黑土区坡耕地土壤侵蚀及其防治措施

李合昌 季晓慧 史绍林 崔 琳*

（1鹤岗市十里河林场 黑龙江 鹤岗 154100；2黑龙江省林业科学院齐齐哈尔分院 黑龙江 齐齐哈尔 161052）

黑土主要是以第四季的粘质洪积物或冰水沉积物、坡积物为母质发育形成的土壤，具有强烈胀缩和扰动特性，有机物质平均含量在3%～10%，是适宜农作物生长的一种特殊土壤[1]。我国黑土区指的就是东北黑土区，主要分布于黑、吉、辽和内蒙境内，不仅是支撑东北地区现代农业可持续发展的重要保障，更是维护我国粮食安全的“压舱石”[2]。然而在大规模高强度的开垦和自然因素等共同影响下，黑土区土壤逐渐出现了土层变薄、土壤板结、水土流失、土壤质量下降等一系列问题。其中，坡耕地水土流失面积占黑土区水土流失总面积的46.39%，是水土流失的主要策源地，制约着东北地区农业生产的稳定持续发展[3]。

为此，本文基于黑土区坡耕地土壤侵蚀的研究进展，对黑土区坡耕地土壤侵蚀的类型、防治措施进行了简要论述和总结，并对今后土壤侵蚀的治理模式进行了展望，提出合理的人工复合经营模式具有生态经济的双重优越性，以期为黑土区坡耕地综合治理布局提供帮助。

1 黑土区坡耕地土壤侵蚀类型

1.1 水力侵蚀。水力侵蚀是黑土区坡耕地侵蚀面积最大和强度最大的侵蚀方式，侵蚀形式主要包含溅蚀、面蚀和沟蚀。雨滴击溅是坡面水力侵蚀的最初阶段，也为面蚀和沟蚀提供了条件，而面蚀与沟蚀是通过水力侵蚀破坏土壤资源，造成土地退化的主要发生方式[4]。黑土区坡耕地的坡面多为长缓坡，坡度多为1°～15°，长度可达上千米，这样的特殊地形导致汇流面积较大，为降雨提供了更好的下垫面，导致土壤侵蚀更为严重。研究表明，水力侵蚀是造成土壤氮素损失的主要原因，同时也造成了土壤有机碳的运移，破坏土壤结构，长期的土壤侵蚀会导致黑土区坡耕地土壤的退化[5]。

1.2 风力侵蚀。风力侵蚀作用下，土壤及其松散母质被剥蚀、搬运、沉积、磨蚀，造成土壤耕作层中的细土、养分损失，土地生产力下降，种子裸露、幼苗受到机械损害等危害[6]。研究表明，典型黑土区土壤风蚀环境在整个东北地区属于中等水平[7]，但伴随着东北地区未来气候变化趋势向暖干化发展，黑土风蚀区面积逐年加大。

1.3 冻融侵蚀。冻融侵蚀是指在高寒地区由于温度变化使得土体膨胀收缩而导致土壤侵蚀过程改变和水土流失程度增加，其对水土流失的主要作用是改变土壤性质和阻滞入渗，对土壤发生位移所致水土流失量影响较小。由于黑土区土壤质地黏重、气候低温湿润、冬季积雪深厚，使得黑土区坡耕地春季受融雪径流影响较重。冻融侵蚀重叠于水力侵蚀过程中，前者间接加剧水土流失，后者又会影响冻融作用的程度。刘佳[8]等人的研究发现，黑土坡面侵蚀强度受解冻深度等因子影响，通过室内模拟发现，冻结状态下细沟水流速度高于解冻状态，冻融循环致使径流含沙量增大[9]。

2 土壤侵蚀的防治措施

在黑土区坡耕地，土壤侵蚀的防治措施可分为工程措施、林草措施和耕作措施3大类。

2.1 工程措施。黑土区坡耕地的工程措施主要包括坡面治理工程措施及沟道治理措施。坡面治理是依据区域的地形地貌通过改变微地形，如水平沟、鱼鳞坑、截流沟等工程，就地拦截坡面径流，削弱径流冲击力，拦蓄雨水为植被增加土壤水分。沟道治理则是在侵蚀沟内布置治理工程，如在沟头设置围埂、跌水、陡坡等防护措施稳固沟头，消能后引水入沟；在沟道设置谷坊、小丁坝、淤地坝等措施拦截泥沙、减缓水流，防止沟床下切、沟岸扩张[10]。

