江西省景德鎮(zhèn)七中（333000） 葉國(guó)仁

江西省景德鎮(zhèn)三中（333000） 湯愛(ài)蘭

一、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的背景

我國(guó)紅壤丘陵區(qū)水土流失嚴(yán)重，對(duì)區(qū)域的地貌、植被、水文和人類活動(dòng)（農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通等）產(chǎn)生了重大影響。學(xué)校所在地區(qū)江西省景德鎮(zhèn)市，為我國(guó)亞熱帶紅壤丘陵區(qū)的典型地區(qū)，水熱資源豐富，年降水量超過(guò)1200毫米，但分配不均；加之長(zhǎng)期以來(lái)土地資源不合理的開(kāi)發(fā)與利用，水土流失嚴(yán)重。高一必修1教材有一實(shí)驗(yàn)活動(dòng)“如何保持土壤不被沖刷”，本文為教師指導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，自行設(shè)計(jì)紅壤坡面水土流失與水土流失防治的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，探索分析坡形、坡度、地表覆蓋物、工程措施等地理要素對(duì)紅壤丘陵水土流失的差異影響。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過(guò)程

【實(shí)驗(yàn)器材】紅壤土堆、薄木塊、泡沫箱、鐵絲網(wǎng)與布、塑料水管、噴頭、電子表、電子稱、量筒等。

【實(shí)驗(yàn)方法】如右圖所示，將紅壤土堆（土堆高約80厘米）的底層墊高，土堆迎水坡面的前下方用泡沫箱設(shè)計(jì)一個(gè)土壤侵蝕量的回收水池，水池上方用鐵絲網(wǎng)與布覆蓋以攔淤泥土。水籠頭調(diào)節(jié)閥處用彩色貼紙?jiān)O(shè)定兩個(gè)刻度，小水量刻度用以模擬小雨?duì)顩r，大水量刻度用以模擬大雨?duì)顩r。每次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)前依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼{(diào)整紅壤土堆的形狀或土堆迎水面的覆蓋物。實(shí)驗(yàn)中用電子表精確記錄每次實(shí)驗(yàn)時(shí)土堆被“不同雨水”沖刷的時(shí)間，學(xué)生用電子秤稱回收水池上方攔沙網(wǎng)攔淤的坡面土壤侵蝕量、用量筒計(jì)量回收水池中的水量，并用紙和筆記錄觀測(cè)現(xiàn)象，并分析總結(jié)。

【活動(dòng)1】坡面形態(tài)與水土流失

圖示 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與記錄 結(jié)論自然土堆形狀在小雨條件下，坡面很快出現(xiàn)雨水濺蝕形成的細(xì)孔、細(xì)坑，接著坡面出現(xiàn)細(xì)水溝，細(xì)水溝越往坡底寬度越大。大雨條件下坡面細(xì)水溝大量出現(xiàn)，后期出現(xiàn)坡體崩塌現(xiàn)象；坡面土壤流失量較大，水的流失量不多。紅壤丘陵的地貌形態(tài)對(duì)水土流失有明顯的影響。坡面平整后土壤侵蝕減少，但水的流失量卻大于末平整的丘陵形態(tài)。臺(tái)形土堆（將紅壤土堆的迎水面進(jìn)行平整）小雨條件下坡面受雨滴打擊的影響很小，末出現(xiàn)明顯的雨水濺蝕痕跡。大雨條件下坡面出現(xiàn)細(xì)水溝，但數(shù)量與規(guī)模遠(yuǎn)小于“自然土堆形態(tài)”產(chǎn)生的細(xì)水溝，且形成時(shí)間上晚于前者；坡面土壤流失量較少，但水體流失量較多。

學(xué)生分析小結(jié)：土壤類型較單一（學(xué)校最近剛好進(jìn)行校園綠化工程，有大量綠化用紅壤，土壤顆粒較細(xì)，土質(zhì)較松散，干燥且含水較少，與學(xué)生所見(jiàn)的許多山區(qū)紅壤差別很大），可能不同的紅壤在不同的時(shí)空條件下的水土流失量不盡相同，學(xué)生懷疑實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否帶有普遍性，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性也有較大疑問(wèn)。

