东北黑土区侵蚀沟现状及治理模式
本期期刊速读内容来自《中国水土保持》杂志2020年第12期文章《东北黑土区侵蚀沟现状及治理模式》，作者张锋。
张锋（1980—），男，陕西西安市人，高级工程师，硕士，从事水土保持规划及监测工作。
侵蚀沟治理是今后一段时期内东北黑土区水土保持工作的重点。在总结东北黑土区现有侵蚀沟治理措施、成效及有关治沟技术研究成果的基础上，总结出工程为主植物为辅、植物为主工程为辅、植物治沟和复垦治沟等４种侵蚀沟治理模式，分别指出了不同治理模式的适用范围、治理原理、措施组成和布设要点，可为东北黑土区侵蚀沟治理实践提供参考和借鉴。
正文
东北黑土区是全世界仅有的三大黑土区之一，是我国重要的粮食生产基地和生态屏障。长期以来，受自然因素和人类不合理生产经营活动的影响，东北黑土区水土流失日益加剧，而侵蚀沟是东北黑土区水土流失发生、发展的集中表现。
侵蚀沟发展不仅切割和蚕食耕地、阻断交通、阻碍机械耕作，而且增加河流泥沙，诱发山洪地质灾害，损毁基础设施，对区域经济社会可持续发展和群众生命财产安全具有极为不利的影响。侵蚀沟治理作为东北黑土区水土流失综合治理的关键内容和保护耕地的最有效途径之一，亟待加快推进。
１ 东北黑土区侵蚀沟现状及加速治理的必要性
１.１ 东北黑土区侵蚀沟现状
根据第一次全国水利普查成果与《东北黑土区侵蚀沟治理专项规划（2016—2030年）》：东北黑土区现有侵蚀沟29.17万条，侵蚀沟总长度21.74万km，沟壑密度达0.20km/km2。29.17万条侵蚀沟中有58.06％分布在耕地上，89.98％的侵蚀沟为发展型侵蚀沟。
侵蚀沟数量增加已成为东北黑土区水土流失危害的重要标志。在没有治理的情况下，侵蚀沟的发展速度惊人、危害巨大。
松辽水利委员会对乌裕尔河、讷谟尔河流域（总面积3.89万km2）的侵蚀沟调查结果表明：1965—2005年的40年间，两条流域侵蚀沟吞食耕地达82.43km2，吞食速度为2.05km2 /ａ，2005年相比1965年侵蚀沟面积增长超过5倍，增加的侵蚀沟83％发生在坡耕地上。
根据第一次全国水利普查成果，东北黑土区侵蚀沟道占地面积3635km2，如按坡耕地玉米产量788t/km2计算，每年因沟蚀损失粮食286万ｔ。
１.２ 加快东北黑土区侵蚀沟治理的必要性
2000年以后，东北黑土区水土流失问题引起了中央有关部门和社会各界的极大关注。
2003年以来，东北黑土区先后启动实施了东北黑土区水土流失综合防治试点工程（2003—2005年）、东北黑土区水土流失综合防治工程（2006—2008年）、国家农业综合开发东北黑土区水土流失重点治理工程（2008—2013年）等，截至2016年末，中央累计投入资金达17亿元，完成水土流失治理面积1.8万km2，取得了显著成效。
但受单位治理面积投资标准较低等因素影响，治理区主要集中在坡面上，已治理区域并未形成完整的坡沟兼治防护体系，侵蚀沟发展的趋势并没有得到遏制，逐渐增多的侵蚀沟在东北黑土地上形成了一道道“正在失血的伤口”，对东北农业可持续发展和粮食安全形成严峻挑战。
