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1、坡耕地水土保持技术及垄向 .引言据 1991 年联合国环境规划属统计分析， 世界干旱地区的总面积占 世界陆地面积的 41%，另据估算， 全世界干旱半干旱地区现有耕地 6 亿多公顷，约占世界总耕地面积的 42.9%，其分布遍及各大洲，涉及 60 多个国家和地区，因此，干旱已经成为一个全球性的问题。目前，世界上先进国家无不重视发展旱地农业，由于科技水平的 提高和物质、能量投入的增加， 有些国家的旱地农业已经取得了增产 增收的良好成效。例如，美国西半部年降水 250500mm 的半干旱地 区 17 个州，经过几十年的发展，通过更换良种、推行测土和推荐施 肥以及采用多种保水保土的保护耕作等某些微量元素
2、， 形成农牧结合 的粮草轮作体系， 在培肥土壤的同时， 促进了粮食和畜牧业的显著增 产。我国是一个干旱缺水严重的国家。我国的淡水资源总量为 28100 亿m3，占全球水资源的6%，但人均只有2170m3，不足世界平均水 平的 1/4，在世界上名列第 109 位，是全球 13个人均水资源最贫乏 的国家之一。我国的旱农地区范围很大，约占国土陆地面积的 56% ， 耕地面积约5.05 x 107hm2，占全国总耕地面积的55.4%，但灌溉面 积仅占全国的 1 5 .8% 。主要分布在沿昆仑山秦岭淮河一线以 北的广大地区，包括 17 个省、自治区和直辖市的 966 个县，地域辽 阔，其中的干旱区、半干
3、旱偏旱区、半干旱区、半湿润偏旱区是旱地 农业的主体区域。1995 年的统计数字表明， 我国北方旱区总人口 （不包括半湿润区） 占全国人口总量的21.5%，土地面积4.98 x 106km2，占我国国土陆 地面积的51.8% ;耕地面积 3.65 x 107hm2，占全国耕地面积的 38.4%。因此，北方旱农地区是我国旱地农业生产建设中极为重要的 组成部分，在我国农业生产中占有极其重要的战略地位。我国北方旱区旱灾频繁， 大部分地区年降水量为 300500mm ，并 且自然降水年际间变率大，季节分布不匀，水资源总量不足全国的 20% ，耕地平均水量约 5580m 3/hm 2，水资源更为缺乏，极大
4、地制约 和限制了农业和农村的发展。旱农地区地形复杂，沟壑纵横，土地贫 瘠，风蚀、水蚀和沙化严重，生态系统脆弱，农业生产不稳定，社会 经济发展滞后。建国以来， 在党和政府的重视和领导下，这一地区的 旱地农业不断改进种植制度，更新品种，增施肥料，并逐步研究一些 较为先进的耕作技术，在生产和科研上取得了不少新的进展。例如， 东北中西部地区以间隔深松为特点的深松耕法和结合轮作实行翻耕 和耙茬播种，隔年轮换的轮翻耕法等少耕技术，晋东南、渭北等地的 冬麦田夏闲期深松或深翻蓄墒的耕作法， 晋西等地的坡地蓄水聚肥耕 作法，以及在传统经验基础上总结提高形成的山西闻喜旱地小麦、 壶 关旱地谷子增产耕作技术等，都曾
5、对农业增产起到过良好的促进作 用。从我国南北地区来看，19971998年北方地区水资源总量仅为南 方水资源总量的20%30%，较南方地区平均少18000亿m3;但北 方地区用水总量却超过了南方， 不仅如此， 北方地区的用水量还远远 超过了其本身所拥有的水资源总量的 20%，达到 62%(1997) 和 36%(1998)，而南方地区用水总量仅占到其水资源总量的10%左右。因此，按照国际上界定的可能发生水资源危机的用水标准， 北方半干 旱地区又成为我国水资源危机紧缺地区的重中之重。 位于我国北方的 半干旱地区， 水资源短缺加之气候干旱和水土流失的双重作用， 致使 该地区农业用水更加紧张。 因此，
