崩崗侵蝕對洪積扇農田質量的影響和防治措施

摘" " 要：崩崗是南方紅壤丘陵區嚴重的土壤侵蝕地貌，崩崗侵蝕會對洪積扇農田質量造成嚴重危害，但目前有關文獻報道較少。崩崗侵蝕產生的大量洪積物沖入農田后，會破壞水利設施、沙化土壤、惡化農田生態環境。本文從土壤質量、作物產量、環境影響3個方面闡述崩崗侵蝕對洪積扇農田的危害，提出相應的防治措施：工程措施為截流攔沙，林草措施為構建生物保護屏障，農業措施包括改良土壤質地、提高土壤肥力。合理搭配使用上述措施可以改善洪積扇農田，減少崩崗侵蝕危害，提高土地生產力。開展崩崗洪積扇土壤退化成因及防治措施的研究，可為崩崗洪積扇區農田質量恢復提供科學的理論依據。

關鍵詞：崩崗侵蝕；洪積扇；農田質量恢復；治理措施

中圖分類號：S157.2" " " " "文獻標識碼：A" " " " DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.02.014

Summary on the Influence and Treatment of Benggang Erosion on the Quality of Farmland in Proluvial Fan

PENG Ziye， DUAN Xiaoqian

（College of Agriculture， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004， China）

Abstract： Benggang is a serious soil erosion landform in the red soil hilly area of southern China. Benggang erosion causes serious harm to the quality of alluvial fan farmland， however， there are currently few literature reports. Benggang erosion produces a large amount of alluvial deposits that wash into farmland， damaging water conservancy facilities， desertifying soil， and deteriorating the ecological environment of farmland. This study analyzed the harm of Benggang erosion to farmland in the downstream proluvial fan， sorted out the causes of soil quality deterioration from three perspectives， including soil quality， croped yield and impacted on the surrounding environment. Corresponding prevention and control measures were proposed： engineering measures to intercept run off and sand， forest and grass measures to build biological protection barriers， agricultural measures to improve soil texture， and enhance soil fertility. Reasonable combination of the above measures can improve the farmland of alluvial fans， reduce the harm of landslide erosion， and increase land productivity. To conduct research on the causes and prevention measures of soil degradation in the collapsed alluvial fan area， and to provide scientific theoretical basis for the comprehensive restoration of farmland quality in the collapsed alluvial fan area.

Key words： slope disintegration; proluvial fan; restoration of farmland quality; governance measures

崩崗是指在水力和重力共同作用下，山坡土體受破壞而崩塌和沖刷的侵蝕現象，是我國南方紅壤區危害嚴重的土壤侵蝕類型之一[1]，主要分布在花崗巖殘積母質發育的丘陵區。崩崗侵蝕導致土壤肥力降低、耕地面積減少、土地生產力下降，對農業生產和糧食安全造成了嚴重影響。據2005年統計，南方7個省（區）因崩崗侵蝕造成沖毀、埋壓的耕地面積約38.04 萬hm2，其中約20%的耕地無法恢復，農田恢復和清理的直接費用達5.5 億元，導致糧食大量減產[2]。

崩崗系統由集水坡面、崩壁、崩積體、溝道和洪積扇5個部分組成[3]。洪積扇位于崩崗邊緣，是受崩崗侵蝕影響最嚴重的農業用地區域。根據洪積扇沉積特征，可分為3個亞相，扇體最上部以片狀漫流垂向加積為主的沉積區，稱為扇頂；中部為辮狀分支水流活動的沉積區，稱為扇中；下部為交叉點以下地區，稱為扇緣[4]。洪積扇沉積物質主要由泥沙、黃泥水等組成，對下游農田會造成嚴重危害，對生態和經濟發展會產生惡劣影響。加之花崗巖殘積母質發育的土壤大顆粒含量高、結構疏松、透水性強，導致洪積扇區域土壤保肥能力差。隨著人地關系日益緊張，提高崩崗下游洪積扇農田的質量尤為重要。本研究通過分析崩崗侵蝕對下游洪積扇農田的危害，針對崩崗對洪積扇農田的惡劣影響，提出治理方案，以提高農田質量、作物產量，修復生態環境。本研究旨在加速農田治理，有效防治水土流失，改善農業生產條件，促進農村經濟發展，保障土地安全、糧食安全。

1 崩崗侵蝕對洪積扇農田的影響

洪積扇是崩崗系統的邊緣部分，是由細礫、粗砂、粉砂質組成的扇形堆積地貌[5]。崩崗侵蝕產生的大量泥沙會掩埋農田，甚至毀壞水利設施。受崩崗洪積物影響的農田土壤顆粒變粗、酸度變大、肥力變低，導致農田作物減產和崩崗洪積扇區農田生態環境惡化。

