对东北黑土区侵蚀沟及其治理的一些初步认识

摘 要： 通过对海伦、嫩江、漠河和黑河等地的黑土侵蚀情况进行考察，形成了对东北黑土的区域差异、漫岗区沟谷系统、土地大规模垦殖对坡地水文-侵蚀过程的影响及侵蚀沟治理的一些初步认识：东北黑土发育于第四纪松花古湖及湖周地区，可分为“湖心湖相亚黏土层上发育的黑土”“湖滨阶地砾石层上发育的黑土”“湖周山地坡积物上发育的黑土”；漫岗区沟谷系统可分为上段（浅沟+切沟段）、中段（冲沟段）和下段（小河沟段）；土地大规模垦殖导致林草植被消失，黑土涵蓄水分能力降低，侵蚀方式由以土壤蠕动为主改变为以坡耕地坡面侵蚀+沟道侵蚀的流水侵蚀为主；侵蚀沟是土地利用变化后加速侵蚀的产物，采用沟道工程措施治理是必须的，海伦等地侵蚀沟上段浅沟+切沟采用暗管排水填埋复垦治理是成功的。指出了侵蚀沟中段冲沟钢丝石笼谷坊坝和下段小河沟沟底、沟坡块石铺砌工程存在的问题，建议立即停止在东北黑土漫岗区侵蚀沟治理中采用钢丝石笼谷坊坝和钢丝石笼护坡形式，开展刚柔结合的谷坊坝工程试验，采用生物措施护坡。

关键词： 侵蚀沟；沟谷系统；生态治理；垦殖；东北黑土区

中图分类号： S157" 文献标识码： A" DOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2025.01.002

引用格式： 张信宝.对东北黑土区侵蚀沟及其治理的一些初步认识[J].中国水土保持，2025（1）：10-11，15.

应中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土项目组邀请，笔者于2019年和2024年两赴东北，考察了海伦、嫩江、漠河和黑河等地的黑土侵蚀情况，对东北黑土的区域差异、漫岗区沟谷系统、土地大规模垦殖对坡地水文-侵蚀过程的影响及侵蚀沟治理有一些初步认识，现草成此文，希望能对今后东北黑土侵蚀研究和治理有所裨益，更希望学界同仁批评指正。

1 东北黑土的区域差异和成土物质来源

第四纪时期的松花古湖于晚更新世后期至全新世早期消失，大部分东北黑土发育于松花古湖沉积物上，区域差异明显[1]。海伦一带黑土为“湖心湖相亚黏土层上发育的黑土”，黑土深厚，不含砾石，下伏透水性差的黄土状亚黏土层，亚黏土层以下为松散的砂砾、黏土层河湖相沉积；嫩江九三农场一带黑土为“湖滨阶地砾石层上发育的黑土”，黑土含磨圆很好的小砾石，还有玛瑙，黑土层下无黄土状亚黏土层，下伏黄色阶地砂砾层；九三农场到漠河公路旁的黑土为“湖周山地坡积物上发育的黑土”，黑土含大量角砾，部分角砾粒径大于50 mm[2]。黄土是黑土成土物质的重要来源。由于距呼伦贝尔和科尔沁等黄土粉尘源区较远，因此地处小兴安岭地区的黑河市侵蚀沟治理点坡地的土壤为棕壤型沙砾土。东北黑土相当于黄土高原的黑垆土，形成于全新世的最佳气候期。

2 东北黑土漫岗区的沟谷系统

以“湖心湖相亚黏土层上发育的黑土”漫岗区为例（海伦一带），从漫岗顶到低地平原的侵蚀沟沟谷系统可分为上段（浅沟+切沟段）、中段（冲沟段）和下段（小河沟段）。上段（浅沟+切沟段）的沟槽沟底为抗蚀性强的不透水亚黏土层，抗蚀性强，沟床难以下切，侧蚀强烈，由于新近切出且高度不大，因此沟壁陡立，沟槽形状为矩形。