6、我国半干旱地区农业水资源合理利 用的原则应该是水的有效保持和水的高效利用并重， “保持”是前提， “利用”是关键。我国北方旱农地区大多施肥少，粮食产量和农民收入仍然较低。 据 1989 年对半干旱偏早、半干旱和半湿润偏旱三个农业类型区以雨 养生产为主的 434 个县（含市属区 ）资料统计，粮食平均亩产仅为：半 干旱偏旱区 51kg ，半干旱区 131.8 kg ，半湿润偏早区 201.7 kg ；农 民人均年产粮食为：半干旱偏早区仅 259.6 kg ，半干旱区 349.6 kg， 半湿润偏旱区达到499.1 kg ;农民人均纯收入为：半干旱偏旱区仅 260.2元，半干旱区 374.3 元，半
7、湿润偏旱区也才 413.2 元。由此可 见，我国北方旱农地区的大部目前仍处于经济相对贫困状态， 发展我 国北方的旱地农业势在必行。解决半干旱地区农业缺水问题并进而实现有限水资源高效利用的 中心环节是农业节水。 因此， 补充灌溉和现代旱地农业的有机结合是 半干旱地区农业发展的必然选择。 半干旱地区的节水农业要攻克的共 同难关是如何提高有效降雨和作物水分利用效率。东北半干旱区是我国北方旱农地区的重要组成部分，除具有北方 旱区的共性外，长久的自然环境和人类活动的影响使其具有自身的发 展特点。该区水资源总量虽然较为丰富，但大部分地区地表水较少， 气候差异变化大，冬季漫长寒冷，春季多大风，蒸发强烈，春旱
8、尤为 突出，且春旱夏涝常常交替出现。本地区降水年变率和季节变率大， 年平均降水量在 250500mm 之间，且降水主要集中于夏季， 正常年 份 69 月的降水量占全年降水量的 70%80% 。降雨量虽然不多， 但 阵发性暴雨较多，导致水土流失严重，地力瘠薄。因此，全面提高东北半干旱地区旱地农业的生产发展速度，走节 水农业之路， 农林牧综合发展， 彻底改变东北旱农地区的贫困落后面 貌，对振兴东北老工业基地， 对我国农业和整个国民经济的持续发展 都具有重要的战略意义。 针对东北半干旱抗旱灌溉区坡耕地灌溉水源 不足地区的水资源高效利用问题， 开展了“机械化暗式坐水播种技术 +机械化苗期补灌技术 +机
9、械化坡耕地垄向区田保水技术”集成模式 研究”。第一节、东北半干旱区概况（一）东北半干旱区的地理位置及地区分布 根据北方旱地区域类型分异规律，以降雨量及辅助指标体系可将 东北半干旱区分为三个一级区， 即半干旱偏旱区、 半干旱区和半湿润 偏旱区，每个一级区又可细分为数量不同的二级区。1. 半干旱偏旱区 本区东起呼伦贝尔高原，向西南延伸，即内蒙古东北部高平原半 干旱偏旱牧区。2. 半干旱区 本区位于大兴安岭西麓、东北西部丘陵和平原一带，即：（ 1）大 兴安岭西麓高平原半干旱牧区；（ 2）松嫩平原东北水土流失半干旱 农业区； （3）松嫩平原中西部半干旱农牧区； （ 4）吉林西部平原风 沙半干旱农（牧
10、）区；（5）大兴安岭东南麓科尔沁低山丘陵半干旱农 牧区；（ 6）科尔沁沙地半干旱农林牧区； （7）西辽河平原半干旱灌 溉农业区；（ 8）辽宁西北低山丘陵水土流失及风沙半干旱农业区。3. 半湿润偏旱区 本区主要包括大小兴安岭、松嫩平原东部、吉林中部平原、辽西 南的中北部、燕山北部山地，即：（ 1）大小兴安岭山地丘陵半湿润 偏旱农林区； （2）松嫩平原东部半湿润偏旱农业区； （3）吉林中部 平原半湿润偏旱农业区；（ 4）辽宁西南中北部半湿润偏旱农业 区。（二）东北半干旱区的干旱灾害 东北半干旱区是典型的旱作农业区，旱灾一直是该区农业生产的 主要自然灾害之一，随着经济社会的发展和农业结构调整步伐的加
11、 快，近年来干旱发生的频率和范围有增加和扩大的趋势， 因干旱造成 的经济损失也越来越大。以黑龙江省的旱灾状况为例，根据资料初步统计，建国以来，黑 龙江省西部发生旱灾的频次为 35/42 ， 45 月的春旱普遍存在，有 “10 年 9 春旱”之说，不仅如此， 6 月的“卡脖旱”， 7、8 月份出 现的“伏旱”或夏旱以及 9 月份出现的“秋旱”时有发生，严重时出 现的春夏连旱对农业的影响最大。 90 年代黑龙江省处在严重的干旱 期，几乎连年有干旱，春旱连夏旱，甚至是春、夏、秋三季连旱。特 别是进入 21 世纪的近两年，出现了历史上全省普遍、严重的干旱现 象。2000 年 4 月 25 日至 7 月