【活動(dòng)2】坡度與水土流失

坡面坡度為60°坡面在大雨時(shí)出現(xiàn)了細(xì)水溝，但數(shù)量少于上者，出現(xiàn)的時(shí)間也較晚。坡底有一定的水土流失量，且水的流失量大于上者。圖示 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與記錄 結(jié)論坡面坡度為40° 坡上部出現(xiàn)破碎形態(tài)，中下部出現(xiàn)較多細(xì)水溝，水土流失量較大。坡度越小，坡長(zhǎng)越長(zhǎng)，坡面的土壤侵蝕越明顯。坡度越大，坡面水流越大。按理說(shuō)侵蝕也應(yīng)該越強(qiáng)，但實(shí)驗(yàn)中末出現(xiàn)這種結(jié)果。坡面坡度為80°坡面較完整，基本末出現(xiàn)細(xì)水溝。但在大雨長(zhǎng)時(shí)間（超出正常測(cè)量時(shí)間）沖刷時(shí)出現(xiàn)了頂部坡體崩塌現(xiàn)象。坡面水流較大，且下坡的速率較快，流失量較大。

【活動(dòng)3】坡面覆蓋物與水土流失

圖示 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與記錄 結(jié)論坡面無(wú)覆蓋物小雨時(shí)，坡面下部有細(xì)水溝出現(xiàn)，水土流失量不是很大；大雨時(shí)，坡面出現(xiàn)較多細(xì)水溝，坡體下部測(cè)量的水土流失量較大。坡面上覆草皮小雨條件下，坡面基本上無(wú)水土流失； 但在大雨條件下，坡面草被不同位置的土壤侵蝕量不同，大致是：坡上部＞坡中部＞坡下部。坡面上種小樹(shù)（實(shí)驗(yàn)時(shí)坡面上種了幾株灌木：大葉黃楊）小雨時(shí)，土壤侵蝕不明顯，但水流失量較大；大雨時(shí)，坡面水流繞著樹(shù)干下坡，未出現(xiàn)細(xì)水溝，但出現(xiàn)了一定的坡面侵蝕現(xiàn)象，一定的水土流失量。植被具有削弱降雨徑流侵蝕力和提高地面抗蝕力的功能。在同等降水的情況下，植被的覆蓋率越高，水土流失越小，植被覆蓋率越低，水土流失越嚴(yán)重。三者比較，草皮覆蓋時(shí)水土流失量最少，樹(shù)次之，坡面無(wú)覆蓋物時(shí)水土流失量最大。

【活動(dòng)4】坡面的工程加固措施與水土流失

圖示 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與記錄 結(jié)論梯形坡面 坡面完整，水、土的流失量較小。薄木塊覆蓋坡面（模擬坡面被水泥工程全覆蓋加固）坡面完整，土壤基本無(wú)侵蝕，但水大量流失?！熬毙渭?xì)木條覆蓋坡面（模擬坡面被網(wǎng)格狀水泥工程加固） 坡面完整，水、土流失量較小。工程措施可以有效減少紅壤坡面的水土流失?！八喙こ倘采w”時(shí)坡面最完整?！熬W(wǎng)格狀水泥工程加固，同時(shí)種有草皮”的水土流失量最小。草皮+“井”形細(xì)木條雙重覆蓋坡面（模擬坡面被網(wǎng)格狀水泥工程加固，同時(shí)種有草皮）坡面完整，水、土基本無(wú)流失。

學(xué)生分析小結(jié)：如果紅壤坡面的水土流失防治中僅是側(cè)重硬覆蓋（全部為水泥工程全覆蓋），這當(dāng)然造就了工程壯觀、護(hù)面平整，但輕視生物措施，工程造價(jià)較高，在貧困地區(qū)不宜推行。事實(shí)上硬覆蓋也有一些不利影響：如不利于地表、地下水分交換和動(dòng)植物繁衍；陡滑的坡面不利于林草生長(zhǎng)和人與自然的和諧；坡面反光，產(chǎn)生熱效應(yīng)；工程造價(jià)高，施工進(jìn)度慢……呆板、生硬、沒(méi)有生機(jī)。建議選擇一種安全穩(wěn)定、全面控制水土流失、工程措施與植物措施緊密結(jié)合、生態(tài)效益和景觀效益明顯、費(fèi)用省效益高的有效措施為水土保持方案內(nèi)容（如坡面網(wǎng)格水泥工程加固，同時(shí)種植草皮等綠色植被）。