第18卷第2期2004年4月水土保持学报Journal of S oil and Water C onservationV ol.18N o.2Apr.,2004 中国东北黑土区土壤侵蚀环境Ξ范昊明1,2,蔡强国1,王红闪3(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.沈阳农业大学水利学院,辽宁沈阳110161;3.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨陵712100)摘要:分析了黑土腐殖质、黑土母质、黑土区气候、地貌、植被及人类开垦等活动与黑土侵蚀之间的关系,指出了黑土区农业开垦与耕作是导致黑土流失的主要原因,同时,在人类干预条件下,某些自然因素对黑土加速侵蚀的影响就会明显地凸现出来。
实际上,黑土区独特的自然环境与人类活动方式已经使其成为目前中国土壤侵蚀潜在危险性最大的地区之一。
目前,黑土流失速度相当快,不少地区已经出现了成土母质露于地表的现象,土壤侵蚀严重。
如果我们现在还不能正确认识黑土地治理的紧迫性,黑土区很快就将变为名副其实的“不毛之地”了。
关键词:东北黑土区; 自然地理环境; 人类活动; 土壤侵蚀中图分类号:S157.1 文献标识码:A 文章编号:100922242(2004)022*******Condition of Soil Erosion in Phaeozem R egion of N ortheast ChinaFAN Hao2ming1,2,C AI Qiang2guo1,W ANG H ong2shan3(1.Institute o f G eographical Sciences&Natural Resources Research,C AS,Beijing,100101;2.College o f Water Conservancy,Shenyang Agriculture Univer sity,Shenyang110161;3.Institute o f soil and water conservation,C AS&Ministry o f Water Resource,Yangling Shaanxi712100)Abstract:The relationships between the s oil erosion of phaeozem in the northeast region of china and humus,s oil parent material,climatic condition,land feature,vegetation and man′s activity in this area have been analyzed.It has been point2 ed out that the reclamation on a large scale in the phaeozem region is the primary reas on causing s oil erosion in this place, and at the same time,several natural factors that are the potential factors to affect s oil erosion have played m ore significance role in accelerated erosion after human broke into the phaeozem region.In fact,the phaeozem region of northeast China has became the m ost hazard region of potential erosion now for it′s unique physical geography environment and man′s activity. At present,the phaeozem region is subjected to severely s oil erosion and at s omewhere the loess m other material is exposing to the air.S o we must action now to explore the law of s oil erosion and to cure the s oil erosion using this law,or else,the phaeozem region of northeast China will became the real barren land.K ey w ords:phaeozem region of northeast China; physical geography environment; manπs activity; s oil erosion中国东北地区土壤普遍呈暗色,发育有肥力高、性状良好的黑土、黑钙土、草甸土等。
实践中,人们对黑土区的概念通常并不仅局限于土壤分类中的黑土,而是一个包括更多东北地区土壤类型的广泛的概念。
松辽水利委员会在关于东北黑土区水土流失情况的报告中将黑土区的土壤类型定义为包括黑土、黑钙土、暗棕壤、草甸土、白浆土、棕壤、棕色针叶林土、风沙土和沼泽土等。
