土壤的發(fā)展方向。人的生產(chǎn)勞動對耕作土壤的肥力起著決定性的作用,耕作土壤熟化過程是人類定向培育的結(jié)果。
黑龍江流域大部分土壤的開墾時間為50—100年,目前,流域內(nèi)的黑土、黑鈣土、草甸土、白漿土已經(jīng)大部分被開墾。人為耕墾使得土壤有不同程度的熟化,土壤形態(tài)和肥力特性和原來相比有了明顯的差異。經(jīng)過耕作,自然土壤表土和心土拌混了,形成了新的層次組合。一般說來,表層15—20厘米,由于常年進(jìn)行耕翻和鏟趟,土性變得疏松多孔,受地表生物氣候的影響較大,比較通氣、透水,物質(zhì)轉(zhuǎn)化快、水分養(yǎng)分供應(yīng)較多,于是形成“耕作層”。在耕作層下,受地表生物氣候影響較小,冷熱變化較小,通氣透水性差,表層粘粒向下移動,微生物活動較弱,形成堅實的蒜瓣狀結(jié)構(gòu)的“犁底層”。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用日益廣泛,耕作層加深,犁底層被擊破,水、肥、氣、熱條件進(jìn)一步地變化,熟化程度提高,使得土壤進(jìn)一步適應(yīng)了作物生長的需要。然而,人類的土地墾殖過程,同時也是土壤原有結(jié)構(gòu)和性狀破壞的過程。如前所述,黑土在地質(zhì)構(gòu)造和環(huán)境區(qū)位上存在一定的脆弱性,因而在黑土墾殖的過程中不可避免地付出了巨大的資源環(huán)境代價。
第一,土壤肥力不斷下降。黑龍江流域開墾初期,由于黑土帶土質(zhì)十分肥沃,從關(guān)內(nèi)遷移到這里的拓荒者們對黑土地生產(chǎn)力水平產(chǎn)生了過分的依賴思想,種地不養(yǎng)地,導(dǎo)致土壤肥力不斷下降。這是由于土地翻耕后,土壤環(huán)境條件逐年改變,有機(jī)質(zhì)的合成與分解逐漸失去了原來的平衡,有機(jī)質(zhì)分解的速度大于合成的速度,土壤中的有機(jī)質(zhì)就會逐年減少。目前,黑龍江省的黑土、黑鈣土的墾殖率已經(jīng)分別達(dá)到74%和72%,由于開墾歷史相對較早,以及長期以來對耕地的索取多、投入少,廣種薄收、粗放經(jīng)營,致使土壤肥力大幅下降。據(jù)黑龍江省土肥站調(diào)查測算,全省耕地投入產(chǎn)出持平的只占耕地總面積的14.8%,75.2%的耕地投入少或極少,還有10%的耕地處于只索取、不投入的狀態(tài);全省耕地的養(yǎng)分歸還率,有機(jī)質(zhì)為60.0%,氮為 53.9%,磷為 51.7%,鉀不到 25%。據(jù)黑龍江省第二次土壤普查資料可知,黑土地開墾20年的肥力下降1/3,開墾40年的下降1/2。地瘦加劇了土壤物理性質(zhì)的惡化,致使土壤板結(jié),保水保肥性能下降,低產(chǎn)田面積增大。即便是被譽(yù)為“黑土地油汪汪,不上糞土也打糧”的克山、拜泉黑土帶的耕地,也已有部分逐步進(jìn)入低產(chǎn)田的行列。
第二,化肥的大量使用對土壤造成很大損害。近代以來,黑龍江流域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)演進(jìn),特別是近十幾年來,化肥的大量使用使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平有了很大提高。然而,隨著農(nóng)家肥施用量的日趨減少,化肥投入量的不斷加大,導(dǎo)致了有機(jī)物還田量的減少,加速了土壤的礦化速度,出現(xiàn)了地力下降、土壤板結(jié)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)遭到破壞等問題——土壤產(chǎn)生了黃化現(xiàn)象。它改變了土壤的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),從而降低了作物對降水和光能的利用率。以吉林省公主嶺市為例,1999年的化肥施用量為302 163標(biāo)噸,平均每公頃施用量為1.373標(biāo)噸;糧食產(chǎn)量為207.3萬噸,平均每公頃產(chǎn)量為13.36噸。這種高產(chǎn)出是以高投入為代價的,對黑土的原有成分和性狀造成了嚴(yán)重的損害。此外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化也對土壤造成了一定的破壞,如吉林省的玉米清種和連作、黑龍江省的大豆小麥的連作,往往導(dǎo)致土壤中某些營養(yǎng)元素的嚴(yán)重缺乏,造成土壤營養(yǎng)元素的比例失調(diào)。
