滕萬軍

(哈爾濱市磨盤山水庫管護(hù)中心,哈爾濱 150001)

1 概 述

黑土地是大自然給予人類得天獨(dú)厚的寶藏,是一種性狀好、肥力高、適合植物生長的土壤。近年來,侵蝕溝的產(chǎn)生和發(fā)展加劇了黑土地的水土流失,損毀耕地,阻斷交通,阻礙機(jī)械耕作[1]。其產(chǎn)生的原因主要有自然因素和人為因素。前者是導(dǎo)致土壤侵蝕的基礎(chǔ)和先決條件,后者對土壤侵蝕起到促進(jìn)和加速作用。因此,為確保黑土地不減少不退化,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,侵蝕溝的治理勢在必行。實(shí)施東北黑土區(qū)侵蝕溝治理工程也是貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)黑土地保護(hù)的重要舉措,對保障國家糧食安全和生態(tài)安全具有重要意義和作用。

2 東北黑土區(qū)侵蝕溝現(xiàn)狀及加快治理的必要性

2.1 侵蝕溝現(xiàn)狀

全國第一次水利普查東北黑土區(qū)侵蝕溝的結(jié)果顯示,黑土區(qū)100～5 000m侵蝕溝數(shù)量已達(dá)295 663條,溝蝕土壤流失量占區(qū)域水土流失的65%。其中,作為糧食主產(chǎn)區(qū)的漫川漫崗典型黑土區(qū),侵蝕溝數(shù)量已達(dá)61 818條。

東北黑土區(qū)多數(shù)為漫川漫崗和低山丘陵地貌,坡度較緩,坡面較長[2]。氣候?qū)儆诤疁貛Т箨懶园霛駶櫄夂?平均氣溫較低,無霜期短。匯水面積大,在降雨量和降雨強(qiáng)度較大時,極易發(fā)生水土流失,造成溝道沖蝕[2]。因而,侵蝕溝在已有溝蝕切割土地形成的溝道,很難達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),易形成規(guī)模較大的侵蝕溝。

2.2 加快治理的必要性

東北黑土區(qū)水土流失綜合防治已有近60年的歷史,從1980年的小流域治理、2003年的試點(diǎn)工程、2008年的農(nóng)發(fā)工程,一直到近年來的一體化治理。目前,僅2022年水土流失治理面積達(dá)950km2,已治理侵蝕溝1 675條,治理項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕強(qiáng)度平均下降90%,表明對侵蝕溝的治理已取得顯著成效。

但由于不斷開墾和自然地理環(huán)境的影響,侵蝕溝的發(fā)展趨勢并未被遏制,不斷增加的侵蝕溝依舊在不斷消耗著黑土地。目前,已侵蝕耕地154 000km2,地力下降20%,年均減收100×104t。尤其是在漫川漫崗區(qū),由于其特殊的地理位置,每逢大雨或暴雨,極易發(fā)生水土流失,不僅對黑土坡耕地的糧食產(chǎn)量構(gòu)成巨大威脅,而且對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成較大制約。不論是從未來農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展來看,還是從目前糧食安全保障方面來說,如何有效遏制侵蝕溝發(fā)展都是當(dāng)前急需解決的重大生態(tài)問題。

3 侵蝕溝防治原則及防治模式

3.1 防治原則

在治理過程中,要堅(jiān)持分區(qū)施策,分類治理。堅(jiān)持系統(tǒng)治理,生態(tài)優(yōu)先。堅(jiān)持?jǐn)r排結(jié)合,以排為主。堅(jiān)持建管并重,注重實(shí)效。落實(shí)主體,壓實(shí)責(zé)任,加強(qiáng)措施和維護(hù),保障工程安全運(yùn)行。

3.2 防治模式

選擇治理模式前,應(yīng)對項(xiàng)目及周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查和勘察,根據(jù)侵蝕溝的面積、長度特點(diǎn)和發(fā)育特點(diǎn)以及區(qū)域的地理?xiàng)l件和危害防治需求,選用適宜的治理模式。

