王念忠,李建伟,张 锋
(松辽水利委员会松辽流域水土保持监测中心站,吉林 长春 130021)
松花江流域地处我国东北地区的北部,总面积为56.12万km2,行政区涉及内蒙古、吉林、黑龙江和辽宁四省区,涉及面积分别为15.86,13.17,27.04,0.05万km2。流域西、北、东三面环山(西部为大兴安岭,东北部为小兴安岭,东部与东南部为完达山脉、老爷岭、张广才岭和长白山脉),中部和东部分别为松嫩平原、三江平原。松嫩平原河谷阶地地形较为明显,以岗地、台地、丘陵为主的地貌在流域内俗称漫川漫岗,漫川漫岗坡耕地具有坡缓、坡长、坡面大的地形特点;三江平原整体以沼泽化冲积、洪积低平原为主,泡沼、湿地较多。松花江流域地处温带大陆性季风气候区,春季干燥多风、夏秋降雨集中、冬季严寒漫长。多年平均气温在5~-3℃,极端最高气温为45℃,极端最低气温-47.3℃,冻土深度0.9~3.0 m。全年日照时数2 200~3 000 h,无霜期100~150 d。流域多年平均降水量在400~750 mm之间,降水的时空分布极不均匀,7—9月降水量占全年的70%~80%,最大年降水量约为最小年降水量的3倍,降水量由东南向西北递减。蒸发量在500~1 200 mm之间,由西南向东北呈递减趋势。
松嫩平原和三江平原是我国是我国主要的商品粮生产基地,其粮食生产能力和生产的可持续性关系到国家的粮食安全战略[1]。然而由于过度垦殖和掠夺式的经营方式,松花江流域的水土流失日趋剧烈,据第二次全国土壤侵蚀遥感普查,松花江流域水土流失面积15.76万km2,占流域总面积的28%。水土流失按侵蚀营力划分,水力侵蚀11.02万km2,广泛分布在流域内的山地、丘陵和漫川漫岗等地区;风力侵蚀2.47万km2,主要分布在松嫩平原西部地区;冻融侵蚀2.27万km2,分布在流域大兴安岭地区的西北部。按侵蚀强度划分,轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈及以上侵蚀面积分别为10.99,4.12,0.65万km2。按侵蚀发生的地类划分,水土流失主要发生在坡耕地、疏林地和稀疏草地,耕地、林地、草地及其他水土流失面积分别为8.31,4.08,2.75,0.62万km2。
松花江流域西北部、东南部分别是大兴安岭和长白山国家重点预防保护区,中部为东北黑土地国家级重点治理区。日趋严重的水土流失受到各级政府高度重视,近年来先后在流域内开展了东北黑土区水土流失综合防治试点工程、全国生态修复试点工程、农发黑土地水保项目、坡耕地试点工程等,已治理区域的生态环境得到明显改善。在开展治理的同时,各省区政府依据《水土保持法》,结合地方实际,相继出台了地方性法规和规范性文件,建立了水土保持监督管理和监测机构,开展了有效防治工作。但因水土保持投入不足、治理速度缓慢、非工程措施建设滞后以及人为水土流失现象严重等原因,流域的水土保持任务依然艰巨。
1)地形地貌的影响。松花江流域地形多为波状起伏平原、台地和丘陵,即“漫川漫岗”地形,坡度较缓,一般在10°以下,3°~7°坡地占绝大部分,但坡面较长,一般500~2 000 m,长的可达4 000 m[2],坡耕地多,中山区、低山丘陵区、漫川漫岗区面积占流域总面积的68%左右,侵蚀作用加强,冲沟发育,地形复杂,易发生水蚀。
2)土壤特性的影响。流域内主要土壤类型包括黑土、黑钙土、暗棕壤、白浆土、草甸土、风沙土等。黑土、黑钙土土质粘重,透水性差,极易产生水土流失[3];白浆土、暗棕壤、风沙土由于表土层薄,理化性质差,也极易产生水土流失。
3)气候因素的影响。松花江流域降雨时空分布不均,70%的降水集中在7—9月,且多以暴雨形式出现,雨量大,降雨强度也大,容易造成严重的击溅侵蚀、面蚀和沟蚀;另外,春季风多风大,每年大于4级以上的风天达120~150 d,大于6级以上的风天有65~80 d,而冬雪融化后地面裸露,植被稀少,土壤结构松散,使土壤的抗蚀、抗冲性能明显降低,加之大兴安岭东坡较陡,梵风效应明显,容易产生风蚀;大兴安岭北部地区年平均气温在0℃以下,永冻土广泛存在,因寒冻和热融交替作用,使地表土体和松散物质发生蠕动、滑塌,造成冻融侵蚀的发生[4-5]。
4)植物因素的影响。松花江流域林草覆盖率虽然比较高,但是分布极不均匀,特别是丘陵区、漫川漫岗区、风沙区,森林覆盖率低,涵养水源能力弱,地表得不到有效的保护,水土流失十分严重。
人为因素主要是指人类不合理的生产建设活动。主要包括陡坡开荒、毁林开荒、过牧过樵、耕作粗放、种养失调、生产建设活动频繁等。
1)陡坡开荒,破坏植被。由于人口增长,平地和缓坡地种粮已不能满足社会需要,出现在无任何规划和预防措施的情况下,毁林、毁草开荒、陡坡种植的现象,造成林草植被大面积破坏,使原来森林、草甸草原转化为目前脆弱的农田生态系统,失去了植被涵养水源和保护土壤的作用,致使水土流失加剧。由于过度采伐,位于大兴安岭南侧的原始森林被破坏殆尽,形成了大片的疏林地和秃山荒坡,林缘大幅后退,造成水土流失加速发展[6-8]。