第三,土壤水力侵蝕嚴(yán)重。黑土的機(jī)械組成、結(jié)構(gòu)性、表層透水性都是良好的,當(dāng)土壤含水量不高且降雨量不大時,土壤表層是可以接納大量雨水的。但是黑土母質(zhì)黏重,粘粒含量為35.6—60.8%;下層緊實,透水不良;中厚層黑土在70厘米下的土層每小時透水速度小于20毫米,薄層黑土從表層起透水性是極弱的。而且這里冬季長而寒冷,土壤一般保持半年季節(jié)性凍土層,深達(dá)2米左右,從而形成隔水層,使得春季融凍水和夏季雨水不能及時下滲,因而出現(xiàn)上部土層水分飽和后,因下部滲水緩慢,普遍滯水的現(xiàn)象。且土壤抗蝕性能較差,土塊易松散,部分會形成懸濁液向下移動;在表土遭受侵蝕,心土裸露時,土團(tuán)會迅速分散,一旦出現(xiàn)暴雨,水土流失是極其嚴(yán)重的[6]513。
未墾黑土生長著很茂盛的草甸植被,幾乎沒有土壤侵蝕,也見不到?jīng)_刷溝。但開墾為農(nóng)地以后,自然平衡受到破壞,會引起土壤沖刷,稱為水力侵蝕。由于黑土質(zhì)地黏重、底層土壤透水不良并有季節(jié)性凍層,加之夏季降水高度集中,因此每年春季的融凍水和夏秋降水短時無法從土層中迅速下滲,于是形成大量的地表徑流,造成土壤沖刷。由于長期實行粗放的土地墾殖和耕作,缺乏合理的防護(hù)措施,更加速了土壤侵蝕的過程。因此,在耕種歷史較久的黑龍江流域黑土地區(qū)可以見到許多沖刷溝,片蝕現(xiàn)象更為普遍,黑色土層日漸變薄,在坡度較陡的地方,甚至露出了心土和底土,形成了“破皮黃”或“黃土包”。據(jù)初步估計,黑土平均每年表土流失厚度約為0.6—1.0厘米,溝頭侵蝕速度每年平均1米左右,每年平均流走的有機(jī)質(zhì)為3.9噸/公頃、全氮0.28噸/公頃、全磷 0.12 噸/公頃。
以松嫩平原東北部的山前臺地為例,該地區(qū)為起伏的丘陵漫崗,相對高差10—40米,坡度較緩,多在2—5度間,坡長500—1 500米,土壤主要為深厚及中厚黑土,還有部分黑鈣土、草甸暗棕色森林土。該地區(qū)年降雨量為500—600毫米,其中65%集中于夏季。該地區(qū)原來覆蓋有繁茂的草甸草原植被,但經(jīng)過近五六十年的、農(nóng)墾指數(shù)70%以上的開墾,植被覆蓋率下降到21% ~25%;加之黑土表層疏松而土質(zhì)黏重,心土和底土特別緊實,以及季節(jié)性凍層、透水性差等因素,坡面也就容易產(chǎn)生徑流。該地區(qū)過去順坡壟耕作,降水順坡下流,土壤侵蝕普遍,局部地區(qū)十分嚴(yán)重。該地區(qū)屬于中度或強(qiáng)度侵蝕區(qū),侵蝕嚴(yán)重的主要是黑龍江省克山、依安、克東、拜泉、北安等地。據(jù)克山水土保持試驗站統(tǒng)計,克山水土流失面積占耕地面積的40%,而拜泉占56%,克東占40%,北安占35%。另據(jù)該站資料記載,開墾80—100年的土地,黑土層被剝蝕約2/3,殘留黑土層只有20厘米左右;開墾60—70年的,黑土層被剝蝕約1/2,殘留黑土層30厘米左右;開墾30—40年的,黑土層被剝蝕約1/3,殘留黑土層40厘米左右[7]??松介_墾農(nóng)地以來,黑土層由原來的1—2米下降至上述的0.2—0.4米,年侵蝕模數(shù)為6 000—10 000噸/平方公里。據(jù)克山1956年的觀測數(shù)據(jù),3—5度的坡地平均每年土壤流失量為60噸/公頃,而5—7度的坡地平均每年土壤流失量為70—90噸/公頃??松焦懦枪缗d隆大隊,每年表土流失100噸/公頃,氮、磷、鉀流失量占全年施肥量的80%;溝谷發(fā)展很快、規(guī)模較大,溝頭平均每年前進(jìn)10米左右,溝谷密度一般為0.8—1.2公里/平方公里,甚至可達(dá)1.61 公里/平方公里??