水土保持耕作措施与预防控制地下水污染的综合研究初探

吴 昊，刘冬黎(云南省水利水电科学研究院，云南 昆明 650228)

1 水土保持耕作措施的概念和重要性

水土保持耕作措施(以下简称“保土耕作措施”)以保土、保水、保肥为主要目的，是我国普遍采用的水土保持农业措施之一[1]。保土耕作措施包含以改变小地形和增加地面覆盖为主的耕作技术，以增加植被覆盖、改变土壤物理性状为主的耕作措施，作为坡耕地普遍应用的水土保持方法，与水土保持栽培技术、土壤培肥技术、旱作农业技术和复合农林业技术等措施相辅相成，共同构建了水土保持农业措施体系。

长期以来，人们采取各类保土耕作措施，通过改变微地形或增加植被覆盖、改变土壤物理性状，提高土壤的抗蚀能力，蓄水保墒，提升天然降水的生产效率，给作物生长创造一个良好的土壤环境。保土耕作措施在水土保持农业措施中占据重要地位，但相比其重要性，保土耕作措施在水土保持项目规划和实施阶段受重视程度明显不够，比如：在进行水土保持工程措施设计时，大部分仅仅是提出两三种保土耕作措施，并简单赋予一些笼统的要求，没有考虑保土耕作措施的针对性和适宜性，以及与其他措施的有机配合；在进行水土保持投资估算时，对保土耕作措施的投资费用一般没有计列；在进行效益分析时，对保土耕作措施效益的计列也时有时无。

2 保土耕作措施对控制坡耕地土壤侵蚀的积极作用

对地面坡度介于5°～25°的坡耕地采取等高耕作、沟垄种植、轮作、间作、地膜覆盖、秸秆覆盖、少耕覆盖、轮耕等保土耕作措施，对于防止径流冲刷、减轻水土流失具有明显的积极作用。

(1)改变小地形以增加水分入渗与保蓄，减少土壤冲蚀。以改变小地形为主的保土耕作措施主要包括等高耕作、沟垄种植、坑田耕作等。以等高耕作为例，等高耕作是坡耕地实施其他保土耕作措施的基础[2]。等高耕作通过沿等高线垂直于坡向进行横向耕作来改变坡耕地地形，在犁沟平行等高线方向形成许多“蓄水沟”拦蓄地表径流，促使土壤水分入渗率增强，减少雨水对土壤的冲刷，减轻水土流失。

(2)增加植被覆盖以维持和提高土壤肥力，防止土壤有机物过度消耗。以增加植被覆盖为主的保土耕作措施主要包括轮作、间作、套种、混播等。如果在同一块耕地内始终种植同一种农作物，那么地表在一定时间段内必然处于荒芜状态，并且可能出现杂草和病虫害，不利于调节土壤的微生物状况，会导致土壤有机物消耗，土壤肥力无法维持，作物覆盖面积和覆盖度逐步下降，土壤中根系不断减少，从而不利于防治水土流失。

(3)增加地面覆盖以蓄水保墒、防旱抗旱、保持水土。以增加地面覆盖为主的保土耕作措施主要包括地膜覆盖、秸秆覆盖等，多用于水资源不足的旱作地区，特别是在水土流失严重、地表呈现荒漠化的区域，其优点是保墒、蓄水、防击溅作用明显。此类措施多是利用一些粉碎残株、残茬或可降解膜覆盖地表，在节约成本的同时保护了土壤，降雨时雨滴不会直接击溅地表，还可以提高地表温度，抑制杂草生长，保持土壤墒情，保证透气性，起到了防旱抗旱、保持水土的作用。

(4)改变土壤物理性状以保持土壤结构和水分，减少土壤扰动。以改变土壤物理性状为主的保土耕作措施主要是少耕。采取少耕措施避免了对土壤结构的破坏，同时借助增加的地面覆盖，保持土壤水分。通过一定生产周期的少耕或免耕，在减少土壤被频繁翻动的同时，使有益生物的群落繁殖并增加土壤的有机质及水稳团粒，起到改善土壤物理性状、营造良好土壤环境的作用。

3 保土耕作措施可能对地下水造成的负面影响

在地面坡度介于5°～25°的坡耕地上采取保土耕作措施后，对土壤侵蚀的抑制效果主要体现在减少地表冲刷、提高土壤肥力、增强蓄水保墒、减少土壤扰动等方面。实施保土耕作措施对于未采取坡改梯的坡耕地所带来的经济、保土、蓄水效益明显，虽然比不上坡改梯，但对于未开展或不适宜大面积坡改梯的广大山区而言，采取保土耕作措施无疑是最佳选择。但是，保土耕作措施在控制坡耕地土壤侵蚀的同时，也可能会对周边地下水环境产生一定的影响，只是过程很缓慢，容易被忽视。