12、 16 日的 80 多天，全省平均降雨 50mm ， 比历史同期少降水 50%90% ，高温持续 15 天，受旱面积 501.6 万 hm2，其中严重干旱面积394.6万hm2。2001年春季全省持续高温 少雨，致使全省受旱面积之大、程度之严重、范围之广、持续时间之 长，都是历史上少有的。 2003 年黑龙江省出现了历史上最为严重的 旱情，春季气温异常偏高，降水量持续偏少，大部分地区出现干旱。 全省春夏两季持续少雨、高温、多大风，春旱范围广、程度重，旱情 持续时间较长，是最近 40 年少有的。总结近些年来黑龙江省干旱的 特点是：干旱由季节性变为常年性，由交替性变为连续性，由局部性 变为普遍性。
13、（三）东北半干旱区坡地的水土流失及成因分析1. 水土流失现状 由以上的分区可看出东北半干旱区呈现出山地、丘陵、平原等多 种地形地貌，据资料统计，东北地区总土地面积123.8 x 104km2，耕地面积21.4 x IO4 km2，水土流失面积43.5 x 104km2，耕地和水土流 失面积分别占全区总土地面积的 17.3%和 35.1%；在耕地中坡耕地 约占 40% ，大多数的坡耕地都存在不同程度的水土流失。按水土保 持区划分，低山、丘陵、漫川漫岗区水土流失面积占总流失面积的 74.6% ；按侵蚀形式划分，水蚀面积占总流失的 64 .7% ；按土壤侵蚀 强度划分，轻微度水土流失面积占 73%
14、。在我国东北半干旱区范围之内的松辽流域，北起黑龙江省的嫩江、 克东，经海伦、绥化、哈尔滨等县市，向南断续延伸至吉林省四平市 的南部边界，分布着全世界仅有三大块黑土区之一的中国东北黑土 区，面积约100万km =据资料显示，目前，在东北地区仅黑土流 失面积就有27.59万km 2,占东北总土地面积的27.09%，占水土 流失总面积的 63.43%，如果黑土再一步退化，将直接影响我国生态 环境建设；影响到我国绿色食品产业的发展 ,甚至威胁到我国的农业 生产、粮食安全、社会稳定和可持续发展。由于黑土的不可再生性, 如再不加以有效的防治,再过 50 多年的时间,黑土区的黑土层将会 大部分消失,美国 3
15、0 年代出现的 “黑风暴”将会在东北黑土区重演, 东北黑土区将成为名副其实的“北大荒”,其后果不堪设想。2. 水土流失的成因（ 1 ）自然条件的影响 东北半干旱区地形地貌复杂多变,坡地较多,土壤疏松、抗蚀能 力弱。下垫面状况和阵发性降雨较多是导致该区水土流失严重首要因 素。（ 2）土地的过度垦殖 由于人口的不断增加,平岗地的农业生产己满足不了人们的要求, 从而转向坡地的开发,毁林毁草种地,造成水土流失加剧,黑土层变 薄,跑水、跑土、跑肥现象严重,沟壑增多,地力减退,粮食产量下 降。（3）掠夺式经营 东北地区耕地面积大,是我国重要的商品粮生产基地,重用轻养 造成一部分土壤长期处于超负荷利用状态。
16、 作物每年从土壤中带走的 大最养分得不到有效的补充, 造成土壤养分平衡失调, 理化性状恶化, 土壤肥力减退,抗御自然灾害能力差。（4）土壤使用功能转移随着城市化进程的加快，有相当数量的耕地转为他用，使部分土 地发生永久性退化。（5）工农业生产对土壤的污染 为追求高产，通过多施加化肥等来维系农业生产，大量农药、化 肥残留在土壤中，造成土壤理化性质变坏，影响农作物正常生长。水土流失不但造成了东北半干旱区黑土面积减少，黑土层变薄， 而且使土壤理化性状日趋恶化，土壤养分减少、肥力下降。由此可以 看出，在东北半干旱地区一方面是干旱灾害， 一方面又伴随着水土流 失和跑水跑肥现象。因此， 对该区而言，农业发展面临的最大问题就 是抗旱和防治水土流失，抗旱必须先治坡，治坡必须先保土。第一节、东北半干旱区概况（一）东北半干旱区的地理位置及地区分布 根据北方旱地区域类型分异规律，以降雨量及辅助指标体系可将 东北半干旱区分为三个一级区， 即半干