2.2 林草措施。坡面水土流失治理中，通过种植林草增加植被覆盖，进而起到拦蓄径流、固定土壤、控制土壤侵蚀的作用。许静[11]等人对振祥小流域的治理采取了林草措施，针对坡缓地大的宜林荒坡营造灌木水流调节林带，针对宜林宜牧荒地实施封禁自然修复，针对陡坡耕种地，实行退耕还林种植抗逆性强树种。上述林草措施均取得了显著的效果。

2.3 耕作措施。黑土区防治坡耕地土壤侵蚀的耕作措施主要可分为两类，一类是改变微地形的耕作措施，如水平沟种植、沟垄种植等，可以减少径流对坡耕地土壤冲刷，削弱水力侵蚀强度；另外一类是改善土壤结构、改良土壤的耕作措施，如少耕、免耕、秸秆还田和轮作、间作、套种及混播等栽培技术，可以减少坡面土壤扰动，改良土壤理化性质。

3 坡耕地人工植被复合经营模式

坡耕地水土流失治理过程中，如果片面注重植被的生态作用，不能兼顾生态、社会和经济效益的统一，就不容易被群众认可。人工植被复合经营模式是具有生态效益和经济效益双重优势的一种经营模式，其功能的优劣取决于系统结构的合理性，最终目的是在生产和生态两者间取得平衡，实现共赢。

3.1 嫁接红松(Pinus koraiensisSieb.et Zucc.)、平榛(Corylus heterophyllaFisch)壕式造林复合模式。该模式可用于黑土地区坡度较大的坡耕地上，在陡坡上沿山体等高线环山掘壕，在壕内混栽嫁接红松及平榛，采用乔灌结合的水土保持人工植被复合经营模式。壕内可集水汇水，既保证植物生长所需水分，又可减少水土流失；平榛根系发达，可疏松土壤，增加土壤抗蚀性；嫁接的红松与平榛进入产果期可产生较高的经济效益，是生态效益和经济效益并重的复合模式。

3.2 地埂小叶锦鸡儿(Caragana microphyllaLam)防护复合模式。该模式是在坡耕地每隔一定距离横坡修建地埂，土埂上栽植当地适生的灌木树种，如小叶锦鸡儿、沙棘(Hippophae rhamnoidesLinn.)、胡枝子(Lespedeza bicolorTurcz.)、紫穗槐(Amorpha fruticosaLinn.)等，与农田构成一个完整的坡耕地人工植被复合系统。栽植的灌木根系可以稳定田埂，减少坡地的地表径流，防止水土流失，如选择经济类灌木还可以提高经济效益。

3.3 等高植物篱与作物复合模式。该模式是在坡耕地等高种植作物同时，每隔一定距离等高窄带状密植灌木、草本植物或者灌木化乔木，形成高密度植物篱笆墙。植物篱通过其根冠效应和篱笆效应来固定土壤、阻滞坡面径流、减少水土流失，改善土壤理化性质，提高生物量，进而提高农作物产量。植物篱与之前的地埂相比，可免去土埂工序，占地面积小，节约成本。植物篱品种可以选芨芨草(Achnatherum splendens)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)等草本植物，也可以选择紫穗槐、刺五加(Acanthopanax senticosus)等木本植物。植物篱形成的“生物坝”在控制水土流失的同时，还可以做饲料、肥料、燃料，自身产生一定的经济效益。

4 结语

黑土地富含有机质，是“耕地中的大熊猫”，为满足国家粮食安全需要，黑土地被长期高强度利用，导致黑土地耕层变薄、土壤微生物活性降低、有机质下降、土壤养分出现失衡，如果侵蚀加剧、水土流失现象没有得到根本扭转，黑土地将面临保障粮食丰产与农业可持续发展的双重挑战。防治土壤侵蚀是黑土资源保护的重点，坡耕地土壤侵蚀防治更是重中之重，坡耕地人工植被复合经营模式对防治水土流失具有效果明显、效益显著的特点，其多元化生产，可在取得良好生态效益的前提下，获得高产量及额外的多样化产品，是解决水土流失和贫困落后两大难题的有效途径。

坡耕地人工植被复合经营模式在实践应用过程中，要从短期效益和长期效益、经济效益和生态效益各方面综合考虑，遵循因地制宜、适地适树的原则，所选取的草本植物、木本植物及农作物种类需要合理搭配，使得整个复合经营系统结构不断优化，以实现增产增收的目的。