(1)土壤渗透作用增强可能导致地下水受到间接污染。在坡耕地上采取等高耕作等措施，减轻了土壤侵蚀，同时土壤渗透作用增强，但也会促进农业施用的化肥或粪肥间歇入渗，对浅层地下水造成污染。比如，人们为了迅速提高土壤养分、培肥土壤，在没有考虑土壤状况和作物需求的情况下施用大量农用化肥或人畜粪肥，以提高农作物的产量，虽然对于作物增产短期效果较好，但是长期来看为地下水污染、土壤环境破坏埋下了隐患。

(2)保土耕作活动促进了土壤有机物的矿化，可能间接污染地下水。在水土流失区随着保土、保水、保肥措施的跟进，坡耕地土壤有机质含量逐渐增加，为土壤有机质的矿质化过程创造了良好的环境，而有机质的矿质化过程又为作物和土壤微生物提供了养分和活动能量，并直接或间接地影响着土壤性质。但是在保土耕作措施的作用下，随着土壤渗透、蓄水能力的不断增强，土壤有机质的矿质化产物中部分无机态氮有可能向地下潜水迁移，间接污染地下水。

(3)缺乏管理的保土耕作措施可能形成污染源。在我国坡耕地保土耕作措施应用广泛，农民群众多是依据自身经验实施，在目前的情况下想要规范、大规模地开展保土耕作措施，还存在一些困难，比如：是否有可依托的水土保持综合治理项目；在水土保持综合治理项目规划和实施方案中保土耕作措施是否得到重视且投入有一定的治理经费；在措施实施及管理阶段是否对农户进行过必要的培训。农村耕地的承包权和经营权归土地承包人所享有，承包人有占有、使用、受益和一定处分的权利。耕地是农村土地承包人生产生活的主要场所，其耕作活动具有很大的自主性，在没有国家项目投入的情况下，仅依靠承包人的能力，采取的水土保持农业措施多缺乏科学性和适宜性，适应性和可靠性不足，操作不当极易对周边环境造成影响，对地下水环境造成污染。

4 保土耕作措施可能造成地下水污染的防控手段

在没有项目依托、资金投入、专业指导的情况下，盲目实施水土保持农业措施特别是保土耕作措施可能会对周边地下水环境造成负面影响，只是过程很缓慢，容易被忽视。如果地下水水质特别是地下水环境在不知不觉中被改变，那么即使彻底消除了污染源，想要完全恢复，也十分困难。在发挥保土耕作措施对控制耕地土壤侵蚀方面的积极作用的同时，应该认识到其对地下水可能造成的负面影响，提早预防，协同控制，尽可能切断污染地下水环境的源头。

(1)严格控制保土耕作区农作物化肥使用量，提高化肥使用效率。一是结合土壤状况和作物生长需要，严格控制化肥使用量，提高使用效率，把控施肥时间，减少化肥浪费，避免对土壤环境和地下水环境造成间接污染。二是根据实际情况采取科学的草田轮作、间作、套种、留茬覆盖、秸秆覆盖等措施，增加土壤有机质含量，提高化肥使用效率。三是土壤有机质矿质化过程中会产生一定矿质养分如无机态氮(主要是硝态氮)，如果土壤中产生的矿质养分过多，作物生长所需的养分供过于求，那么会造成有机肥料残留或深入地下水，对作物生长或地下水水质可能造成影响和污染。因此，在利用有机肥的时候必须保证作物生长所需的养分与土壤有机质矿质化过程所提供的矿质养分达到平衡。

(2)开展区域性水质动态监测，提升保土耕作区地下水环境监管能力。在保土耕作区特别是在没有水保项目依托、专项资金投入、专业人员指导的地方，建议开展区域性水质动态监测，采取地面观测方法，通过查询、收集资料等获取保土耕作措施完成的数量及其质量数据，依托雨量站测量、记录区域内不同季节降水量、降水强度，计算蒸发量、作物生长季节土壤含水量、土壤理化性状等相关数据，以指导保土耕作措施的开展。同时，造成我国农村地下水环境变化的污染源有很多，如采矿业、工业、居民生活、农业等都会不同程度地引起地下水水质的变化。在保土耕作区，首先要研究是哪些原因导致了地下水水质的变化，找出主要矛盾；其次要加强水保部门与其他部门间的协作，积极推进地下水环境监测网络建设，实现地下水环境监测信息共享，逐步提升地下水环境质量的监管能力。

(3)开展宣传教育，科学开展保土耕作。保土耕作措施是一种重要的水土保持农业措施，在我国广大山区坡耕地发挥了巨大的水土保持作用。相比广大的山区，国家投入的水土保持综合治理项目明显不足，缺乏相关经费支持，导致规模化、规范化的保土耕作措施难以全面铺开。因此，想要进一步发挥保土耕作措施的积极作用，避免其消极作用，只有开展宣传教育，使广大群众能够科学、合理地使用保土耕作措施。

[1] 王礼先,朱金兆.水土保持学[M].北京:中国林业出版社，2005:240.

[2] 赵永军,常丹东.水土保持综合治理项目设计与管理[M].北京:中国水利水电出版社，2013:223.