湖南省坡耕地面积 12 7 67万hm2 ,占全省总耕地面积的3 9 7%,其中坡度在 2 5°以上的为 2 0 85万hm2 ,占坡耕地面积的 16 3 %;坡度在 10°～ 2 5°之间的为 73 61万hm2 ,占 5 7 7%;小于 10°的为 3 3 2 1万hm2 ,占 2 6 0 %<1 > 。长期以来 ,坡耕地作为湖南重要的农业生产用地 ,对改善人民生活、发展农村经济起到了极其重要的作用。但不合理的开垦利用甚至超强度的掠夺式经营 ,使坡耕地水土流失严重<2 ,3> 。据统计 ,全省每年流失的 1 7亿t土壤中约有 5 0 %来源于坡耕地。为提高坡耕地质量 ,减少水土流失 ,改善生态环境 ,《湖南省国民经济与社会发展“十五”规划》已将坡耕地综合治理与开发列为全省“十大生态环境建设重点工程”之首 ,计划将 2 5°以下宜农坡耕地逐步建成高标准的水平梯田 (土 ) ,2 5°以上的坡耕地和 2 5°以下的不宜耕种的坡耕地要全部退耕还林还草。“八五”、“九五”期间 ,我们就红壤丘岗区坡耕地综合治理开发的主要障碍因素与技术途径进行了较为系统的研究 ,现将主要研究结果综述如下。1 影响坡耕地治理开发的主要障碍因素湖南坡耕地综合治理开发的障碍因素 ,除资金投入不足、体制和政策不配套外 ,主要还有如下因素。1.1 水土流失日渐加剧目前 ,全省人均耕地面积不足 5 0 0 0m2 ,不到全国人均水平的一半、世界人均水平的 1/ 3 ,低于联合国粮农组织确定的“警戒线” ,在全国各省市中居倒数第 4位。日益尖锐的人地矛盾 ,迫使人们大面积垦殖低山丘陵坡地 ,加之境内降水量大、山高坡陡、易蚀土壤分布广 ,水土流失日渐加剧。全省现有水土流失面积 4 7万多km2 (占全省土地总面积的 2 2 2 %) ,年平均土壤侵蚀模数 3 617t/km2 <3> ,尤其是在澧水流域与沅水上中游地区 ,宜农耕地少而分散 ,陡坡地开荒种粮普遍 ,年土壤侵蚀模数达 490 0t/km2 ,部分坡地甚至“石化”。<基金项目 >中国科学院知识创新工程 (KZCX2 -SW - 4 1 5)、国家杰出青年基金 (4992 51 0 2 )与“九五”国家重点科技攻关 (96 -0 0 4 - 0 3 - 0 2 )以及“湖南省国民经济与社会发展‘十五’规划”(98HJG - 0 0 1 - 0 2 9)等项目共同资助1.2 季节性干旱严重湖南年均降水量 14 0 0mm左右 ,但由于降水的时间分布不匀 ( 3～ 6月降水量占全年总量的 5 5 %左右 ) ,7～ 9月的高温蒸发 (占全年总量的 5 0 %以上 ) ,加之红壤的持水能力低、有效水库容小 (土壤有效水库容只占土壤贮水库容的 3 5 %左右 ) ,原有的水利工程布局不尽合理以及年久失修、管理不当等原因 ,每年的 7～ 12月极易发生季节性干旱 ,尤以 7～ 8月的夏秋伏旱危害最大。研究表明<3,4 > ,全省丘陵地区季节性干旱几乎年年发生 (发生概率为 85 7%) ,中等或中等以上的季节性干旱基本上是每两年发生一次 (发生概率为 47 6%)。1.3 土壤肥力水平低坡耕地作物多在 4月中、下旬播种 ,5～ 6月作物覆盖度一般不高 ,表土易受雨水溅击、冲刷 ,在强烈的淋溶作用和水土流失状况下 ,土壤养分迅速降低。据湖南省第二次土壤普查及近年土壤肥力定位监测结果<2～ 4 > ,全省坡耕地具有明显的缺氮、磷 ,少钾 ,有机质低且微量元素普遍缺乏的特点。又据我们对几种母质发育的坡耕地资料分析统计<4 > :土壤有机质含量一般在 0 2 5～ 15 0g/kg ,最低的在 10 0mg/kg以下 ;红壤坡耕地和石灰土坡耕地速效氮含量 <60mg/kg的占 71%,速效磷含量<4mg/kg的占 68%,其钙、镁、硼、锌等有效含量也处于较低水平 ;紫色土发育的速效磷含量略高 ,一般为 5～ 7mg/kg ,但速效氮较低 ,大多在 2 0～ 75mg/kg范围内 ,速效氮含量<40mg/kg的土壤占 60 %以上。1.4 种植结构不合理坡耕地以往都以粮食生产为主 ,复种指数低 ,大多是两年三熟 ,只有少数地方为一年两熟或三熟 ,生产效率不高 ,最具代表性的复种方式为油菜—红薯 (或大豆、玉米 )、蚕 (豌 )豆—红薯。红薯具有适应性广、耐旱等优点 ,以红薯为主作是农民长期以来被动抵御夏秋伏旱的基本对策 ,这对解决当时粮食紧缺问题起了重要作用。