1.1 對農田環境的影響

崩崗侵蝕對洪積扇區農田生態環境造成不可逆的影響。一方面，崩崗侵蝕產生的泥沙掩埋下游的農田后，會導致耕地質量下降和農作物減產，良田變為砂粒裸露的沙漬地；另一方面，崩崗沖毀河道、溝渠等水利設施后，會降低其蓄洪抗災能力，堆積物阻斷水田排水，使農田形成冷浸田。流出崩崗的黃泥水在下游農田會形成一層新覆蓋層，沖埋新種植物、淤埋耕作層，耕作層的粉粒、黏粒含量越來越少，不利于團聚體和有機質的形成，致使高產田變為低產田。泥沙掩埋農田，導致下游洪積扇農田的土壤質量變差，水利設施受損，農田生態環境惡化。

1.2 對土壤性質的影響

崩崗侵蝕導致洪積扇農田土壤沙化、酸化。經流水作用帶出崩口的崩崗堆積物沉積于農田耕作層表面，具有一定的分選性，土壤粒徑從扇頂到扇緣由粗變細，泥沙的分布呈現遞減趨勢。鄧羽松等[6]研究發現，洪積扇農田土壤表層細顆粒平均比對照區減少39.13 %，粗顆粒平均比對照區多75.89 %。由圖1可知，土壤沙化嚴重，不利于有機質的形成，養分容易缺失；容重增大，總孔隙度變小，土壤結構性差，保水能力弱。此外，洪積扇農田土壤陽離子交換量減小，導致農田保肥能力降低。土壤堿解氮、有效磷和速效鉀等速效養分與顆粒組成、有機質含量相關性明顯，下游洪積扇缺乏植物覆蓋，崩崗侵蝕嚴重，砂粒含量高，有機質含量極低。因此，洪積扇土壤速效養分含量總體較低，土壤肥力差。崩崗紅壤侵蝕區處于亞熱帶，氣候溫暖濕潤，水解作用和風化淋溶作用增強，水溶性養分元素淋失，粘土礦物質增加，導致洪積扇農田土壤酸性增強，易出現氮素礦化、硝化作用減弱和供氮能力下降等問題。

土壤微生物需在適宜的環境條件下正常生長和代謝，微生物種群隨質地的變化而變化，與夾有砂層和粗砂層的土壤相比，粉砂層或黏土層中的微生物數量更多[7]。但洪積扇農田晝夜溫差大，可能會對土壤微生物活動產生影響，從而不利于土壤腐殖質合成和含氮量的增加。總體上，從農田土壤的理化性質方面分析，受崩崗侵蝕的影響，土壤顆粒粗化、有機質變少、土壤結構變差、肥力降低，崩崗侵蝕對洪積扇農田的土壤質量會造成嚴重危害。

1.3 對農作物產量的影響

崩崗侵蝕帶走大量肥力高、結構好的表層土壤，導致土壤結構、質地的惡化，農田退耕，農作物產量受影響。通過對洪積扇不同影響區農田種植農作物的研究發現，無明顯影響區中雜交稻產量顯著高于微弱影響區和嚴重影響區農田（圖2）。龍莉[8]的研究結果顯示，水田無明顯影響區雜交稻產量比水田微弱影響區農田高17.76%，比水田嚴重影響區至少高26.59%。崩崗侵蝕導致洪積扇農田沙化酸化、肥力降低，不利于作物生長發育，嚴重影響作物的產量。

作物的生長發育和產量質地受多種環境因子的影響，其中土壤是作物主要的生長載體。土壤溫度、水分和肥力等環境因子對作物的光合作用、氮磷素利用率和作物產量的高低有重要影響。崩崗侵蝕通過驅動養分流失，影響土壤的物理、化學、生物學性質，進而影響作物的生長發育和產量質地。農作物生長需要適宜的溫度條件，氣溫在一定范圍內升高，有助于促進農作物的發育和生理進程，并縮短農作物生育期[9]。但下游洪積扇農田表土砂粒含量高，晝夜溫差大，不利于農作物發育進程正常進行。研究結果表明，土壤容重較大會導致作物根系發育緩慢，養分吸收困難，致使農作物品質下降；飽和含水量較低的土壤貯水能力差，不利于養分傳輸和作物新陳代謝，易導致作物產量驟減。龍莉[8]指出，土壤pH會降低影響農作物養分吸收量，從而影響農作物的產量。針對崩崗下游洪積扇農田采取治理措施，協調土壤各環境因子，可以達到提升洪積扇農田土壤肥力，提高農作物產量的效果。

