水土保持措施對土壤養分流失的影響研究

【摘要】土壤養分流失屬于非點源污染，目前，由于對點源污染機理及其防治對策的深入研究，使得點源污染得到了較為有效的控制與管理。但對于非點源污染，人們對其嚴重性與重要性的認識還不是很深入，導致其未能得到有效的遏制。基于此，本文以某研究區內5個徑流小區為研究對象，深入的分析了水土保持措施對土壤養分流失的影響，為土壤養分流失問題的有效治理提供幫助。

【關鍵詞】水土保持措施；土壤養分；流失；影響

1、引言

近年來，城市化進程不斷加快，導致越來越多的土地被征用，土壤養分流失的問題也逐漸加劇，嚴重威脅到了人們的日常生活。雖然當前已經采取了一定的水土保持措施，但不適宜的水土保持措施不僅無法達到預期的效果，還會導致土壤養分大量流失，因此，必須對水土保持措施下土壤養分流失情況進行深入的研究，以采取有效的水土保持措施，維護土地平衡。

2、研究區概況

該研究的全部試驗均在某水土保持科技示范園內進行，試驗區是暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候的典型代表，夏季溫度高雨量多，冬季較為干燥寒冷，春季、秋季較為短促。全年平均氣溫達14.0°C，其中，1月最低平均氣溫達-4°C，6—8月平均氣溫達21.9°C，且極端最低、最高平均氣溫達-10°C與35.4°C以上。

除此之外，該區域每年無霜期多達281天，西部山區的則相對較短一些。該試驗區每年平均降雨量達1005.2mm，但降雨季節分配極不均勻，70%以上降水量大多集中在夏季的4～9月，其中，7月與8月還會出現大雨。

3、徑流小區選取

在該實驗區內選取5個相鄰的標準的徑流小區作為研究對象，并以實際水土保持措施為選取依據。該徑流小區長、寬達10m、5m，實際坡度達15°，且此5個徑流小區均處于坡腳位置處，具體為：裸地、10%覆蓋度、30%覆蓋度、耕地、石坎梯田徑流小區。此5個徑流小區的土壤理性性質幾乎相同。

除此之外，為了降低徑流小區的側滲與串流，在各個小區的周圍部位均設置高度達20cm的石埂，各小區出口的一側通過地面的導水槽連接集流桶，該集流桶有接收、觀測地表徑流與土壤泥沙的作用，此時需要確保2個集流桶尺寸規格的一致性。

4、水土保持措施對土壤養分流失的影響

4.1 水土保持措施下歷年泥沙沖刷量

選取2012年～2015年這4年來5個徑流小區降雨徑流下水土保持措施下泥沙沖刷量為研究對象，發現裸地與耕地環境下泥沙的沖水量較大，30%覆蓋度及石坎梯田環境下相對較小。泥沙是一種營養鹽氮、磷、金屬等物質的主要攜帶介質。除了水土保持措施之外，泥沙的沖水量與降雨量之間也存在緊密的聯系，一般是降雨量越大，則泥沙的沖刷量就越大。5個試驗徑流小區泥沙沖刷量為：裸地>耕地>10%覆蓋度>30%覆蓋度>石坎梯田。

由此可以看出，梯田環境下的徑流小區的泥沙沖刷量要明顯小于裸地，表示水土保持措施可有效減弱地表徑流，進而有效規避泥沙的流失。水土流失通常會抬高河床，淤積河道、湖泊，且徑流與泥沙所攜帶的營養養分也會導致河流富營養化，因此，必須對水土流失與養分流失現象進行嚴格的控制。

4.2 水土保持措施下歷年總氮濃度

選取2012年～2015年這4年間5個徑流小區降雨徑流下水土保持措施下的總氮濃度為研究對象，發現裸地與耕地的總總氮流失量相對較低，30%覆蓋度、石坎梯田下的徑流量與泥沙沖刷量相對較小一些，但其總氮的流失量較高。30%覆蓋度、石坎梯田中流失的氮主要為可溶性氮，分別占據了總氮的79%、76%。泥沙搬運是裸地與耕地中氮流失的形式。

通過相關實驗結果可知，水土保持措施下土壤總氮含量是決定氮流失的重要基礎，30%覆蓋度、石坎梯田因實施了有效的水土保持措施，導致其地表凋落物質與表層土壤的有機質積累相對較多，其中，有機質能夠促進降雨的下滲，而凋落物質則能夠有效減緩地表徑流流動的速率，從而降低徑流量與土壤侵蝕量。此外，氮流失形態主要為液態，由于這5個徑流小區水土保持措施下表層土壤中的總氮含量相對較高，導致徑流中含有的氮素濃度也較高。

