孙东峰
(五常市水资源中心,黑龙江 五常 150200)
侵蚀沟产生原因分为自然环境和人为扰动。自然因素是侵蚀沟形成的直接因素,后期由于人为扰动侵蚀沟发展愈烈。
自然因素主要包含气候、土壤类型和地形地貌因素等。
1)气候因素
黑龙江省雨季集中在六至九月份,降雨量约占全年的75%。大量降雨使土壤受到水蚀,产生水土流失,加速了侵蚀沟的扩张。黑龙江省部分地区以风蚀为主,强风天气下,表层土质受强风影响,随着风向迁移,对地表物质造成损毁,加速了侵蚀沟发育。此外还有冻融侵蚀以及重力侵蚀,同样也会造成水土流失。
2)土壤类型
黑龙江省土壤类型主要为暗棕壤、草甸土、黑钙土、黑土及白浆土等,由于其不同类型的土质特点,或多或少会受到水蚀和风蚀的影响,易产生水土流失。
3)地形地貌
黑龙江省地势西北高、东南略低,西南、东北低平。主要由山地、台地以及平原构成。可以概括为“五山、一水、一草、三分田”,全省山地平原交叉分布,形成汇水面积较大,当强降雨来临时极易发生水土流失,造成冲蚀而形成侵蚀沟[1-2]。
在人为扰动破坏下,侵蚀沟发育愈发强烈,其主要表现在一下方面:
1)耕作方式不合理
长期发展以来,农业一直都是我国重点关注问题,只有人民“吃得饱,吃得好”,社会才能快速进步。但是由于群众在进行耕作时多采取顺坡形式,在耕地中易形成冲沟,恰逢雨季或融雪时,导致冲沟继续发育,不断造成水土流失,侵蚀沟发展。
2)过度开发利用
随着社会文明的不断进步,人们开始过度开发林地、草地及耕地,乱砍滥伐导致大量植被遭到破坏,降低了生物多样性,土壤蓄水能力降低,大量表土被地表径流冲刷,慢慢形成冲沟。由于农业过度开发林地、草地、丘陵岗地与河湖滩地,带来的生态、环境恶化也降低了土壤抗冲刷能力。
由于沟道上游开荒,致使雨季暴雨来袭,径流顺坡而下,形成超渗产流,切割耕地,水肥流失极其严重。耕地表层腐殖土被冲刷,土层变薄,从而降低了耕地的生产力,耕地呈碎片化发展,严重影响了当地农业发展,致使粮食产量下降。
强烈的水土流失破坏流域自然生态景观,尤其坡面侵蚀沟的增生裂解,不仅大量蚕蚀耕地,分割土地单元,降低机耕作业效率,而且严重破坏生态环境,使区域生态功能及结构趋于劣化[3]。同时侵蚀沟发育切割土地,破坏了生态环境的稳定性,致使抵御自然灾害能力下降,生态环境的恶化,旱涝灾害频发,严重威胁了居民财产安全[4]。
黑龙江省部分河道多年来的严重淤积,每逢雨季大量的表土及泥沙便会涌入河道,严重影响河流下游生态环境,甚至严重者将影响河道行洪能力。在暴雨季节下会发生洪涝灾害[5]。
随着黑龙江省侵蚀沟快速发育,已成为限制经济发展及生态建设的重要因素。通过实践已证明,侵蚀沟的治理可以有效的减少水土流失,改善生态环境,保护基本农田,提高农作物生产力。在全国规划中东北黑土区侵蚀沟治理占97%,东北黑土区的粮食产量占全国的五分之一,大量侵蚀沟存在,严重危害了东北黑土区农业生产。
侵蚀沟治理项目在保护和建设高标准农田,发展农业特色产业,提高农业综合生产能力,保障国家粮食安全方面发挥了重要作用。
水土流失综合治理,是有效治理水土流失,加强农业基础设施建设,改善山丘区群众生产生活条件,对促进区域经济社会可持续发展,推进农村建设和保障国家粮食安全、生态安全和防洪安全等都具有十分重要的意义。
结合沟道现状,借鉴当地水土流失综合治理经验,按照水土流失发生发展的规律,遵循环境系统一致性、水土流失过程一致性、治理效益最大的基本原则,预防保护和综合治理相结合,生态、经济、社会效益相结合,从沟头到沟口,从上游到下游,建立起完整的防御体系。
经调查,现有侵蚀沟治理工程多采取工程措施与林草措施相结合,从沟头到沟口,处处设防。其中发展段以工程措施为主,主要包括:浆砌石沟头跌水、浆砌石谷坊、浆砌石消力池、作业路修整、过水路面和过路涵等;稳定段以林草措施为主,主要包括:土柳谷坊、生态袋谷坊、边坡植树、鱼鳞坑植树以及其他植树种草措施。
侵蚀沟治理措施以工程措施为基础,同时兼顾沟道、沟坡及沟岸治理相协调,充分发挥工程措施的速效性和林草措施的长效性。由于防护体系的建立,各项措施相互补充,工程养植物、植物保工程,逐步形成工程措施、植物措施相结合的立体防治结构,发挥群体防护作用,达到保持水土,改善生态环境的目的。
通过工程措施与植物措施相结合对侵蚀沟进行治理,流域内林草覆盖率将明显提高,林草的水源涵养作用增强,产生一定的水圈效益。基本农田建设,以及深松、土壤改良等耕作措施的实施,极大地改善土壤的理化性质,促使其保水保肥性增强,将产生一定的土圈经济效益。林草地的增加,改善了农田及周边地区小气候,也减轻了霜冻和干热风对农作物的危害,气圈效益明显。侵蚀沟得到有效治理,耕地不再被侵蚀沟切割破坏,土地的利用率得到较大提高[6],每年因侵蚀沟发展扩张而侵吞耕地面积将明显减少。侵蚀沟治理工程和林草措施的建设,林草覆盖率有了较大提高,增加了蓄水保土能力,侵蚀沟下泄泥水量大大减少,使沟道下游近大部分耕地免遭泥沙埋压,保护了下游耕地。