2 治理措施

洪積扇地勢較為平坦，堆積的土壤土質疏松，質地較粗，以細砂、粉砂與粗砂為主，養分貧瘠但水分條件較好[7]。結合洪積扇地形及土壤性質特點，相關學者指出，洪積扇的治理關鍵是“攔沙復綠”。綜合當前已有的崩崗治理措施，治理下游洪積扇農田可以采用“生物措施為主，工程措施為輔”的方案，其中生物措施包括林草措施和農業措施。利用工程措施防止洪積扇上的泥沙向下游移動掩埋農田或淤塞河道；采取林草措施構建喬灌草立體植物系統穩固地表，構筑生物保護屏障；采用農業措施改良土壤，提高洪積扇農田的土壤肥力、土壤質量和生態系統的穩定性。

2.1 工程措施

工程措施采取“上攔下排”的治理原則，通過對洪積物、雨水的攔截和疏導，從源頭減少水分、泥沙的輸入，層層攔截泥沙，以提高崩崗系統的相對穩定性。“上攔”階段通過多種途徑攔截泥沙、黃泥水等，防止其進入下游洪積扇農田。攔截途徑包括：開挖水平溝，攔截蓄坡面徑流，減少水流對崩崗的侵蝕；削掉土體、修成臺地或天池，減少泥沙沉積；修筑攔砂壩、谷坊，提高侵蝕基準面，攔蓄泥沙；在扇頂部位修建排沙溝，減少砂粒堆積，排走溝道的洪積物。

“下排”階段著重于疏導下游洪積扇農田的排水系統，以減輕崩崗對下游的危害。通過設置截流排水溝等措施，可以有效減緩徑流對農田的沖刷，并攔截暴雨徑流，將雨水輸導至蓄水工程或直接灌溉農田和林地。工程措施能降低下游洪水位，為開發利用洪積扇農田創造良好的條件。在修筑設施后，洪積扇上部持續沉積形成的相對平坦區域可以逐步開發利用，通過采取改良措施可用于農田耕種，提高土地生產力。“上攔下排”的治理原則對于提高崩崗系統的穩定性和開發利用洪積扇農田具有重要意義。

2.2 林草措施

采用林草措施治理下游洪積扇農田，能有效保持水土，保護農田和水利設施，保護生物多樣性，為農業生產創造良好的條件。通過防護林草工程、植物籬工程建立植被，建立多道生物屏障，達到穩固地表、恢復生態的效果。應用于崩崗洪積扇防護林草工程主要有溝底防沖林、薪炭林、經果林和固沙草地等，選取具有耐貧瘠、耐掩埋、生長速度快等特性的林種和草種。薪炭林、經果林可以穩固地表，減緩水流沖刷，還能獲取木材和果實等產品。優良的薪炭林樹種有泓森槐、馬尾松、桉樹等，經果林包括油料林、水果林、藥材林等。根據多樣性原則，選用多種樹種，合理配置造林，或采用固沙林草帶和固沙草網固定崩崗群沖刷下來的泥沙。相關研究表明，在洪積扇農田混播寬葉雀稗和巨菌草[10]，能夠改善土壤結構，提高抗侵蝕能力，有效減輕水土流失。糖蜜草覆蓋度大，可以減緩降雨的沖刷，增強水分的保持能力，其殘落物質和根系的新陳代謝產物還原至土壤后可起到改良土壤、培肥熟化的功效。按喬、灌、草結構配置，等高帶狀密植植物籬能改善土壤理化性質，加強保土蓄水，提高植物覆蓋率，增加生物多樣性，有效攔截徑流和泥沙。研究結果表明，通過喬木林、灌木林和混交林等不同類型的植被修復，崩崗土壤含砂量逐漸減少，粘土含量和含泥量逐漸增加，土壤容重顯著降低，飽和導水率顯著提高，土壤質量改善，適用于崩崗侵蝕植被恢復[11]。

針對下游洪積扇農田扇頂、扇中、扇緣的特點，可采用“因土種植”的方法，調整農作物種植方式，提高土壤質量。對于土壤肥力低、養分匱乏的扇頂部分進行植被修復時，選擇耐旱、耐貧瘠的竹類和藤本植物，如藤枝竹、葛藤、蟛蜞菊等，或種植耐旱瘦瘠的大葉相思、油桐等速生植物，輔種鐵芒萁、香根草、蜜糖草等草本植物，實現多層次的植被覆蓋，提高生態系統的穩定性。對于立地條件較好的扇中部分采用“以草先行、喬灌草結合”的辦法進行生物修復或者開發性種植麻竹、綠竹和果樹（如板栗、梨）等[12]。而扇緣部分則可種植蔬菜、水稻和柑橘，此類種植可以有效加快土壤的熟化。隨著有機質和黏粒的增加，土壤結構得到改善，微團聚體增加，土壤耕作性能提高，達到作物改良土壤的作用。研究結果表明，贛縣崩崗經過削坡開梯、種植柑橘后，土壤質地由砂質向壤質方向發展[13]，土壤有機質、陽離子交換量，以及氮、磷、鉀含量明顯增多，土壤肥力提高。通過等高帶狀間作疏生作物（如玉米、棉花、土豆等）和密生作物（如小麥、谷子、糜子等）、輪作密播禾本科和豆類作物（如小麥、大麥、油菜、谷物等），或者在地表覆蓋豆類作物秸稈可以增加土壤中的氮含量，達到改良土壤質地、改善土壤質量的效果。

