东北黑土区不同垄作坡面产流产沙过程

温云浩, 王立新, 刘铁军

(1.内蒙古大学 生态与环境学院, 呼和浩特 010021; 2.水利部 牧区水利科学研究所, 呼和浩特 010020)

我国黑土区总面积约103万km2[1-2]，其中典型黑土面积达32.76万km2[3]。东北黑土区是我国最大的商品粮基地。地貌类型漫川漫岗[4]，是大自然赋予人类的独特财富。黑土是一种品质优良、肥力高的土壤，非常适合植物生长[5]。因此东北黑土区被誉为“谷物粮仓”。坡耕地是东北黑土区的主要耕地资源，占总耕地的60%，大部分分布在3°～15°的坡面上[6]。内蒙古自治区幅员辽阔，呼伦贝尔市东部、兴安盟和通辽市北部，共38个市(盟、州)163个县(市、旗)，也均有黑土区域分布，总面积约25.1 km2，典型黑土区10.4万km2。然而近半个世纪，黑土层厚度下降30—40 cm[7]。且约有10%的农田黑土层流失，出现“破皮黄”现象。不合理的耕作方式是影响坡耕地黑土流失的重要因素之一[3，8-9]。为此，近年来耕作方式对土壤侵蚀的影响研究越来越受到重视[10]。顺坡垄作作为一种耕作方式，由于垄作的汇流效应，导致坡面土壤侵蚀严重[11-13]，且顺坡垄作条件下，径流和侵蚀的变异系数较大。如长期顺坡垄作会导致坡耕地更严重的土壤侵蚀[14-15]。已有研究表明，与传统的顺坡垄作相比，横坡垄作可以通过改变地表微地形、增加地表糙率来减少径流，垄台还可以有效地降低径流流速、增加入渗，从而减少泥沙的剥离和输移[16-17]，但横坡垄作不同于梯田土埂，垄台稳定性较差，因此在有暴雨时易发生断垄涌流，另外，由于微地形的影响，横坡垄作难以严格按照等高线进行修建，水流在下垫面低处汇集仍会造成垄台更严重的失稳、塌陷[18]，引起更剧烈的水土流失[19]。……