3.2.1 石籠防治模式

該模式主要為石籠構(gòu)筑物,結(jié)合植物防護(hù)的侵蝕溝綜合防治體系。由石籠跌水、石籠谷坊、削坡整形或溝坡防護(hù)、防護(hù)林等組成,適用于立地條件較差、溝道比降較大、發(fā)展快、危害大的大中小型侵蝕溝的綜合防治。

措施布置:在溝頭防護(hù)采取石籠跌水,為了防止溝底下切和側(cè)向侵蝕,在溝道中自上而下修建石籠谷坊。條件允許時,對不穩(wěn)定的溝坡,采取削坡整形,營造溝坡防蝕林;條件不允許時,在溝坡不穩(wěn)定、沖刷嚴(yán)重、溝道轉(zhuǎn)折或毗鄰重要設(shè)施的溝段設(shè)置石籠擋墻,溝底營造防沖林,以防凍脹破壞。見圖1。

3.2.2 連續(xù)式柳編跌水防治模式

該模式是以連續(xù)式柳編跌水措施為主的綜合防治體系。由溝道整形、溝邊梗、連續(xù)式柳編跌水、造林植草等組成,主要適用于土質(zhì)條件良好、溝緣外側(cè)有一定延展空間且正在發(fā)育的中小型侵蝕溝綜合防治。

措施布置:對溝頭、溝底、溝坡進(jìn)行系統(tǒng)整形,溝頭落差較大時,對溝頭削坡。溝岸修建溝邊梗,在溝槽內(nèi)修筑連續(xù)式柳編跌水,對溝內(nèi)徑流進(jìn)行消能排導(dǎo)[3]。在支溝溝頭和溝邊低洼處,鋪設(shè)跌水通道,分散疏導(dǎo)匯水區(qū)來水;在溝坡造林植草。見圖2。

圖2 連續(xù)式柳編跌水防治模式布局

3.2.3 柳谷坊防治模式

該模式是以柳谷坊措施為主的侵蝕溝綜合防治體系。由溝頭防護(hù)、柳谷坊、削坡整形或溝坡防護(hù)、造林植草等組成,主要適用于坡面較平緩、立地條件較好的中小型侵蝕溝綜合防治。

措施布置:采用柳跌水進(jìn)行溝頭防護(hù),溝道中自上而下修筑柳谷坊,谷坊來水方向1m內(nèi)密植插柳,對不穩(wěn)定的溝坡采取削坡整形或溝坡防護(hù)措施,溝坡和溝底造林植草,見圖3。為保證植物成活率,采取植物撫育措施,及時補(bǔ)植。溝底比降大于10%的侵蝕溝不適用于本防治模式。

3.2.4 生態(tài)袋防治模式

該模式是以生態(tài)袋跌水和生態(tài)袋谷坊為主的侵蝕溝綜合治理體系。由生態(tài)袋跌水、生態(tài)袋谷坊、削坡整形或溝坡防護(hù)、造林植草等組成,適用于坡面較平緩、溝底比降較小、處于發(fā)展階段的中小型侵蝕溝綜合防治。

措施布置:溝頭防護(hù)采取生態(tài)袋跌水,溝頭沖刷嚴(yán)重時,采取抗沖性材料修建溝頭防護(hù)工程。溝道中自上而下修筑谷坊,高度不宜超過1m,對不穩(wěn)定溝坡采取削坡整形或溝坡防護(hù),溝坡和溝底造林植草,見圖4。溝底比降大于10%的侵蝕溝不適用本防治模式。

圖4 生態(tài)袋防治模式布局

3.2.5 林草防治模式

該模式是以造林植草措施為主,結(jié)合封育保護(hù)措施的侵蝕溝綜合防治體系。由溝頭防護(hù)、溝坡溝底造林植草及封育圍欄組成,主要適用于土層厚度大于30cm、溝坡較緩的大中型半穩(wěn)定侵蝕溝綜合防治。