中段（冲沟段）随着汇水面积增大，径流量增加，侵蚀能力增强，沟槽沟底切穿抗蚀性强的亚黏土层，切入未胶结的松散砂砾层，沟床下切迅速，形成V形沟槽，沟壁稳定性差，崩塌、滑坡发育。溯源侵蚀导致冲沟不断向上延伸，切沟向冲沟的过渡地段是侵蚀沟侵蚀最强烈的沟段。

下段（小河沟段）沟槽变宽，沟床比降小，为淤积沟床，有砂砾沉积，沟岸坡度多小于30°，沟槽呈梯形。沟岸总体较稳定，冻融作用导致的土壤蠕动较普遍；沟道左右摆动有时会引起沟道凹岸侵蚀。

由于岩土组构的不同，因此嫩江九三农场一带“湖滨阶地砾石层上发育的黑土”漫岗区的沟谷形态与海伦一带“湖心湖相亚黏土层上发育的黑土”漫岗区的有所差异。

3 土地大规模垦殖对黑土坡地水文-侵蚀过程的影响

东北黑土区漫岗坡地坡长且缓，坡长多达数百米至上千米，坡度多小于5°，沟谷密度不大。垦殖前，漫岗为林地、草地相间的景观，黑土土壤质地黏重，并有季节冻土层，夏秋多雨，土壤常于上层滞水，积水处形成“水泡”，周围草甸植物繁茂，称为五花草塘。笔者考察所到之处，东北漫岗原始景观已难以寻觅。东北开禁放垦始于1860年，经过新中国成立以来的大规模开垦，可垦之地几已垦殖殆尽，东北黑土区已成为我国的“粮仓”[3]。

垦殖前，由于黑土层深厚，土壤质地黏重滞水，加之林草植被繁茂、根系发达，气候又寒冷，枯枝落叶难以分解，因此漫岗坡地原始生态系统涵蓄、调节水分能力强。坡地的宽浅沟道，平时为涓涓细流，夏秋暴雨时也难以发生较大洪水，沟道侵蚀轻微；即使发生较大洪水，侵蚀的沟道随后也能逐渐自然修复。因此，垦殖前，冻融引起的土壤蠕动是黑土漫岗坡地土壤的主要运移方式。

大规模垦殖使漫岗坡地的水文过程和侵蚀方式发生了根本性变化。林草植被的消失和农田耕作导致地表径流和优先流流量增加，致使春季融雪和夏秋季暴雨时沟道洪水频发；侵蚀方式由原始植被景观下的以土壤蠕动为主，改变为以坡耕地坡面侵蚀+沟道侵蚀的流水侵蚀为主，沟道侵蚀加剧。海伦一带的“湖心湖相亚黏土层上发育的黑土”漫岗区，一旦抗蚀性强的黄土状亚黏土层被切穿至下面的抗蚀性差的松散砂砾层，沟床就会强烈下切，引发沟头溯源侵蚀，沟道不断向上延伸。需强调指出的是，沟道侵蚀是自下而上的溯源侵蚀过程（流水侵蚀+重力侵蚀）。由于沟道中下段沟床强烈下切，因此沟道纵剖面形态改变为下凹形。

所有的沟都是侵蚀形成的，也就是说都是侵蚀沟，笔者建议将东北黑土漫岗区的“侵蚀沟”定义为“坡地大规模垦殖后加速侵蚀形成的侵蚀沟”。20世纪50年代，东北黑土区还没有进行大规模开垦，已垦殖的时间也不长，侵蚀沟还没有大规模出现，罗来兴说的“冲沟不过山海关”是基本符合实际的。随着时过境迁，现在侵蚀沟已大规模出现，再坚持“冲沟不过山海关”，就不是与时俱进了。