随着全省水稻单产大幅度提高 ,以红薯为主的种植制度已适应不了现代农业的发展 :一是没有充分利用4～ 6月的水、热资源 ;二是其商品率和价值均低 ,不适应“两高一优”农业生产的要求2 坡耕地综合治理开发的主要途径2 .1 实施坡改梯并加强工程管理 ,防治人为水土流失 ,保护土壤肥力攻关研究与治理实践表明<3～ 5> ,将坡度为 10°～ 15°的坡耕地改建成高标准的水平梯土 (田 ) ,在梯埂上种植以黄花、苎麻等为主的水土保持植物带 ,当年就可显著减少水土流失 ,2～ 3年后 ,年土壤侵蚀模数由开垦前的 2 5 0 0t/km2 左右下降到 5 0 0t/km2 以下 ,年降水径流系数由 0 40～ 0 45降至 0 15以下 ,以后呈稳中有降态势。在坡耕地综合治理过程中 ,为防止工程本身产生水土流失 ,必须严把工程质量关 ,其做法是 :①作好现状调查与规划设计 ;②确定合理的梯宽、梯高 ;③科学布局道路与主排水沟 ;④搬移表土、挖松底土 ;⑤水平建梯、筑埂护坡 ;⑥深沟撩壕、分层埋施有机肥 ;⑦复原表土 ;⑧修好“三沟”(撇洪沟、排水沟、竹节沟 )、配好“三池”(蓄水池、沤粪池、沉砂池 )并搞好水土保持植物带。用于经济林果的“坡改梯” ,还应增加挖穴、作盘等工序。研究表明<3,7> :坡耕地流失的土壤 ,其养分含量与其表层土壤相比 ,全量养分高出 3 0 %～ 16 3 %,有效养分要高出11 3 %～ 69 9%;坡耕地降水径流系数每增加 10个百分点 ,土壤侵蚀模数增加 1倍 ,主要营养元素流失量增加 2倍以上 ;采用高标准水土保持措施治理坡耕地 ,年土壤侵蚀模数可迅速降至 5 0 0t/km2 以下 ,而且其主要营养元素全量和有效含量均呈明显的上升趋势 (增幅为 4 0 %～ 15 0 %)。因此 ,水土保持治理措施不仅可减少或防止表层土壤侵蚀 ,而且还保护了坡耕地土壤肥力。2 .2 综合运用工程、植物措施 ,建立土体“富水层” ,抵御季节性干旱在现有的经济状况下 ,大规模兴建坡耕地的水利灌溉设施 ,彻底解决坡耕地农业生产用水需求是不现实的。根据我们多年的研究与实践<5～ 7> ,将坡耕地通过等高梯土、深沟撩壕并埋施作物秸秆 (至少深埋干稻草 9 0t/hm2 )、开挖竹节沟等工程措施改造成高标准的水平梯土 (田 ) ,并在此基础上设置生物篱笆 ,进行秸秆还田覆盖 ,10 0 0cm土体中有 3 5 0～ 65 0cm土层可形成极为明显的土体“富水层”。在少水季节 ,可使10 0 0cm土体贮水量较顺坡种植的高出 64 7 0～ 85 5 0m3,相当于 3～ 4次的有效灌溉水量 ,使土壤抗旱能力增加 12～ 16d ,能有效延缓季节性干旱的产生 ;再加上通过“坡改梯”增建的蓄水池引水灌溉 ,可有效抗御季节性干旱。因此 ,建立土体“富水层” ,充分发挥坡耕地“土壤水库”的巨大抗旱潜力 ,是目前缓解坡耕地农业生产用水需求矛盾的主要途径。2 .3 合理施用有机肥 ,提高坡耕地土壤肥力一是增施有机肥提高土壤养分 ,改善土壤结构。增加有机肥的办法主要靠种植肥田萝卜、三叶草等绿肥和安排种植蚕豆、大豆、花生等豆科作物 ,如种植豌豆 ,鲜荚产量达 5 2 5 0kg/hm2 时 ,鲜茎叶产量可达 15 0 0 0kg/hm2 以上 ;秸秆还田既能保水亦能增加土壤有机质。二是合理配方施肥。坡耕地肥力很低 ,特别是速效养分缺乏 ,单施有机肥不能满足高产需求 ,必须配合施用化肥 ,补充速效养分。除氮肥外 ,还要十分重视施用磷肥 ,因为绝大部分旱土酸性较强 ,土壤磷易被固定。在酸性土壤上最好施用钙镁磷肥 ,这样既可促进磷酸盐的溶解 ,提高肥效 ,又可改善作物的钙、镁等营养。2 .4 以市场为导向 ,建立商品生产基地 ,加快农业产业化进程在坡耕地综合治理过程中 ,既要重点扶持开发粮食、棉麻、油料等传统大宗产品 ,又要注意选择具有广阔市场和巨大开发潜力 ,有本地资源特色 ,可进行大规模生产 ,具有较强的科技渗透优势的产品 ,建立商品生产基地 ,实行集约经营 ,使之成为新的主导产品或支柱产业。如因地制宜开发一批优质的、规模化的粮 (主要是旱粮 )、油 (主要是油菜、油茶、油桐 )、麻 (主要是优质苎麻 )、果 (主要是优质橘类和落叶水果系列产品 )、茶 (名优茶 )、菜 (主要是开发有地方特色的山野菜和传统菜 )、食用菌、烟草等生产基地 ,使农 (副 )产品分散单一的小市场与规模批量的大市场有机联系起来 ,在加工增值的基础上 ,将产品优势转化为商品与经济优势 ,将“产前—产中—产后”诸环节联合为一完整的产业体系 ,实现种养加、产供销、贸工农一条龙 ,最后形成农业生产的区域化布局、专业化生产、一体化经营、企业化管理、社会化服务的经营模式 ,加快农业产业化的进程。2 .5 建立健全坡耕地治理开发的投资和激励机制要将坡耕地建成高标准的水平梯土 (田 ) ,工程量巨大 ,投资需求大 ,同时配套开发的辅助设施亦需一定的资金投入 ,若要引水上山 ,耗资更甚。因此 ,坡耕地治理开发投资要坚持政