4.3 水土保持措施對硝態氮徑流流失的影響

表1為水土保持措施下5個徑流小區的硝態氮濃度實際情況，由此可以看出，水土保持措施對不同徑流小區硝態氮濃度造成的影響之間存在較大的差異。通過表1可以發現，30%覆蓋度、石坎梯田水土保持措施下的硝態氮濃度相較于其他環境下的硝態氮濃度而言，明顯較高一些，水土保持措施對硝態氮濃度造成的影響的強弱順序具體為：30%覆蓋度（3.38mg/L）>石坎梯田（3.27mg/L）>裸地（2.12mg/L）>耕地（2.12mg/L）>10%覆蓋度（1.18mg/L）。

4.4 水土保持措施對氨態氮徑流流失的影響

表2為水土保持措施下5個徑流小區的氨態氮濃度實際情況，由此可以看出，水土保持措施對不同徑流小區氨態氮濃度造成的影響之間存在較大的差異。通過表2可以明顯看出，30%覆蓋度、耕地以及石坎梯田徑流小區水土保持措施下的氨態氮濃度明顯較高。

4.5 水土保持措施對磷濃度的影響

在2012年抽取了7月、8月、9月中的7場降雨條件下的小區降雨徑流情況為研究對象，發現這5個徑流小區總磷濃度順序為：裸地（1.09mg/L）>10%覆蓋度（0.75mg/L）>耕地（0.68mg/L）>石坎梯田（0.45mg/L）>30%覆蓋度（0.41mg/L），總磷濃度之間的差異較為顯著（p<0.05）。

在2013年抽取了6月、7月、8月中的8場降雨條件下的小區降雨徑流情況為研究對象，總磷濃度順序為：裸地（2.76mg/L）>10%覆蓋度（1.93mg/L）>石坎梯田（1.30mg/L）>耕地（1.25mg/L）>30%覆蓋度（1.14mg/L），總磷濃度間的差異較為顯著（p<0.05）。

在2014年抽取了7月、7月、9月中的4場降雨條件下的小區降雨徑流情況為研究對象，總磷濃度順序為：裸地（0.66mg/L）>石坎梯田（0.42mg/L）>10%覆蓋度（0.24mg/L）>30%覆蓋度（0.19mg/L）>耕地（0.18mg/L），總磷濃度間的差異較為顯著（p<0.05）。

在2015年抽取了8月中的3場降雨條件下的小區降雨徑流情況為研究對象，總磷濃度順序為：裸地（0.11mg/L）>石坎梯田（0.10mg/L）>10%覆蓋度（0.08mg/L）>30%覆蓋度（0.07mg/L）=耕地（0.07mg/L），總磷濃度間的差異較為顯著（p<0.05）。

通過上述分析可知，水土保持措施下這5個徑流小區降雨環境下總磷流失量關系為裸地>10%覆蓋度>30%覆蓋度，主要原因在于磯素的流失形式為泥沙搬運，而侵蝕土壤中包含的磯（顆粒態磯）高達流失總磷的90%。

此外，磷流失量主要來源于侵蝕土壤中包含的磷含量。通過該項徑流小區水土保持措施下實驗結果可知，水土保持措施對徑流磷輸出的主要影響為：水土保持措施下土壤總磯含量是決定磷流失的關鍵，30%覆蓋度、石坎梯田因覆蓋大，并且采取了有效的水保措施，導致其地表凋落物、表層的有機質積累較多，能夠有效促進降雨的下滲，并且還能夠為地表徑流實際流速的有效降低提供幫助，進而有效降低徑流量與土壤侵蝕量，最終使得徑流中的磷素濃度相對較低，而流失的磷主要表現為顆粒態。

5、結語

綜上所述，水土保持措施下不同區域的土壤養分流失現象存在較大的差異，因此，要想充分發揮出水土保持措施的預期效果，并有效控制土壤養分流失問題，必須在深入研究實施區域實際情況的基礎上，采取適宜的水土保持措施，以有效規避失誤的出現，保證水土治理效益。

參考文獻：

[1]趙海東，趙小敏，方少文，等.鄱陽湖區坡耕地水土流失對土壤養分的影響[J].江西農業大學學報，2014，（01）：225-229.

[2]徐小軍，閻丹丹，何丙輝，等.汶川地震區新生水土流失對土壤養分的影響[J].水土保持學報，2012，（26）：34-38.

[3]田野宏，屈遠強，滿秀玲，等.水土保持措施對黑土流失區土壤理化性質的影響[J].東北林業大學學報，2011，（39）：84-88.

作者簡介：劉鑫 男 1981.9.15 貴州安順 漢族 本科 工程師 從事：水土保持治理工作。