水土保持綜合措施在紅壤坡地的應用研究

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(桓仁滿族自治縣水務局，遼寧 桓仁 117200)

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水土保持綜合措施在紅壤坡地的應用研究

常清

(桓仁滿族自治縣水務局，遼寧 桓仁 117200)

摘要：紅壤是我國重要的土壤資源，由于生產建設項目的不斷開發，地表的土壤、植被遭到破壞，土壤裸露面積增大，會加劇區域內的水土流失。因此，通過比較不同水土保持措施的減流減沙效果，實踐表明科學合理配置不同層次的植被，能夠獲得不錯的減流減沙效果，且具有推廣的現實意義。

關鍵詞：水土保持；減流減沙；紅壤坡地；植被

1紅壤坡地的研究區域概況

因為江西是我國紅壤中心地帶，可以作為典型的紅壤坡地研究區域，地帶性植被類型主要常綠闊葉林、山地針葉林及針葉林等。土壤為第四季紅壤，泥質巖類風化物為主要的成土母質。具體試驗地設在江西水土保持生態科技園，江西省屬亞熱帶濕潤季風氣候區，侵蝕紅壤的主要外營力為降雨，而分散和沖刷是降雨對紅壤侵蝕的兩種主要表現形式，長期的實踐觀察發現，沖刷造成的侵蝕強度遠超于分散強度?？梢哉f，土壤侵蝕的主導因子，主要是降雨造成的地表徑流對土壤的沖刷作用。為了解各類水土保持措施在減流減沙方面的作用，本次研究采用了標準徑流場實測的方法，以便為所構建的水土保持綜合措施的科學性和合理性提供更多參考和依據[1-2]。

2研究方法與徑流區域設計

在研究區域內一致選擇坡度13°、坡向一樣的紅壤分布區域，布置了8個水平投影面積(5×20m)標準徑流研究區域。對照組全園裸露，植被覆蓋度0；除對照組外另設覆蓋組、梯田組、耕作組及果園清耕組共4個實驗組。這8個研究組設計的小區，布置的徑流區域，其徑流和泥沙可依靠徑流槽，能夠實現進入徑流池的目的。詳細布置情況可看表1。

表1　小區編不同水土保持措施

3觀測指標選取原則與內容

主要著重全面性、典型性、實用性、可操作性及相對獨立性。即為了能夠科學更全面反映研究徑流區域水土流失狀況、水土保持防治效益及水土流失嚴重程度，因此在實踐工作中，主要選取了地表徑流、降雨、氣象等觀測指標[3]。同時，選取觀測的指標，能夠有效為實際觀測工作帶來便利，極大限度避免指標之間的重疊區域，具體觀測指標內容與方法如下：

3.1　徑流、泥沙指標觀測

當降雨產流停止后，均勻攪拌徑流內泥水，為了獲得相對合理的樣本數據，分上層、中層、下層逐一取樣，從而再測量徑流量和泥沙量。

3.2　降雨指標觀測

為獲得相對穩定的雨量，所以研究前，確定好固定的雨量點，并將虹吸式雨量記錄的方法應用于大氣降水的記錄過程中，最后再根據相關數據需求求出降雨強度和降雨量等。

3.3　氣象指標觀測

為使研究獲得數據趨于科學性，統一根據國家正規氣象臺站要求的常規氣象要素觀測方法，具體觀測要素包括日照、水面蒸發、氣壓、溫度、氣溫、風速。

3.4　觀測結果統計

對上述進行研究所獲得的觀測數據，定量分析統一應用方差分析和多重比較這2種方法。

4研究區域的觀測結果與分析

4.1　降雨特征分析

長達5 a的定位觀測期間，降雨總量為7 309.6 mm，平均雨強1.491 mm/m。具體即從2006.1—2010.12降雨場次共計745場，降雨時長共達4 936.3 h。研究區域的降雨特征表現為：雨水豐沛，年際間降雨量分析呈現不均勻狀況，有枯燥相對缺水年和充沛水資源年之分。

表2　2006—2010年降雨相關指標

4.2　減流效果分析

4.2.1地表徑流分析

根據2006—2010年實際測量所得的8個研究區域地表總徑流情況我們可以得出以下結論：

1)產流共190次，第Ⅰ號對照組的研究區域產流總量為259.56 m3，為8個研究區域最大者；第Ⅴ號小區為7.12 m3，為8個研究區域最小者。

2)8個研究區域年平均產流由小到大依次排序為Ⅷ<Ⅵ<Ⅶ<Ⅱ<Ⅷ<Ⅲ<Ⅳ<Ⅰ，這在一定程序上說明草類植被覆蓋的減流效果明顯有突出優勢。

3)Ⅴ號研究區域5年產生徑流量共7.12 m3，其地表植被為柑橘+百喜草全園覆蓋。

4)Ⅵ號研究區域植被組成與Ⅴ號相同，最大不同點在于覆蓋度，Ⅵ號研究區域比Ⅴ號少20%，其產流量也相對高些。

5)Ⅰ號研究區域的徑流量為Ⅴ號的36倍多；而Ⅷ號研究區域總徑流量70.105 m3為Ⅴ號區域的近10倍，其近地面無草類植被覆蓋。由以上觀測結果分析可知：對地表徑流影響比較大的是近地面植被。