措施布置:溝頭不穩(wěn)定時,溝頭采取柳跌水、石籠跌水等防護(hù)工程,達(dá)到控制溝頭前進(jìn)[4]的目的。在溝坡和溝底采取工程整地,造林植草固溝。水分較差時,采用灌木造林;水分土壤條件較好時,采用喬灌混交造林,造林植草完成后,封育管護(hù),見圖5、圖6、圖7。

圖5 林草(灌木封溝)防治模式布局

圖6 林草(削坡整地喬灌混交)防治模式布局

圖7 林草(水平階整地林草結(jié)合)防治模式布局

3.2.6 秸稈填埋復(fù)墾防治模式[5]

該模式是采用秸稈等材料填埋溝道并恢復(fù)耕種,促進(jìn)資源利用與侵蝕溝治理相結(jié)合的綜合防治體系。由溝道整形、秸稈打捆、暗管和滲井、秸稈填埋、覆土、截流梗等組成,主要適用于坡耕地中溝深不超過2m、土層厚度不小于1m的中小型侵蝕溝綜合防治。

措施布置:侵蝕溝修整為矩形斷面,修整前實(shí)施表土剝離,寬度遵循小彎取直、大彎就勢的原則。暗管鋪設(shè)根據(jù)洪峰流量調(diào)整暗管直徑,注意排水暗管出口徑流疏導(dǎo),以免造成水土流失。滲井間隔布設(shè)根據(jù)溝道設(shè)計(jì)防御標(biāo)準(zhǔn)洪峰流量和復(fù)墾后溝道區(qū)域入滲能力測算,必要時可在滲井位置布設(shè)小型截流梗。秸稈填埋時,應(yīng)遵循同層秸稈捆橫豎兼顧、不同層的秸稈捆錯位布設(shè)、碼放緊湊的設(shè)計(jì)要求,覆土?xí)r土層不應(yīng)小于50cm,見圖8。

圖8 秸稈填埋復(fù)墾防治模式布局

3.2.7 秸稈填埋復(fù)綠防治模式

該模式是主要采用秸稈等材料填埋溝道并造林植草,促進(jìn)資源利用與恢復(fù)侵蝕溝植被相結(jié)合的綜合防治體系。由溝道整形、秸稈打捆、秸稈填埋、覆土、谷坊、造林植草等組成,主要適用于溝深大于2m、土層厚度不小于1m的侵蝕溝綜合防治。

措施布設(shè):溝道整形前先實(shí)施表土剝離,將溝底深度1.5m范圍內(nèi)修整為矩形斷面渠道,溝底沿縱坡布設(shè)谷坊群,谷坊宜采用石籠谷坊或生態(tài)袋谷坊,進(jìn)行秸稈填埋、覆土,后進(jìn)行造林植草,溝底造林宜選擇耐濕、抗沖、根蘗性強(qiáng)的灌木樹種,見圖9。

圖9 秸稈填埋復(fù)綠防治模式布局

以上7種侵蝕溝綜合治理模式通過不同的措施布置,達(dá)到了鎖住溝頭、穩(wěn)定溝坡、穩(wěn)固溝底、實(shí)現(xiàn)固土封溝、控制水土流失、恢復(fù)生態(tài)、保護(hù)黑土地和糧食安全的目的,為后續(xù)不同侵蝕溝的治理提供了經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié) 論

為全面貫徹習(xí)近平總書記對黑土地保護(hù)重要指示精神,進(jìn)一步落實(shí)省委省政府對黑土地保護(hù)的決策部署,對黑土區(qū)侵蝕溝進(jìn)行綜合治理。在總結(jié)東北黑土區(qū)現(xiàn)有侵蝕溝治理措施、成效以及技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)不同的侵蝕溝類型以及區(qū)域周邊地理?xiàng)l件,提出了7種侵蝕溝綜合防治模式,研究結(jié)果可為東北黑土區(qū)侵蝕溝的治理提供參考與借鑒。