牟洪濤,朱衛(wèi)平,崔永山,張守金
(1.克山農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局,黑龍江克山161621;2.黑龍江省七星農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局,黑龍江建三江156300;3黑龍江省農(nóng)墾工程咨詢?cè)u(píng)審中心,哈爾濱150090)
克山農(nóng)場(chǎng)位于黑龍江省西北部克山縣和訥河市之間,屬于克拜丘陵漫崗地帶,地勢(shì)起伏不平,地勢(shì)走向東南高,西北低。海拔高度在240~340 m,屬于典型的黑土區(qū)分布區(qū),地貌形態(tài)主要為漫崗,坡度大多數(shù)在2°~6°,坡長(zhǎng)為1 000~4 000 m,黑土層厚度在0.30~1.50 m,黑土層下面是亞黏土,厚度在5~45 m,亞黏土下面為砂礫石層,中間夾有泥巖。1957年農(nóng)場(chǎng)開始大面積墾荒以來(lái),區(qū)域內(nèi)相繼出現(xiàn)394條沖刷溝,沖刷溝深度1~5 m,長(zhǎng)度230~1 300 m,沖刷溝寬度在1.5~35 m,將耕地分割成幾塊,耕作的黑土層遭到了極大破壞,黑土層及成土母質(zhì)嚴(yán)重流失。給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極大的困難。目前,水土流失還有繼續(xù)發(fā)展趨勢(shì)。為此,我們分析水土流失成因,就是為了更好的預(yù)防水土流失,保護(hù)好人民賴以生存的土地,合理利用水土資源,讓人與自然和諧相處。
克山農(nóng)場(chǎng)屬于克拜丘陵漫崗地帶,地勢(shì)起伏不平,70%漫崗,30%為漫川,土地總面積為31 067 hm2,流域內(nèi)沒(méi)有河流,只有在4月冰雪溶化和雨季才有明顯地表徑流,漫川出現(xiàn)明水,明水沿地勢(shì)下流,在坡腳以上出現(xiàn)沖刷,區(qū)域內(nèi)水土流失面積為18 558 hm2,占總面積的74.1%。水土流失主要以溝蝕和面蝕為主,在漫崗面上發(fā)生面蝕,在崗坡發(fā)生溝蝕。平均黑土層以每年0.2~0.4 cm的速度流失,漫崗及崗坡地黑土層逐漸變薄,肥力降低。
根據(jù)多年對(duì)克山農(nóng)場(chǎng)水土流失的觀察和總結(jié),產(chǎn)生水土流失的原因主要有自然因素和人為因素兩大類。自然因素主要有氣候、降雨、凍融和風(fēng)等。人為因素有坡地開荒,植被破壞及不合理的耕作措施等。由于自然災(zāi)害和人類不合理的經(jīng)營(yíng)活動(dòng),不僅破壞了生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),而且制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,生態(tài)環(huán)境的破壞,災(zāi)害頻繁發(fā)生。
2.1.1 風(fēng)力因素
克山農(nóng)場(chǎng)境內(nèi)設(shè)有氣象臺(tái),主要觀察降雨、溫度、風(fēng)等,根據(jù)1957~2000年這44 a的實(shí)測(cè)資料,在區(qū)域內(nèi)3~5月份主要以面蝕為主的水土流失,具體說(shuō)就是以風(fēng)蝕為主面蝕。表層土體在風(fēng)力作用下,土壤水分降低,土壤顆粒之間的凝聚力減小,土粒重量減輕,在風(fēng)力作用下,崗地表土隨風(fēng)流動(dòng),造成流失。
根據(jù)克山農(nóng)場(chǎng)氣象資料顯示,3、4、5月份風(fēng)速較大,見表1。
表1 1957~2000年克山農(nóng)場(chǎng)各月平均風(fēng)速表m/s
從以上資料可以看出3~5月份風(fēng)速較大,3月、4月、5月最大風(fēng)速分別為:21.0 m/s;19.3 m/s;20.7 m/s。此時(shí)期耕地處于播種到苗期,土地基本處于裸露狀態(tài),由于耕作表層土,土壤松散,在風(fēng)力的作用下很容易流失。
2.1.2 降水因素
降水是區(qū)域內(nèi)水土流失最為重要的因素,土粒在水力的作用下,土壤顆粒被攜帶移動(dòng)造成水土流失。為此耕地出現(xiàn)溝壑,農(nóng)業(yè)機(jī)械無(wú)法作業(yè),嚴(yán)重制約人們生產(chǎn)活動(dòng)。
根據(jù)克山農(nóng)場(chǎng)氣象資料統(tǒng)計(jì),區(qū)域多年平均降雨量為502.5 mm。月平均降水見下表2。
表2 克山農(nóng)場(chǎng)歷年各月平均降水量表mm
從以上降水資料可以看出6~9月份降水量較大達(dá)到404 mm,占全年降水量的80.4%。此期間降水集中,當(dāng)降水強(qiáng)度大于土壤入滲強(qiáng)度時(shí),地表出現(xiàn)徑流,表層土在水流作用下移動(dòng)造成水土流失;當(dāng)降水強(qiáng)度小于入滲強(qiáng)度時(shí),沒(méi)有地表徑流,不會(huì)造成水土流失;當(dāng)土壤達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),土壤顆粒之間的凝聚力降低,土粒在水流的作用下出現(xiàn)流失形成沖刷溝。在沖刷溝的溝頭,地表水匯入沖刷溝,由于克山農(nóng)場(chǎng)地形地勢(shì)的原因,常出現(xiàn)跌差,增加了流水能量,使溝頭沖刷破壞嚴(yán)重,沖刷溝發(fā)展迅速。另外在土壤水分處于飽和時(shí),如果地表已經(jīng)沒(méi)有徑流時(shí),土壤中水分仍然在土壤孔隙中存在重力水,重力水在沖刷溝溝頭的溝底斷面處滲出,出現(xiàn)流土現(xiàn)象,使沖刷溝逐步發(fā)展。
