王云 曾威 劉偉強
(1河源市環境監測站廣東河源5170002河源市清潔生產中心廣東河源517000)
淺談影響紅壤坡地水土流失的幾點因素
王云1曾威2劉偉強2
(1河源市環境監測站廣東河源5170002河源市清潔生產中心廣東河源517000)
本文根據紅壤坡地水土流失現狀,總結了影響水土流失的影響因素,為進一步減少徑流流失具有重要現實意義。
紅壤;旱坡地;影響因素
本文通過對紅壤坡地的現狀、養分流失的途徑及影響因素進行綜合分析,對有針對性的提出措施,防止面源污染,減輕水體富營養化具有重要現實意義。
我國南方紅壤主要位于北緯10°~30°之間,我國現有紅壤緩坡地(6°~15°)2.1×107hm2,約占全國土地面積的22.7%,據統計,低丘紅壤侵蝕面積由50年代的7.1×104hm2增加到80年代的20×104hm2,每年被侵蝕的表土達7×108t,流失16×104t有機質,10× 104t的N、P、K等礦質養分[1]。紅壤坡地是我國長江中下游地區的主要土地類型,水熱資源極其豐富,是亞熱帶地區糧食和經濟作物的重要土地資源。
紅壤是一種長期處在濕熱多雨淋溶下形成的富鋁化土壤,穩定性差,抗侵蝕能力較弱,遇水很容易產生徑流。由于南方地區以高溫多雨天氣為主,加快了土壤有機質的分解,暴雨也會加大土壤養分的淋溶,再加上陡坡開墾、順坡耕作、刀耕火種等一些不合理的利用方式,極易產生嚴重的水土流失。徑流掉的養分進入附近水體,導致水體富營養化,污染環境。土壤侵蝕導致的土壤退化現象目前已成為世界性的重大環境問題之一,我國由于水土流失造成的可用耕地面積銳減以及災害頻發等問題,已經嚴重影響到我國的糧食安全、環境安全和社會經濟可持續發展能力。
2.1 降雨
降雨是土壤養分流失的主要動力。降雨量、降雨強度能夠顯著影響土壤的侵蝕量。研究表明,紅壤坡地的土壤流失集中發生在雨季(6月),養分流失量占全年流失量的60%以上,泥沙流失量占全年流失量的80%以上。降雨強度是影響初始產流時間的重要因子,降雨強度越大,初始產流時間越提前,同時,高強度的暴雨下養分流失隨降雨時間呈波形變化。
2.2 利用方式
植被具有良好的持水和緩沖作用,在其他條件相同時,植被覆蓋度越高,緩沖雨滴擊濺和截留以增加水分入滲作用越強,相應的徑流系數降低有所減低,養分流失量減少。如土壤流失量與土地利用類型的關系為:裸地>農作區>林地>草地。有研究表明在8°~15°的紅壤坡地上,土壤侵蝕量與植被覆蓋度呈顯著的負指數相關,植被覆蓋度每增加10%,土壤侵蝕量成倍遞減,當植被覆蓋度>60%時,年土壤侵蝕量在200t·km-2以下[2]。
2.3 耕作措施
坡耕地采取不同耕作措施對養分流失量也有很大影響,采取保護性耕作措施可以明顯降低水土流失。有研究表明,在坡度和降雨量相同的情況下,順坡耕作的土壤侵蝕量要比等高耕作大3~13倍[3]。與順坡耕作相比,采取等高土埂、水平草帶、梯壁植草等耕作方式通過減弱濺蝕,攔蓄徑流,促進入滲,均可以明顯減少徑流量。地膜覆蓋產生的徑流量顯著高于麥稈覆蓋、間作和免耕處理,其中麥稈覆蓋減少徑流量最明顯。因此,目前采取的地膜覆蓋措施雖然具有增溫、保水、保肥的作用,但是大大減少了雨水入滲量,易形成徑流,將固膜土壤沖走,相反,加劇了水土流失,因此,可以采用麥稈覆蓋的措施。
2.4 坡面性質
當降雨強度和植被覆蓋度相同時,坡度是決定土壤侵蝕量的最主要因子。坡度主要是通過影響坡面降水入滲、坡面徑流匯流過程和流速來實現的。入滲隨坡度的增大而減小,在其他條件相同時,坡度越大,降雨過程中土壤的入滲量越小,產生的徑流量越大,因而土壤侵蝕量越大,同時,土壤抗蝕力的大小與土壤中的粘粒含量成正比,坡度較大的地區由于外力及侵蝕長期作用的結果,土層一般較薄、地表顆粒粒徑較粗,因而坡面土壤抗蝕力較差。土壤侵蝕量隨坡度增加而增加,達到臨界坡度時,侵蝕量最大,大于臨界坡度時,沖刷作用明顯減弱,而重力作用增強,坡面被破壞后極易產生崩塌現象。
2.5 施肥
目前化學肥料在施用過程中嚴重存在重氮、濫磷、輕鉀現象,農業生產化肥污染不容忽視,過量施用化肥,不但農作物產量難以提高,同時易造成土壤板結,且施用的化肥易隨雨水流人江河,從而造成水體污染,水體富營養化,不同程度影響環境和人們的身體健康。為此,發展綠肥生產,減少化肥用量,提高土壤理化性狀,改善環境質量,已引起各級政府的高度重視,各地相繼開展了圍繞地力培養各項工作措施。
2.6 農事活動
農業活動(耕種、施肥、鋤草等)是影響坡地水土流失的一個重要因素。在作物栽種期,由于土地翻動對土壤擾動很大,使疏松土壤完全暴露,很容易造成水土流失。有研究表明,坡地從自然植被利用到作物耕種,土壤流失量提高近10倍[4]。紅壤坡地經過人類農事活動開發利用后,侵蝕量便成倍增加,隨后逐步趨于穩定。
[1]盧升鑾,鐘家有.香根草在紅壤丘陵上的應用[J].江西農業學報, 1997,9(4):50-55.
[2]水建國,葉元林,王建紅,等.中國紅壤丘陵區水土流失規律與土壤允許侵蝕量的研究[J].中國農業科學,2003,36(2):179-183.
[3]廣東省土壤普查辦公室.廣東土壤[M].北京:科學出版社1993.
[4]謝小立,呂煥哲.不同土地利用模式下紅壤坡地雨水產流與結構擬合[J].生態環境,2008,17(3):1250-1256.
王云(1985—),女,廣東省河源市,碩士,工程師,主要從事環境污染研究工作。