东北黑土区坡耕地水土流失综合治理措施配置与效益评估

摘要 各项水土保持措施合理配置是治理坡耕地水土流失最有效的方法。以牡丹江市三溪一河项目区为例，对该项目区水土保持措施进行优化配置，并对所需资金和产生的效益进行评估，其对东北黑土区坡耕地水土流失综合治理起到示范、辐射作用，对带动周边同类型侵蚀区坡耕地水土流失综合治理具有重要的意义。

关键词 东北黑土区；坡耕地；水土流失；综合治理；措施配置；效益评估

中图分类号 S157 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）16-0257-02

坡耕地水土流失综合治理，是有效保持水土、加强农业基础设施建设、改善当地低山丘陵区群众生产生活条件、巩固生态建设成果的一项工程，对促进区域经济社会可持续发展、推进该地区新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[1-3]。

牡丹江市三溪一河中上游项目区位于牡丹江市中部爱民区境内，面积40.86 km2，区内坡耕地集中，耕地坡度大，坡面长，沟壑分布广。垦殖以来，区内坡耕地由于缺乏有效、高标准水土保持措施的保护，导致黑土层流失严重，许多地块砂石掺杂，耕地产出率低[4-5]。近些年，水保等部门在牡丹江市其他地区修筑的梯田等，获得了稳产高产，推动了农民对建设高标准梯田的认识，提高了群众参与修筑梯田的积极性[6]。因此，在该项目区，开展以保护坡耕地为主的的试点工程具有得天独厚的优势，可以起到实例示范、辐射周边、同类地区推广的积极作用。据此，选定三溪一河中上游项目区作为东北黑土区坡耕地典型治理区是很正确和必要的。

1 项目区概况

1.1 自然概况

1.1.1 地理位置。项目区位于牡丹江市爱民区境内，距离牡丹江市城区15 km，土地总面积40.86 km2，地处东经129°30′10″～129°35′29″，北纬44°35′01″～44°40′03″，大地构造属兴凯湖和老爷岭地块，佳木斯隆起带及第四系地层，属松花江水系的牡丹江流域，低山丘陵地貌，波状起伏地势，为中度水蚀类型区。

1.1.2 坡度组成。该项目区地形呈缓岗阶地，地势中部低两侧高，呈“V”字型，项目区海拔高度为310～545 m，相对高差为235 m，地处佳木斯隆起带及第四系地层。项目区长8.8 km、宽6.5 km，呈不规则长方状，全项目区主沟道平均比降为2.7%，共有大小发展或半稳定侵蚀沟44条，沟系总长度为7.42 km，沟壑密度为0.18 km/km2。项目土地面积为4 085.7 hm2，地面坡度组成：≤3°的261.6 hm2，3°～5°的566.08 hm2，5°～8°的1 865.38 hm2，8°～15°的1 364.9 hm2，>15°的27.81 hm2（图1）。坡耕地总面积为1 662.77 hm2，坡耕地坡度组成为：≤3°的165.67 hm2，3°～5°的405.2 hm2，5°～8°的586.74 hm2，8°～15°的478.65 hm2，>15°的26.51 hm2（图2）。

1.1.3 气象水文。项目区属中温带大陆性季风气候区。冬季漫长，寒冷干燥，夏季短暂，温热湿润，降水集中，多年平均降水量485 mm，多集中在7—9月，降雨量占全年的70%左右。该区≥10 ℃有效积温2 400 ℃，多年平均气温3.5 ℃，年均风速2.2 m/s，平均日照时数2 568 h。

1.1.4 土壤植被。地面坡度组成物质为古代片麻状花岗岩，土壤类型以暗棕壤为主，有小面积的草甸土和白浆土，垦殖之初有机质含量逾6%，随开垦年限增长，水土流失加重，现在坡耕地有机质含量为2%～3%，大部分坡耕地表土层厚度10～20 cm。植被属小兴安岭植物类型，森林覆盖率53.6%。