根据全国农业土壤普查结果确定黑土区总面积为101.85万km2(含大小兴安岭、长白山),其中典型黑土区面积为11.78万km2。
东北黑土区分布于黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古四省(区),其中黑龙江省45.25万km2,吉林省18.7万km2,辽宁省12.29万km2,内蒙古自治区25.41万km2。
黑土区地处温带大陆性季风气候区,大部分地区的年降水量为500～600mm左右,地貌类型多样,分异规律性强,自南而北跨越了暖温带-中温带-寒温带3个不同的自然地带,从东到西横穿湿润-亚湿润-亚干旱3个不同的自然地区。
黑土区是我国的重要工业和商品粮基地,然而,长期以来该区的发展却是以牺牲生态环境为代价的,由于自然因素影响及人为不合理生产活动的破坏,导致土壤侵蚀比较严重。
该区土壤侵蚀类型包括水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀。
据松辽委2002年统计报告,区内现有水土流失面积27.59万km2,占黑土区总土地面积的27%,其中黑龙江省9.55万km2(水力侵蚀8.53万km2,风力侵蚀1.02万km2),吉林省3.11万km2(水力侵蚀1.72万km2,风力侵蚀1.39万km2),辽宁省3.41万km2(水力侵蚀3.08万km2,风力侵蚀0.33万km2),内蒙古自治区11.52万km2(水力侵蚀10.9万km2,风力侵蚀0.62万km2)。
黑Ξ收稿日期:2003205222基金项目:国家自然科学基金委员会重点基金支持研究项目(编号:40235056)作者简介:范昊明,男,生于1972年,讲师,在读博士。
从事土壤侵蚀模拟与水土保持规划方面的研究。
土厚度已由50年代的平均60～70cm ,下降到目前的平均20～30cm ,有些区域已露出成土母质,丧失了农业生产能力。
严重的水土流失,造成黑土资源损失、土地生产力下降、生态环境恶化,泥沙淤积抬高河床,影响水资源使用效益,加剧了干旱洪涝灾害。
实际上,水土流失在很大程度上已经严重制约了当地经济与工农业生产的可持续发展。
1 黑土区自然地理背景与土壤侵蚀黑土是我国宝贵的土地资源,是大自然赋予的得天独厚的宝藏,是一种肥力高、性状好的耕作土壤。
目前,虽然黑土区土壤侵蚀严重,但自然因素引起的侵蚀过程缓慢,常和自然成土速率处于相对平衡的状态或有一定的土层累积,但在人类干预条件下某些自然因素对土壤加速侵蚀的影响就会明显地凸现出来。
1.1 黑土腐殖质与黑土可蚀性在温带季风气候影响下,黑土地区夏秋季节温暖多雨,地下水充足,无论是森林植被还是草甸草本植物都生长繁茂,其根系深而密,地上和地下都积累了大量的有机物质。
土壤有机质含量丰富是黑土的重要特性,黑土有机质土壤剖面垂直分布的特点是在土壤表层(0～20c m 左右)有机质聚集、含量较高,表层以下却呈现陡剧下降的趋势。
在漫长而寒冷的冬季(约有120～200天),土壤冻结,微生物活动微弱,因而有机质缓慢分解,并在土壤中积累,逐步形成深厚的腐殖质层(厚度一般在30～100cm )。
黑土腐殖质层有机质含量较高(一般为3%～6%;高者可达15%)、孔隙度高(69.7%左右)、土质疏松,因此,黑土抗蚀能力较差。
土壤可蚀性因子能够反映黑土自身特性与土壤流失量之间的关系。
该因子是指在其它影响因子不变的条件下,由于土壤本身性质不同所引起的土壤侵蚀的差异。
张宪奎等人[1]对黑龙江省克山县、宾县和牡丹江市的黑土、白浆土及暗棕壤的可蚀性因子进行了实地测量,结果为:黑土0.26;白浆土0.31;暗棕壤0.28。
该研究结果表明:腐殖质层发育较厚、有机质含量丰富的黑土区土壤可蚀性因子相对偏高,抗蚀能力较差。
1.2 黑土母质与土壤侵蚀典型黑土区成土母质比较单纯,主要有3种:第三纪砂粒、粘土层;第四纪砂粒粘土层;第四纪全新世砂粒、粘土层,其中以第2种分布面积最广。
黑土母质的厚度可达10～40cm ,机械组成也比较粘细,并以粗粉砂(0.05～0.01mm )和粘粒为主,质地较为粘重。
由于黑土多发育在粘土层上部,母质层透水不良,在一定程度上阻碍了土壤水分的下渗。
黑土水分运动的范围大部分在2m 左右,土壤水分很少通过土壤层渗透到地下去,黑土的水分循环结构基本上是大气[土壤(包括植物),水分的收入大于支出。
王金平等[2]对哈尔滨黑土的透水性进行了测定,结果表明,黑土透水性表层最高为1646×10-9mm/s ,但从第2层起明显降低,透水性与土壤机械组成中>0.01mm 颗粒含量的分布状况基本一致。
黑土成土母质的这种性质容易形成“上层滞水”现象,夏季降水集中时易产生地表径流和下渗水流,因此土体容易遭到侵蚀和淋溶。
从人类利用历史来看,黑土资源十分有限。
有限黑土层下面的黄土状成土母质的有机质含量不足1%,农作物难以生长。
因此,黑土流失的后果十分可怕。
1.3 黑土区气候特征与土壤侵蚀我国黑土分布区属于北温带半湿润大陆季风性气候,冬季寒冷,春秋两季干旱多风,干燥度一般≤1,年平均气温为0.5～6℃,年降雨量一般在500～600mm ,夏季雨量充沛,绝大部分集中于4～9月,占全年降水量的90%以上,其中,以6～9月为最多。
由于黑土区降雨集中,且夏秋季节往往发生暴雨,容易形成集中径流,引起冲刷。
据拜泉县通双流域1980～1985年资料统计,雨季6～8月的降雨量为329.8mm ,占全年降雨量的75%,同期的土壤侵蚀量高达4195t ,占全年土壤侵蚀量的70%[3]。