在我国粮食生产重心逐渐北移的情况下，无论从目前商品粮保障能力，还是从未来粮食增产潜力来看（全国目前只有东北黑土区的黑龙江省和吉林省既是粮食核心产区又是后备产区），东北黑土区都是我国粮食安全的“压舱石”，在坚持立足国内实现粮食基本自给方针下，必须把侵蚀沟治理上升到国家经济发展战略层面来考虑并加速推进，保护土壤中的“大熊猫”，夯实国家粮食安全的基础。
２ 侵蚀沟治理模式
侵蚀沟治理措施实施的目的在于制止沟道溯源侵蚀，防止沟岸崩塌扩张，抬高沟道侵蚀基准面，制止沟床下切。
基于区域自然特点和经济背景，按照一定的空间结构，在沟道不同侵蚀部位因地制宜地科学布设关键性水土保持措施的技术体系叫做侵蚀沟治理模式。这种治理模式应该在生产实践中被证明是有效的、经济的、效益最大化的。
通过总结，按照传统治理措施的偏重，笔者将目前东北黑土区侵蚀沟治理模式归纳为以下4类。
２.１ 工程为主植物为辅治沟模式
该模式属以工程措施为基础，以植物措施为辅的侵蚀沟治理措施体系。
适用于立地条件较差，或植被措施难以在短期内有效控制快速发展的大中型发展性侵蚀沟。侵蚀沟上方来水量较大，沟道比降较大，发展快，危害性较大。
以石头、混凝土、铅丝笼等抗冲性较强的建筑材料为主，强行锁住沟头、稳住沟岸、抬高沟道侵蚀基准面，并在立地条件较好的部位辅助性地布置植物措施，澄泥过水，为沟道自我修复及后期绿化创造条件，最终达到全面治沟的目的。
主要由沟头措施、沟底措施、沟坡措施组成。
布设要点：
①为防治沟头溯源强烈侵蚀，采取工程措施，或者采取工程措施为主植物措施为辅的措施体系，形成“连环锁”，锁住沟头。工程措施采取排水型跌水沟头防护措施，一般采取石笼排水型跌水。 ②为防治沟床下切和侧向淘蚀，按照“顶底相照”的原则，从上到下布设谷坊。沟道中上游，侵蚀冲刷较强，应以抗冲性强的浆砌石和石笼谷坊为主；沟道下游，侵蚀冲刷较弱，且水肥条件相对较好，布置干砌石谷坊、土谷坊、土柳谷坊即可。谷坊布设应遵循浆砌石和石笼谷坊坝高≤5ｍ、干砌石谷坊坝高≤2.5ｍ、土石谷坊坝高≤3ｍ、土柳谷坊坝高≤1.5ｍ的设计原则，同时遵循谷坊高度为沟深1／2 ～2／3的设计原则。 ③为防止沟谷扩张，在对陡峭、破碎的坡面完成削垫工程措施（削坡、鱼鳞坑、水平阶等）的前提下，实施植被护坡措施。此外，在侵蚀严重，对村镇、交通及其他重要设施构成威胁的沟坡采取石笼（坡降较小）或浆砌石护岸墙（坡降较大）防护，提高坡面抗冲能力。
２.２ 植物为主工程为辅治沟模式
该模式属以植物措施为基础，工程措施作为必要补充的侵蚀沟治理措施体系。
适用范围：
适用于立地条件较好、上方来水量较小、沟体相对稳定、危害相对较小的中小型发展性侵蚀沟。
治理原理：
对处于发展初期且立地条件较好的侵蚀沟，遵照“植物措施优先”的原则，以必要的工程措施锁住侵蚀沟发展的关键部位，再在沟体其他部位布置植物措施，利用植物桩体澄泥过水。随着泥沙的淤积及水分的蓄滞，植物成活繁育，固土封沟的作用逐步显现，最终达到完全控制、淤平侵蚀沟的目的。
措施组成：
由沟头措施、沟底措施、沟坡措施组成。
布设要点：
①沟头溯源侵蚀相对较快，为了保障治理效果，建议采取排水型跌水沟头防护措施，一般采取石笼排水型跌水。 ②按照“顶底相照”的原则，从上到下布设谷坊。根据侵蚀强度，选择不同材质的谷坊：一般沟道上游侵蚀强度大，采取抗冲性较强的石笼谷坊；沟道中下游侵蚀强度较小，为淤泥积沙段，立地条件较好，采取固土能力较强的土柳谷坊。 ③对沟坡、沟道整形后，采取乔灌措施进行固土护坡。 ④为了保障沟坡的自然稳定性，将沟坡控制在30°以内。 ⑤为了保障植物的成活率，在一定时期内采取植物保育措施，成活率不达标的应及时补植。