4 对侵蚀沟治理工程的一些不成熟看法

大规模垦殖使东北黑土漫岗坡地的水文过程和侵蚀方式发生了根本性变化，侵蚀方式由原始植被景观下的以土壤蠕动为主，改变为以坡耕地坡面侵蚀+沟道侵蚀的流水侵蚀为主，侵蚀沟是土地利用变化后加速侵蚀的产物，采用沟道工程措施治理是必须的。国家非常重视东北黑土区侵蚀沟治理，据介绍专项治理经费已达40多亿元，单位面积治理经费由20余万元/km2增加至40余万元/km2。此次走马观花看了一些治理工程，总体印象是成绩很大，但问题也不少。以下从沟谷系统的角度，谈谈对侵蚀沟治理的一些不成熟看法。

4.1 沟谷系统上段浅沟+切沟的治理

海伦等地的侵蚀沟填埋复垦治理是成功的。治理的总体技术路线为“沟底中线布设暗管排水，下层用压实打捆的秸秆填埋，上层覆盖表土，耕地中的侵蚀沟消失，机械自由行走，沟毁耕地再造并垦殖”[3]。埋设暗管给壤中流以出路的核心治理措施是科学的，应该肯定并大力推广。

4.2 沟谷系统中段冲沟的治理

考察见到的冲沟治理工程多为镀锌钢丝石笼谷坊坝，坝高一般不超过3 m，多为坝群，坝顶留有矩形溢流口，部分坝后布设有消力池。谷坊坝具有固沟、拦沙和稳坡的作用，初衷是好的。笔者认为修建谷坊坝治理侵蚀沟是必要的，但不赞成采用钢丝石笼谷坊坝坝型。因为5～10 a钢丝生锈失效后，洪水冲散坝体，会在沟道内形成一些乱石滩，洪水绕过乱石滩，冲蚀沟岸土体，将形成新的沟道。建议修建刚柔结合的谷坊坝，中间为留有溢流口、排水孔的刚性坝体，刚性坝体和沟壁之间由块石坝连接，譬如南方一些泥石流沟的拦沙坝往往采用这种坝型。

4.3 沟谷系统下段小河沟的治理

考察中见到的一些小河沟治理工程非常不科学、不合理，如在海伦所见的沟底、沟坡采用块石全铺砌的小河沟。块石铺床加大了沟床糙率，不利于行洪，而土壤冻融蠕动会引起沟岸变形，导致护坡块石落入沟内形成乱石滩，这都可能导致在两岸农田内冲出新的沟道，破坏农田。另外，块石妨碍农机耕作，农田区沟道内的块石不利于今后高标准农田建设。去往黑河瑷珲机场公路旁的小河沟，不但侵蚀凹岸有块石护坡，淤积凸岸也有块石护坡，很不科学。建议将沟谷系统下段小河沟列入中小河道治理，不列入侵蚀沟治理。

4.4 沟岸防护工程

考察中见到大量的钢丝石笼护坡，成本很高，短期护坡效果很好，但土壤冻融蠕动是东北黑土区沟道边坡调整的土体运动方式，钢丝生锈失效后，散开的块石不可避免地要被下伏土壤的蠕动带入沟内，因此笔者不赞成采用钢丝石笼护坡，建议采用生物措施护坡，应该容忍冻融蠕动引起的少许沟坡土体变形。

4.5 建议

为避免产生更大损失，建议立即停止在东北黑土漫岗区侵蚀沟治理中采用钢丝石笼谷坊坝和钢丝石笼护坡形式，开展刚柔结合的谷坊坝工程试验，采用生物措施护坡。

参考文献：

[1] 裘善文.松嫩平原湖泊的成因及其环境变迁[M]//《东北平原第四纪自然环境形成与演化》课题组.中国东北平原第四纪自然环境形成与演化.哈尔滨：哈尔滨地图出版社，1990：146-154.

[2] XIE Y Y，KANG C G，CHI Y P，et al.The loess deposits in Northeast China：The linkage of loess accumulation and geomorphicclimatic features at the easternmost edge of the Eurasian loess belt[J].Journal of Asian Earth Sciences，2019，181：103914.

[3] 张兴义，刘晓冰.东北黑土区沟道侵蚀现状及其防治对策[J].农业工程学报，2021，37（3）：320-326.

（责任编辑 徐素霞）