李闖 劉艷偉 楊具瑞

摘要概括了我國(guó)南方紅壤土水土流失的現(xiàn)狀及危害，提出亟待保護(hù)的迫切要求，通過(guò)綜合分析坡地試驗(yàn)小區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)、產(chǎn)流特征，研究不同植被小區(qū)的水土保持效應(yīng)，并且分析降雨對(duì)小區(qū)水土流失的影響，以期對(duì)紅壤土的綜合利用提出理論支持。針對(duì)我國(guó)紅壤退化日益嚴(yán)重的問(wèn)題，在人工模擬降雨條件下，分析紅壤水分特征、產(chǎn)匯流過(guò)程所做的研究工作，通過(guò)研究找到合適植物以改良紅壤，使得紅壤沙化過(guò)程減緩。

關(guān)鍵詞人工模擬降雨；水土保持；紅壤；坡地

中圖分類號(hào)S157.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）23-07838-01

基金項(xiàng)目云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目（KKSY201223076）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51109102，50769005）。

作者簡(jiǎn)介李闖（1992- ），男，江蘇沭陽(yáng)人，碩士研究生，研究方向：水土保持、生態(tài)恢復(fù)。*通訊作者，講師，博士，從事生態(tài)水文學(xué)及水土保持方面的教學(xué)和研究。

收稿日期20140710我國(guó)長(zhǎng)江流域以南紅色與黃色酸性土壤總稱為紅壤，分布在N10°～30°之間，其面積達(dá)全國(guó)總面積的20%以上，約為203萬(wàn)km2。近年來(lái)，研究南方紅壤的水土流失現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)紅壤流失面積達(dá)20萬(wàn)km2，占紅壤土地總面積的20%[1]。土壤水土流失已經(jīng)嚴(yán)重影響我國(guó)的水土資源利用、生態(tài)環(huán)境以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。水土保持的目的在于提高與改善土壤的生態(tài)環(huán)境，減少土壤流失，減輕土壤侵蝕效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。在水土保持研究中，利用人工模擬降雨系統(tǒng)，可在一定時(shí)間內(nèi)積累可靠數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)野外獲取數(shù)據(jù)誤差大的缺陷。

1紅壤水土流失及其治理

1.1紅壤水土流失現(xiàn)狀根據(jù)水利部2000年統(tǒng)計(jì)結(jié)果，南方紅壤丘陵考察區(qū)（簡(jiǎn)稱“紅壤考察區(qū)”）共有水土流失面積13.12萬(wàn)km2，占紅壤考察區(qū)土地面積的15.06%。其中，輕度侵蝕面積6 113萬(wàn)km2，中度侵蝕4 183萬(wàn)km2，強(qiáng)度以上侵蝕面積2.16萬(wàn)km2，分別占紅壤考察區(qū)面積的7.04%、5.54%、2.47%。不難看出，紅壤考察區(qū)的水土流失面積以輕、中度的流失為主，二者的流失面積占考察區(qū)水土流失總面積的83.54%，強(qiáng)度以上的面積僅占16.46%。在紅壤考察區(qū)的8個(gè)省中均有不同程度的水土流失，其中湖南的水土流失面積最大，占紅壤考察區(qū)總土地面積的4.7%，江西次之，占3.8%，其余6省水土流失面積占紅壤考察區(qū)總土地面積的比例均在2%以下[2]。

1.2紅壤治理研究現(xiàn)狀眾多研究表明，植被作為治理水土流失的常見(jiàn)手段之一。近年來(lái)，由于土地侵蝕、水土流失等環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，植被重建工作已經(jīng)大力展開(kāi)[3]。楊春霞等[4]針對(duì)不同植被對(duì)林地的水土流失差異進(jìn)行了研究，主要有裸地、紫花苜蓿以及小葉女貞3種地礦。研究結(jié)果表明，減水減沙作用最為明顯的是草地，如果是在坡面上剛栽植的灌木，栽種密度越大，水土流失越明顯。左長(zhǎng)清等[5]研究表明，不同植被下水土保持效應(yīng)是不同的，并且各植被之間的水土保持效應(yīng)的差異很大。試驗(yàn)方法是對(duì)植被覆蓋小區(qū)與對(duì)照小區(qū)逐月徑流深度比值以及侵蝕量比值進(jìn)行計(jì)算，得到的數(shù)值即為水土效應(yīng)值。彭紹云等[6]針對(duì)南方紅壤試驗(yàn)小區(qū)喬灌草多年水土保持效應(yīng)進(jìn)行比較研究，得出各植被保水效應(yīng)差異明顯的結(jié)論，其徑流深度受到降雨量的影響，不同植被小區(qū)徑流深度與降水量的線性方程決定系數(shù)均在0.9以上，而土壤侵蝕量與降雨量的線性關(guān)系方程決定系數(shù)則因各小區(qū)植被覆蓋的不同而存在較大差異。

2人工模擬降雨對(duì)紅壤水土保持的影響

2.1人工模擬降雨系統(tǒng)人工模擬降雨系統(tǒng)通過(guò)對(duì)人工降雨輸水管道和供水管道流量的控制以及對(duì)人工降雨噴頭的開(kāi)關(guān)全控制，實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度、分布和歷時(shí)的人工模擬降雨過(guò)程，并提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確而有效的原始數(shù)據(jù)。其最重要優(yōu)點(diǎn)就在于它可以彌補(bǔ)在自然降雨條件下，環(huán)境變化而無(wú)法得到試驗(yàn)期內(nèi)預(yù)計(jì)的研究結(jié)果。同時(shí)，人工模擬降雨系統(tǒng)的應(yīng)用減少了徑流小區(qū)設(shè)備以及裝置設(shè)備的財(cái)力投入，節(jié)約了試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，加快了試驗(yàn)進(jìn)程，為各種試驗(yàn)創(chuàng)造出更可行的試驗(yàn)條件以得到更可靠的數(shù)據(jù)。在人工模擬降雨的試驗(yàn)中，試驗(yàn)主要的影響因素為人工降雨的均勻性。