松轿鞔鬁希瑴羡置娣e占耕地面積的4.3%,田間溝壑密度為8.3米/公頃。又,拜泉先鋒公社前進(jìn)大隊,侵蝕溝有302條。又,國營九三農(nóng)場,在1953—1957年五年間,增加大小侵蝕溝80余條,總長達(dá)33.8公里,沖走土壤達(dá)3.14萬立方米,尚未包括面上的流失量。該區(qū)土壤在遭到侵蝕的過程中,黑土層逐漸變薄,原來的高產(chǎn)黑土變成了黃黑土,再變?yōu)椤捌破S”,以至變?yōu)辄S土橛子、蒜瓣子土等低產(chǎn)土壤,嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[6]516。
第四,風(fēng)力侵蝕也日益嚴(yán)重。經(jīng)過冬季長時間的凍結(jié),黑土的表土一般都很疏松,秋嗣地及休閑地則更為松散。而這個地區(qū)每年4—5月又干旱多風(fēng),這種疏松的表土便會被風(fēng)吹起,引起風(fēng)蝕。而且土壤翻耕后,表土變得疏松,孔隙度增大、通透性變好,加快了土壤中空氣的交換、土壤中微生物的活動、土壤養(yǎng)分的釋放以及物質(zhì)礦化速度,從而也加速了風(fēng)蝕和黑土的退化過程。據(jù)國營九三和趙光農(nóng)場的調(diào)查,有時一次大風(fēng),肥沃的表土就會被吹失1—2厘米;在春季風(fēng)災(zāi)肆虐的地區(qū),每年要刮走富含營養(yǎng)的肥沃表土1—2厘米,折合每畝流失表土8—16噸(土壤容量按1.2噸/立方米計算),每年每畝流失全氮16—32公斤、全磷12—24公斤、全鉀 16.8—33.6公斤(土壤全氮含量按0.2%、全磷按0.15%、全鉀按0.21%計算)。
據(jù)1999年全國第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查統(tǒng)計,黑龍江流域黑土帶土壤侵蝕面積為74 326.2平方公里,占土地總面積的36.7%。在黑土帶的49個市縣中,屬水力侵蝕的有30個,屬風(fēng)力侵蝕的有5個,屬復(fù)合侵蝕(水蝕風(fēng)蝕并存)的有14個。水蝕區(qū)分布于黑土帶東部半濕潤地區(qū),其中大小興安嶺山前丘陵狀臺地(俗稱丘陵漫崗)和波狀起伏臺地(俗稱漫川漫崗)區(qū)域的坡耕地帶和荒坡地帶較為嚴(yán)重。水力侵蝕面積為51 878平方公里,占總土地面積的25.6%。其中,強(qiáng)度水蝕面積為4 455.6平方公里,占總土地面積的2.2%;中度水蝕面積為18 227.3平方公里,占總土地面積的9.0%;輕度水蝕面積為29 195.1平方公里,占總土地面積的14.4%。風(fēng)蝕區(qū)分布于黑土帶西部半干旱地區(qū),其中嫩江兩岸沙地和接近內(nèi)蒙古草原邊緣地帶的毀草開荒地和草原退化地較為嚴(yán)重。風(fēng)力侵蝕面積為22 448.2平方公里,占總土地面積的11.1%。其中,強(qiáng)度風(fēng)蝕面積為3 645.8平方公里,占總土地面積的1.8%;中度風(fēng)蝕面積為8 100.8平方公里,占總土地面積的4.0%;輕度風(fēng)蝕面積為10 701.6平方公里,占總土地面積的5.3%。
第五,最嚴(yán)重的后果——土壤荒漠化。黑龍江流域黑土帶曾經(jīng)是肥沃的草原草甸或森林草甸環(huán)境,但黑土層之下即為厚層的沙源,一旦喪失了黑土層的保護(hù),其下的沙物質(zhì)會很快活化。百余年來,黑龍江流域黑土帶東部的山前丘陵和波狀平原區(qū)域的絕大部分已開墾為農(nóng)田,毀林、毀草的開荒行為致使天然林木植被基本絕跡、草原面積亦所剩甚少,原來穩(wěn)定的森林草甸、草原草甸生態(tài)系統(tǒng)已轉(zhuǎn)化為目前脆弱的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。由于失去了植被涵養(yǎng)水源、保護(hù)土壤的作用,致使土壤易遭受雨滴的濺蝕和地表徑流的沖刷,水力侵蝕不斷加重。在黑土帶西部,由于超載放牧和開墾土地,草原退化和植被破壞現(xiàn)象嚴(yán)重,削弱乃至喪失了植被對土壤的保護(hù)??傊?,長期的墾荒,使得黑龍江流域的黑土地在風(fēng)力的吹揚下被剝蝕殆盡,其下的厚層第四紀(jì)沙源活化,黑土地面臨著荒漠化危機(jī)。