2.1.3 溫度因素
流域內(nèi)四季溫差大,凍融交替作用,土體膨脹土粒之間距離增大,土粒之間的凝聚力變小,解凍時(shí)土粒變?yōu)樗缮顟B(tài),抗蝕能力差。
表3 克山農(nóng)場(chǎng)歷年平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫 ℃
根據(jù)黑龍江省水保所克山試驗(yàn)站1998年的調(diào)查表明,土壤凍結(jié)過(guò)程中,水分不斷向凍結(jié)區(qū)域移動(dòng)體積不斷增加,其體積在凍結(jié)前和凍結(jié)后,體積增加大約9%,由于凍土膨脹,經(jīng)常出現(xiàn)凍裂。使凍裂平行于沖刷溝,凍裂寬度2~10 cm,深度在1.2 m,在克山農(nóng)場(chǎng)流域11隊(duì)沖刷溝深度4.5 m,溝邊1.2 m處的凍裂深度達(dá)2.1 m。沖刷溝邊緣附近1 m以內(nèi)的裂縫,在春季土體融化時(shí)裂縫不能復(fù)合,在外力特別是水力作用下土體會(huì)剝蝕流失。為此沖刷溝發(fā)展較快,克山農(nóng)場(chǎng)區(qū)域出現(xiàn)凍融侵蝕普遍存在。
表層黑土是腐殖質(zhì)長(zhǎng)期積累發(fā)育而成的,動(dòng)物軀體、植物根莖葉等在土體中發(fā)生有機(jī)分解,物理和化學(xué)變化漫長(zhǎng)的積累過(guò)程,才形成我們現(xiàn)在耕作的土壤,但是,隨著人類活動(dòng)范圍的擴(kuò)大,開荒種植,植被的破壞,不合理的開發(fā),自然環(huán)境遭到了不同程度的破壞,加速了土壤侵蝕,和諧的自然生態(tài)環(huán)境失去了平衡。
2.2.1 植被的破壞
在1955年以前,克山農(nóng)場(chǎng)到處是雜草叢生,各種樹木成片,柳樹、樺木、楊樹、松樹、胡枝子、榛柴等隨處可見,地表被覆蓋,避免了水土流失。建場(chǎng)以后,漫崗等土地開墾成耕地,坡地特別是>5°的坡地也有不同程度的開墾,溝洼水線也開墾種植。原有的原狀土植物根系密布,土壤顆粒被植物根系束縛,抵抗侵蝕能力強(qiáng),現(xiàn)在開荒種地,土壤結(jié)構(gòu)的改變,植被的破壞,抵抗侵蝕能力降低。
2.2.2 掠奪性種植
建場(chǎng)初期,種地多使用有機(jī)肥,土壤有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)到5.8%左右,土壤肥力,土壤顆粒凝聚力較強(qiáng),蓄水能力強(qiáng),糧食產(chǎn)量較高,每年種地之前需要施用有機(jī)肥,培肥地力?,F(xiàn)在很少有人再用有機(jī)肥,而是基本都在施用化肥,植物秸稈不能還田培肥地力,有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低。根據(jù)克山農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)土壤化驗(yàn)室提供的數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)在土壤有機(jī)質(zhì)含量?jī)H為3.8%左右,土壤結(jié)構(gòu)遭到了破壞,土壤顆粒之間的凝聚力降低,土壤逐漸沙化,容易流失。
2.2.3 耕作措施不合理
土地承包部分耕地使用小四輪拖拉機(jī)耕作,由于機(jī)械功率小,翻、松深度較淺,犁底層上移,耕作層變薄,蓄水能力降低,土壤通透性差,降雨時(shí)易出現(xiàn)地表徑流。
2.2.4 順坡耕作
為了防風(fēng)、故土、蓄水,區(qū)域內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了土地林帶網(wǎng)化,在一定程度上控制了風(fēng)蝕,但是,由于區(qū)域?qū)儆谇鹆曷彽貐^(qū),地塊起伏不平,微地形變化較大,部分地塊有順坡壟作,易產(chǎn)生地表徑流。
了解了區(qū)域內(nèi)水土流失成因,需要增強(qiáng)水保意識(shí),保護(hù)好我們賴以生存的土地,采取工程措施、生物措施、農(nóng)業(yè)措施相結(jié)合避免水土流失。
根據(jù)克山農(nóng)場(chǎng)水土流失的成因,結(jié)合農(nóng)場(chǎng)的現(xiàn)狀情況,找出適合本地水土保持的治理措施,盡快的進(jìn)行水土保持根治,還該區(qū)山清水秀空氣爽。人與自然和諧相處?;局卫硭亮魇悸肥?種植水土保持林防風(fēng)固土,減少風(fēng)蝕;攔、蓄、疏導(dǎo)地表水,降低地表徑流造成的危害;培肥地力,秸稈還田,施用有機(jī)肥,盡可能少的使用化肥;逐步實(shí)現(xiàn)免耕和深松深翻法種植。使用大馬力機(jī)械作業(yè)深松深翻,降低犁底層,增大土壤水庫(kù),減小地表徑流,即能保護(hù)水土,又能抗旱抗?jié)场?/p>
[1]楊海軍,沈波.東北黑土區(qū)水土流失研究與治理[M].長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,2005.