1.2 社会经济情况

1.2.1 农村人口及产值。项目区内现有户数3 605户，总人口12 246人，其中农业人口10 277人，农业劳力7 081人，人口密度300人/km2。农村年均产值13 130万元，其中农业产值8 200万元，林果业产值200万元，牧业产值3 500万元，副业产值1 200万元，渔业产值30万元，年人均产值10 722万元，年人均纯收入8 325元，该项目区的土壤侵蚀类型以面蚀为主，沟蚀发生强度很高。全项目区土地利用类型以林地（占53.60%）和耕地（占40.86%）为主，水土流失面积占1 548.69 hm2，占项目区总面积的37.90%，沟壑直接占地面积26.69 hm2。沟壑密度为0.18 km/km2。

1.2.2 土地利用现状。土地资源利用结构为：总土地面积4 085.77 hm2，其中耕地1 669.16 hm2（>0.25°坡耕地1 662.77 hm2），园地面积12.58 hm2，林地面积2 189.95 hm2，草地面积18.76 hm2，荒沟面积26.69 hm2，水域面积18.62 hm2，城镇村庄面积为150.01 hm2，农、林、草、荒、水和城镇村庄分别占总土地面积的40.86%、53.60%、0.46%、0.65%、0.46%和3.67%。人均土地0.33 hm2，农村人均耕地0.14 hm2/人，人均基本农田0.05 hm2/人。土地结构：土地资源丰富，宜农地多，在时空分布和组合类型上都基本满足农作物生长发育需要。但存在以下问题：一是水土流失严重，岗坡地力较薄，制约了农业生产发展；二是农作物布局不尽合理，土地利用率低，影响项目区生态环境；三是水土流失源地面积大，土地生产潜力难以充分发挥。

2 水土流失灾害和水土流失程度

2.1 水土流失灾害

2.1.1 沟壑发育，切割蚕食农田。项目区内水土流失较为严重，侵蚀沟发育，沟壑密度大，沟长且宽。据调查，项目区有较大侵蚀沟44条，沟系总长7.42 km，直接占用农田26.69 hm2，严重影响机耕作业。

2.1.2 黑土层变薄，地力下降使得粮食产量下降，农民收入降低，农民深受水土流失之害。在坡地上，大量径流顺坡而下，造成超渗产流，跑土，跑肥，跑水，地力减退，土壤被长期冲刷，土壤肥力大大下降。据调查和资料表明，初垦期耕作土层厚60 cm左右，现在仅剩30 cm左右，变成黄沙土，耕层土壤有机质含量由初垦期的6%下降到现在的2%～3%，致使土壤保水保土能力降低，通透性差，最终导致粮食减产。

2.1.3 坡水流失，上冲下淤。项目区地势起伏，坡耕地缺乏植被庇护，上游坡面降水径流不能有效蓄滞入渗。一遇大暴雨，坡水下泻，泥沙俱下，严重破坏桥涵、道路等设施。

2.1.4 生态环境恶化，自然灾害频繁。由于水土流失加剧，使生态系统自我平衡受损，适度功能失调，春旱、秋涝、早霜、冻害时有发生。

2.1.5 对市区人口生命财产及安全造成威胁。项目区是牡丹江市水土流失较为严重的区域，每遇暴雨极易产生高强度汇流，形成山洪，冲毁房屋，冲断桥涵，淤堵铁路。1998年7月，区内发生洪灾，牡丹江市内多处街道被山洪泥沙淤埋，给几十万市民的财产及生命安全造成威胁。

2.2 水土流失程度

水土流失面积为1 498.16 hm2，占项目区总土地面积的36.67%，其中：轻度侵蚀面积为169.21 hm2，中度侵蚀面积为823.79 hm2，强度侵蚀面积为505.16 hm2。沟壑密度0.18 km/km2，侵蚀模数2 300 t/（km2·a），侵蚀类型主要是水蚀。按照牡丹江市水土保持十年规划，项目区属中部低山丘陵中度水蚀治理区。截至2010年，项目区已累计治理面积420.26 hm2，治理程度为27.14%，其中保土耕作3.20 hm2，旱改水田1.60 hm2，营造水保林（乔木）16.63 hm2，水保林（灌木）398.83 hm2，沟头防护1处。