如前所述,黑龍江流域黑土帶的“資源依賴型”土地開發(fā)已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題,這種以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的土地墾殖模式必須擯棄,基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展的開發(fā)模式,才是區(qū)域土地開發(fā)的必然選擇。
在可持續(xù)發(fā)展的思想提出之前,人類雖然也產(chǎn)生了保護(hù)環(huán)境、回報自然的樸素意識,但并沒有、也不可能對開發(fā)模式進(jìn)行主動的、有意識的優(yōu)選,而是自然地承繼了一種以索取產(chǎn)品和財富為目標(biāo)的開發(fā)模式。這種開發(fā)模式在史前文明和農(nóng)業(yè)文明時代由于受制于生產(chǎn)力水平,對生態(tài)環(huán)境的破壞還比較輕微。進(jìn)入20世紀(jì)后,工業(yè)化進(jìn)程大大增強(qiáng)了人類征服和改造自然的能力,這種資源依賴型的開發(fā)模式所造成的生態(tài)環(huán)境問題也就日益嚴(yán)峻了。可持續(xù)發(fā)展觀念的提出從根本上扭轉(zhuǎn)了區(qū)域開發(fā)模式的選擇思路,從哲學(xué)的高度為區(qū)域開發(fā)規(guī)定了一個更為合理的基礎(chǔ)。可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域開發(fā)理念具有三大本質(zhì)特征:數(shù)量維的發(fā)展度、質(zhì)量維的協(xié)調(diào)度和時間維的持續(xù)度。也可以將其最終目標(biāo)歸納為:開發(fā)——滿足當(dāng)代和后代人的需求,公平——代際之間的原則,合作——縮小區(qū)域之間的差距,協(xié)調(diào)——創(chuàng)造自然、社會、經(jīng)濟(jì)支持系統(tǒng)適宜的外部條件。在這種開發(fā)模式中,對物質(zhì)財富的追求只是一種選擇,經(jīng)濟(jì)增長只是一種手段,這就對開發(fā)提出了更多更高的要求,相應(yīng)也就有更多的途徑與更新的方法。
適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展原則的區(qū)域土地開發(fā),必須首先建立在對區(qū)域土地資源保護(hù)和合理利用的基礎(chǔ)上,即開發(fā)的前提是注意維持該區(qū)域的生態(tài)平衡,而不是對自然資源的簡單索取。其次,可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域土地開發(fā)必須改變過去單純的土地墾殖模式,而是要實現(xiàn)對區(qū)域自然資源的綜合利用。除了發(fā)展種植業(yè)外,還可以綜合利用區(qū)域土地資源發(fā)展牧業(yè)、漁獵、旅游等產(chǎn)業(yè)。再次,可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域土地開發(fā)必須走內(nèi)涵發(fā)展之路,在區(qū)域開發(fā)中注意知識和技術(shù)的投入,以提高對有限資源的利用效率和經(jīng)濟(jì)效益,盡可能地減少對本地區(qū)資源的消耗和生態(tài)環(huán)境的破壞。最后,可持續(xù)發(fā)展的區(qū)域土地開發(fā)必須以人為本,必須符合當(dāng)?shù)鼐用竦睦妫荒芤誀奚鷳B(tài)環(huán)境作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的借口。
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