6)Ⅶ號、Ⅷ號研究區域是梯田組，從觀測可知Ⅷ號產流為Ⅶ號的近2.5倍，其中，前者所采用的布置方式為梯面、梯壁裸露，后者所采用的布置方式為梯面裸露、梯壁植草。由這一結果我們可以看出，在其余條件完全相同的情況下，梯壁植草的做法在減少地表徑流方面的作用更為顯著[4]。

7)Ⅱ號研究區域和Ⅲ號研究區域區別在于耕作方式不同，即Ⅲ號采用順坡耕作和Ⅱ號采用等高耕作，兩者的農作物均為柑橘間種，但Ⅲ號總徑流量為Ⅱ號的1.6倍多。二者在徑流量方面之所以存在差異，究其原因，主要是地面的糙度會因為高耕作而大幅增加，受此影響，地表水流的流速會出現一定程度的降低，從而使土壤入滲增加。

4.2.2減流效果比較分析

以Ⅰ號研究區域的徑流量為對照組(該組最大區別在于完全裸露)與其它7個實驗的觀測數據進行比較，結果表明，8個研究區域減少降雨徑流效果由小到大依次排序為：Ⅳ號<Ⅲ號<Ⅷ號<Ⅱ號<Ⅶ號<Ⅵ號<Ⅴ號；Ⅴ號研究區域和Ⅵ號研究區域減流率都能達到95%以上，兩者在減少降雨徑流的效果最突出，其他研究區域(除Ⅳ號外)減流率效果都能達到50%以上[5-7]。

在減少降雨徑流的效果方面，各類措施按照由小到大的次序排列為：柑橘清耕作<柑橘+耕作<柑橘+梯田<柑橘+百喜草，由此我們可以清晰的看出，綜合水土保持措施在減少降雨徑流效果方面的作用要優于單一措施。

為了進一步實例驗證，選取SPSS軟件的多重比較檢驗方法，即在置信區為95%的條件下，發現如下結果：Ⅴ號研究區域、Ⅵ號研究區域之間沒有顯著性差異，但它們卻與Ⅳ號、Ⅲ號、Ⅰ號研究區域都存在顯著性差異。

這一實例檢驗說明相同的措施、不同的實施方式盡管有著差異性效果，但并不突出，而不同措施的效果差異則存在顯著性[8]。

4.3　減沙效果分析

泥沙流失量分析：2006—2010年實際測量所得的8個研究區域的產沙觀測結果，具體數據見表3，從中可得出以下結論：整體上8個研究區域產沙量由小到大依次為：Ⅴ號<Ⅵ號<Ⅶ號<Ⅷ號<Ⅱ號<Ⅲ號<Ⅳ號<Ⅰ號，可見Ⅰ號研究區域的產沙量總量最多。

由此可分析得出：

1)與對照組比較，Ⅶ號研究區域和Ⅷ號研究區域的減沙率達85%以上，證明水土保持坡面工程的實施能夠帶來非常滿意的水土保持效果；而比較Ⅶ號和Ⅷ號，則發現Ⅷ號研究區域產沙量為Ⅶ號研究區域的32倍多，這又表明梯壁植草減沙效果突出。

2)Ⅴ號研究區域和Ⅵ號研究區域減沙率幾乎達100%，這表明近地面草被覆蓋度越高，其減沙效果也相應有所提高。

3)Ⅱ號研究區域比Ⅲ號研究區域的減沙效果要好，表明橫坡耕作能有效減沙，防止土壤侵蝕。

4)Ⅳ號研究區域地表的減沙效果(38%)，明顯遠遠落后于Ⅴ號和Ⅵ號，其近地面無草類覆蓋，只有柑橘樹，可見采用不同的耕作方式，產生的減沙效果也會大不同。

整體上，可知單一結構的水土保持措施在減沙效果方面，明顯差于多結構的水土保持措施。

表3　各區泥沙量年度分配　kg

5結語

綜上所述，通過實驗組與對照組進行多項比較分析，發現與裸露研究區域比較，采取水土保持措施，尤其采用綜合措施的研究區域，在減流減沙方面所獲得的效果明顯優異于對照組，這也說明多組合、多結構、不同層次植被優化配置的水土保持措施更具優勢。

參考文獻：

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[3]汪金平,曹湊貴,張衛健.南方紅黃壤不同類型區旱地水熱資源差異及種植對策[J].農業現代化研究，2005(04)：121-122.

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[5]李新虎,張展羽,楊潔,張國華,王斌,王超.紅壤坡地不同生態措施地下徑流養分流失研究[J].水資源與水工程學報,2010(02):25-26.

[6]王輝,王全九,邵明安,李裕元.表土結皮影響坡地產流產沙及養分流失的試驗研究[J].水土保持學報,2008(04):105-108.

[7]黃河仙,謝小立,王凱榮,殷芙蓉.不同覆被下紅壤坡地地表徑流及其養分流失特征[J].生態環境,2008(04):56.

[8]張展羽,張國華,左長清,李小強.紅壤坡地不同覆蓋措施的水土保持效益分析[J].河海大學學報:自然科學版,2007(01):55-57.

[作者簡介]常清(1969-)，男，遼寧桓仁人，工程師 ，從事水利工程項目建設管理工作。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號：S157

文獻標識碼：B

文章編號：1007-7596(2015)08-0033-03