2.3 農業措施

通過適當的農業措施改良洪積扇農田土壤，提高土壤肥力。一般根據洪積扇農田的耕作實況，采取耕作措施（如客土、深耕、壟作、廂式耕作等）、調整施肥方案、改變用地方式等農業措施改良土壤，提高土壤肥力。深耕能顯著降低深層土壤容重和孔隙度，疏松土壤，增加土壤有機質，提高土壤肥力，改善土壤的水、肥、氣、熱狀況，有利于農作物的正常生長發育。因為根系殘體及大量的根系分泌物加劇了微生物的繁殖，促進了有機質分解，增加了土壤養分含量，從而為農作物生長發育創造了良好的土壤條件。壟作可降低冷浸田的風險。在壟臺種植時，適度增加土壤層厚度，有助于減少土壤板結，促進農作物根系生長，提高耕作質量。根據洪積扇農田的實際地形和種植實況確定面寬和距離，可以降低農田地下水位，防止排水不暢。

針對洪積扇土壤有機質低、結構性差的特點，采用“因地施肥”的農業措施。通過施用農家肥、沼肥、堆肥等有機肥料，大力提倡種植綠肥、秸稈還田，改良土壤結構，加速土壤熟化，提高農田肥力。通過對洪積扇柑桔園不同的培肥模式進行分析，結果表明，不同的培肥方式均可以改良崩崗洪積扇土壤的理化性質，提高崩崗洪積扇土壤肥力，施肥方式以農家肥的效果總體最佳[14]。因此，在崩崗下游洪積扇農田區進行土壤改良時，可以根據土壤限制因子提出改良措施。在生產中施用碳氮比較大的有機肥時，應配合施用糞肥或速效氮肥，以降低碳氮比，防止土壤微生物與植物爭奪土壤有效氮素的現象發生。種植綠肥增加地表覆蓋層，減少水土流失，是改良土壤理化性狀的有效措施。翻壓綠肥可顯著增加有效氮、磷、鉀等養分，改良土壤結構，減少土壤容重，增加土壤含水量，改善土壤通氣條件。

根據崩崗危害洪積扇農田的程度，對影響范圍大的農業用地，可以改變土地利用方式，由水田耕作改為旱作，或者種植經濟林。研究結果表明，以1984—2018年中國典型紅壤丘陵區為研究對象，在耕地、園林、林地等16種轉化模式中，耕地轉園林時，土壤pH值上升0.32[15]。崩崗侵蝕可導致土壤退化、作物減產，嚴重危害下游洪積扇農田，必須采取工程措施、林草措施和農業措施相結合的治理方式，攔截徑流和泥沙，建立多層次、立體生物屏障，以免下游農田遭受水旱災害和泥沙掩埋，保證糧食的高產穩產，恢復農田生態環境。

3 結語

崩崗侵蝕嚴重危害洪積扇農田，主要表現是大量洪積物被沖入洪積扇農田，導致農田沙化、酸化、肥力降低，水利設施破壞，生態環境惡化，阻礙了當地的經濟發展。本研究基于對洪積扇農田的危害分析，提出“生物措施為主，工程措施為輔”的方案，建立多道生物屏障保護體系，對提高洪積扇農田質量有重要的指導意義。針對當前崩崗洪積扇治理中的不足，筆者建議未來的相關工作在如下方面加強：加強崩崗預防措施，以減少對下游洪積扇農田的危害；加強高效率、低成本的洪積扇農田創新修復技術研究和應用，制定洪積扇合理開發與利用的工程技術體系和建設標準體系；進一步揭示崩崗防治措施的作用機理，并建立崩崗洪積扇的治理體系和評價標準體系。

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收稿日期：2023-11-05

資助項目：中央引導地方科技發展資金項目（桂科ZY21195022）；國家自然科學基金（42107350）

作者簡介：彭子燁（2002—），女，廣西北海人，在讀本科生，主要從事土壤侵蝕與水土保持研究。

通訊作者簡介：段曉倩（1992—），女，山西忻州人，博士，講師，主要從事土壤物理、土壤侵蝕與水土保持研究。