3 措施布局

3.1 措施配置原则

工程建设以坡耕地治理为主，山、水、田、林、路、村综合治理。全面治理项目区内坡耕地和切割坡耕地的侵蚀沟，配套布设截流沟、作业路及涵等保证工程施工及耕作顺利进行。

3.2 措施规模

该项工程措施建设规模确定为：治理水土流失面积1 122.70 hm2。其中，梯田面积1 107.52 hm2。项目区坡耕地治理采取修坡式梯田和水平梯田等措施进行治理，控制水土流失。新增坡式梯田和水平梯田合计1 107.52 hm2，具体措施布设如下：坡度3°～8°黑土层厚度为30 cm的坡耕地实施土坎坡式梯田，面积830.11 hm2；坡度8°～15°黑土层厚度为30 cm的坡耕地实施土坎水平梯田，面积为277.41 hm2。

根据各类侵蚀沟的不同特点，对于小型发展沟和较活跃的半稳定沟及人型支毛沟，布设了沟头防护工程，修跌水17处，沟头埂3.20 km，削坡工程2.31万m3，修建土柳谷坊123座，干砌石谷坊58座。

该项目区农道多为土路，路基为土质垫面，路面凹凸不平，局部地段受沟蚀侵害难通行，直接影响生产作业，设计整修农道（风化砾石铺筑路向，挖设排水沟，营造护路林稳定路肩18 km，过水处砌筑有机基涵连通，共设基础涵6处。

项目区新增治理面积1 122.70 hm2，主要建设内容包括：新修土坎水平梯田277.41 hm2，土坎坡式梯田830.11 hm2，截流沟5 km；沟壑营造水保防护林15.18 hm2。土柳谷坊123座，干砌石谷坊58座，跌水17处，沟头埂320 km，削坡造林工程土方2.31万m3；修筑基础涵6处，整治作业路18.0 km，砌筑项目宣传碑1座。

4 投资概算资金筹措

该项目静态总投资1 667.00万元，其中工程措施投资1 227.88万元，林草措施投资242.73万元，独立费用147.84万元，预备费48.55万元。单位治理面积投资为148.48万元/km2。资金筹措方案：中央和地方投资比按6∶4的比例分配，中央投资1 000万元，地方匹配解决667万元。

5 效益评估

工程实施至各项治理措施全部生效时，项目区水土流失治理综合程度由27.1%增加到99.6%，林草覆盖率由治理前的54.06%增加到54.79%，可拦蓄径流总量达4 415万m3，保土总量达318万t，治理区蓄水效益70%，保土效益65%。到措施全部生效时，各项工程年增经济效益202.97万元，其中新增产粮149.52万元，新增果类53.45万元。计算得经济净现值312.32万元，经济内部收益率为9.5%。投资回收年限7年。工程措施、林草措施与耕作措施有机结合，可有效地控制水土流失，改良土壤理化性状，使农田土壤环境向良性循环转化，提高了项目区抗御自然灾害的能力。

6 参考文献

[1] 付道华，杜喜军.黑土区水土保持生态环境建设存在问题及对策[J].水利科技与经济，2006，12（6）：385-386.

[2] 李立新.东北黑土区水土流失综合防治模式及效益分析[J].水土保持通报，2009（3）：225-228.

[3] 李立新，陈英智.东北低山丘陵区土地资源评价和水土保持生态建设——以黑龙江省东部红旗流域为例[J].水土保持通报，2004，24（4）：85-87.

[4] 景国臣.黑土区水土保持生态环境建设存在问题及对策[J].黑龙江水利科技，2001（2）：6-7.

[5] 李国强.东北黑土区水土流失综合治理模式研究[D].武汉：华中农业大学，2009.

[6] 张典，高雄哲.东北黑土区坡耕地综合治理措施探讨[J].吉林水利，2010（8）：58-60.