２.３ 植物治沟模式
该模式属通过植物措施达到侵蚀沟治理目标的措施体系。
适用范围：
适用于立地条件较好、上方来水量较小、沟体相对稳定、危害相对较小的发展性或趋于稳定的中小型侵蚀沟。这类侵蚀沟往往是地表径流的过水通道。
治理原理：
通过沟头、沟道整形对上方来水进行分流、削能、排泄，利用植物自身的固土功能对整形后的沟体进行稳定，利用植物桩体对上方来沙进行拦截、对上方来水进行削能，最终达到理水保土、控制侵蚀沟发展的目的。
措施组成：
由侵蚀沟整形措施、环沟埂、沟头（沟道）多级植物跌水、柳谷坊、沟坡（沟道、沟岸）植物措施等组成。
布设要点：
①对沟头、沟道、沟坡进行系统整形，除主沟头外应结合环沟埂布设多个跌水通道，分散上方来水。 ②在沟头和沟道内采取多级柳跌水或柳桩跌水进行消能治理，落差越大，级数越多。 ③在沟底布设柳编谷坊或密植沙棘。 ④在沟坡沟岸种植防护林。 ⑤为了保障沟坡的自然稳定性，将沟坡控制在30°以内。 ⑥为了保障植物的成活率，在一定时期内采取植物保育措施，成活率不达标的应及时补植。
２.４ 复垦治沟模式
该模式属通过秸秆、煤矸石、风化石等物料填埋，消除沟道低凹地形，恢复坡耕地所在坡面完整性的措施体系。
适用范围：
适用于耕地中沟道比降较小的中小型侵蚀沟。
治理原理：
通过填埋材料本身的透水空隙及沟底布设的暗管导流设施，变地表汇流为地下暗流，排走侵蚀沟上方来水，保障坡面的完整性。
措施组成：
主要由沟道修整、竖井暗管布设、物料填沟、上层覆土等措施组成。
布设要点：
①依据表层覆土50cm厚所需土量和沟道截面设计特征，分段确定需整形的沟深和沟宽。
②对沟头上游来水量及沟头上游入渗速度进行计算，当理论来水量超过入渗速度时，应辅以截留埂和渗井措施，增强排水能力，使上方来水垂直导入地下。
③根据填埋物料的孔隙度及暗排流量大小，考虑是否埋设暗管，一般情况下，埋填材料为秸秆时需要布设暗管，以煤矸石（风化石）为填埋材料时则不需要布设暗管。
④暗管直径的大小根据排水量而定，铺设于整形后的侵蚀沟道底部中央，比降不少于2％。
⑤秸秆埋填时，必须经过压实处理，捆密度应不小于250kg/m3；煤矸石或风化石填埋时，下层铺设直径较大的填筑材料，上层铺设直径较小的填筑材料。
３ 结语
东北黑土区是中国的大粮仓，侵蚀沟是东北黑土区水土流失问题的集中表现，必须加速治理，藏粮于地。2018年1月水利部印发了《东北黑土区侵蚀沟治理专项规划（2016—2030年）》，明确了东北黑土区侵蚀沟治理任务、规模及布局。
2020年中央一号文件再次将“推进侵蚀沟治理，启动实施东北黑土地保护性耕作行动计划”作为“对标全面建成小康社会， 加快补上农村基础设施和公共服务短板”的重要内容。可以说侵蚀沟治理已成为今后一段时期内东北黑土区水土保持工作的重点。在总结东北黑土区现有侵蚀沟治理措施、成效及有关治沟技术研究成果的基础上，总结出４种侵蚀沟治理模式，可为东北黑土区侵蚀沟治理实践提供参考和借鉴。