2)传统的耕作方式加速了流失。东北地区习惯顺坡打垅,易形成径流,造成冲刷;同时,由于黑土层土壤疏松,长期使用小型农机具耕作形成了较浅的“犁底层”,使土壤的透水能力降低,易形成蓄满径流,加重了表层土壤的流失。部分农民对耕地重用轻养,滥施化肥,有机肥施用量不足,土壤酸化、板结严重,物理性状恶化,使耕地越种越瘦、越硬,加速了土壤的侵蚀速度。
3)开发建设项目频繁,人为水土流失加剧。越来越多的开矿、修路、采石、取土等生产建设活动,破坏地表,忽视水土保持,致使地表植被覆盖率降低,抗蚀能力减弱,土壤流失程度加剧。另外,在没有水保预防措施下,开展的旅游、养殖、工业企业生产活动和城市建设活动等也导致水土流失的发生。
1)破坏生态环境,人居条件不断恶化。松花江流域水土流失造成生态环境日趋恶化:大量泥沙下泄,淤积江河湖库,导致水库滞洪蓄洪和河道泄洪能力下降;地表裸露,一遇大风,沙尘四起;植被覆被率下降,涵养水源能力减弱;大量有机肥、化肥、农药等残留物质随径流和侵蚀泥沙进入江河湖库,污染水质,威胁城乡居民饮水安全;区域生态环境的恶化,导致生态自我调节功能降低,旱灾、涝灾、风灾、霜冻和冰雹等自然灾害越来越频繁,极大地影响人民生产生活和生存环境。
2)破坏土地资源,威胁国家粮食安全。严重的水土流失使地形支离破碎,沟壑纵横,大量耕地被侵蚀沟切割而被迫弃耕撂荒,严重破坏了有限的土地资源,导致农田面积日益减少;风蚀和干旱使松嫩平原西部土地沙漠化、盐碱化和荒漠化日趋严重,土地生产能力减弱,耕地面积减少;黑土区坡耕地有机质含量高的表土层不断流失,大大降低了土壤肥力,甚至失去了生产能力,导致粮食减产甚至绝收,已经严重地威胁了国家商品粮基地的可持续发展和国家粮食安全[9]。
3)破坏基本生产条件,制约区域经济发展。水土流失使土壤的物理性黏粒减少,土壤渗透性降低,保水保肥能力减弱,影响了农作物产量;草场退化,载畜能力降低,影响畜牧业发展;林缘线后退,森林资源减少,林产品发展能力减弱;湿地面积减少,水资源得不到合理利用,围水经济无法持续发展;降低水利工程使用寿命,缩短水运里程;水污染事故增多,工业生产成本加大,旅游业受到影响,从而制约了区域经济的可持续发展,甚至影响社会的和谐与稳定。
以保护耕地和黑土资源、减轻面源污染、改善流域生态环境为目标,建立水土流失综合防治体系,对坡耕地和侵蚀沟进行综合治理,因地制宜地进行自然与人工修复,突出重点进行分期防治。
嫩江流域的北部林区以保护现有天然林和人工林为主,加强预防监督和水源地保护,严禁开发利用原始森林,减少人为活动对冻融侵蚀地区的影响;中部农牧区以保护现有耕地、提高草场质量、加强林缘草甸草原的管护和退化草场的恢复重建为规划重点。丘陵区和漫川漫岗区以坡耕地治理、沟壑治理为防治重点,布设完整的沟壑防护措施,建立耕地保护体系,提高耕地产出能力;平原风沙区结合“三北”防护林建设和水土保持耕作方式,建立农田防护体系;改良更新退化草原,为保护草原和大面积植被恢复创造条件。
第二松花江流域的中低山区在保护好现有林草的基础上,开展水源涵养林建设,防治水土流失面源污染;丘陵区和漫川漫岗区以坡耕地治理、沟壑治理为防治重点,在坡面综合治理的基础上,布设完整的沟壑防护体系,建立耕地保护体系,提高耕地产出能力;平原区以建设农田防护林、建立抗旱防蚀耕作和荒漠化土地改造为主,提高粮食产量。
松花江干流和三江平原的中低山区以预防保护为主,加强天然林保护和自然保护区建设,对已受到破坏的低效林和新迹地的森林生态系统进行恢复与重建,提高水源涵养能力;丘陵区和漫川漫岗区以坡耕地治理、沟壑治理为防治重点,在坡面综合治理的基础上,布设沟壑防护措施,建立耕地保护体系,提高耕地产出能力;平原区合理保护和开发利用农业资源,增强土壤的抗蚀能力,保护现有湿地,减轻面源污染。
[1]水利部,中国科学院,中国工程院.中国水土流失防治与生态安全——东北黑土区卷[M].科学出版社,2010:182-214.
[2]王宝桐,张锋.东北黑土区水土保持耕作措施防蚀机理及效果究[J].水土保持学报,2008(1):9-11.
[3]张学俭,武龙甫.东北黑土地水土流失修复[M].北京:中国水利水电出版社,2007:85-87.
[4]李和信,李忠辉,郑秀文.忍看黑土付流波—东北黑土区水土流失调查[N].人民日报,2002-8-15(11).
[5]王宝桐,刘爽,张锋.松辽流域开发建设项目水土流失状况及防治[J].东北水利水电,2008(2):35-36.
[6]水利部松辽水利委员会.东北黑土区水土流失综合防治规划[R].2006,3.
[7]刘运河,陈礼耕,黄学雁.大兴安岭地区的水土流失及其防治[J].水土保持学报,1992(10):1-3.
[8]李辉.论大兴安岭生态功能区的立法保护[J].行政论坛,2011(3):74-77.
[9]高以诺.保护黑土地保护北大仓—关注东北黑土区水土流失[N].经济日报,2002-12-4.