孫貴軍

(北鎮(zhèn)市水土保持站，遼寧 錦州 121300)

1 代表站選擇

北鎮(zhèn)市華豐水土保持試驗站位于遼寧省錦州市北鎮(zhèn)市，屬遼西風(fēng)沙大、沖刷較嚴(yán)重的地區(qū)，試驗站的位置選擇在遼寧省西部地區(qū)，觀測水土流失的相關(guān)數(shù)據(jù)非常具有典型性。華豐試驗站建于上世紀(jì)60年代，是遼寧省開展水土保持試驗項目設(shè)置較早的站點。試驗站常年開展不同作物、不同株距、不同坡度、有工程措施與無工程措施、喬木與灌木、植物措施與工程措施等多項水土保持試驗項目，為遼寧省水土保持工程定額及效益分析提供了可靠的數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)對比分析

植物根系對土壤的機械作用可以減少土壤的流失，可以補充土壤和水質(zhì)的養(yǎng)分，而植物生長中的植被蓋度對擊濺侵蝕的影響往往被忽視。以2005年數(shù)據(jù)為例，建立植被蓋度與作物生長期數(shù)據(jù)模型(本文建立的模型是在投影蓋度的基礎(chǔ)上建立的)。

2.1 現(xiàn)場試驗觀測數(shù)據(jù)成果

2005年華豐水土保持試驗站開展4項對比試驗(詳細情況見表1～表5與圖1)。

(1)一號小區(qū)和二號小區(qū)同樣種植大豆，分別為無工程措施與有工程措施的8°坡耕地。觀測植被蓋度、徑流、土壤侵蝕量和產(chǎn)量進行數(shù)據(jù)對比。

(2)一號和三號小區(qū)均為無工程措施的8°坡耕地，種植不同作物(農(nóng)作物與草)，觀測植被蓋度、徑流與土壤侵蝕量進行數(shù)據(jù)對比。

(3)農(nóng)作物與種草不同生長階段蓋度的數(shù)據(jù)觀測。

(4)觀測全年降雨量，對不同治理措施的8°坡耕地的徑流量、徑流系數(shù)、年沖刷深度、每畝年沖走懸移質(zhì)、推移質(zhì)、土壤侵蝕量和土壤養(yǎng)分的試驗數(shù)據(jù)進行分析對比。

2.2 觀測和試驗數(shù)據(jù)分析

一號小區(qū)無工程措施，全年產(chǎn)生徑流8次，其中固體徑流1次。年流失水量2．70m3/畝，年流失土壤8．1×10-4t/畝;二號小區(qū)有工程措施，全年產(chǎn)生徑流5次，其中固體徑流1次。年流失水量1．13m3/畝，年流失土壤 3．8 ×10-4t/畝。

全年降雨分布比較均勻，沒有特大暴雨過程，固體徑流產(chǎn)生的時間出現(xiàn)在6月29日，降雨量為20．1mm，降雨強度為18．6mm/h。當(dāng)時植被蓋度均在80%以上，其中一號小區(qū)無工程措施種植大豆，6月22日植被蓋度為86．51%;三號小區(qū)無工程措施種植3年生沙打旺，6月22日植被蓋度為89．60%，土壤侵蝕量極少。

2.3 小區(qū)作物產(chǎn)量分析

(1)一、二號小區(qū)種植大豆，從坡耕地治理的角度分析，有工程措施的二號小區(qū)本應(yīng)比無工程措施的一號小區(qū)產(chǎn)量高，但今年全年降雨量為689．2mm，降雨天數(shù)為51天，大于多年平均降雨量615．8mm。入夏之后，連續(xù)陰天天氣較多，持續(xù)時間長，作物生長期間，日照少、濕度大;今年日照為2308h，比多年平均日照少563．1h，不利于農(nóng)作物生長，影響產(chǎn)量;又因設(shè)置水平梯田的二號小區(qū)田間含水率高、日照少，在第四道梯田田面上生長大量菟絲子，大豆枯萎，產(chǎn)量急劇下降，畝產(chǎn)為123．5kg;而無工程措施的一號小區(qū)，田面比較干燥，沒有菟絲子纏繞，畝產(chǎn)為160kg，所以產(chǎn)量比較高。

表1 北鎮(zhèn)市華豐水土保持試驗站2005年特性表

表2 一號小區(qū)觀測成果表

表3 二號小區(qū)觀測成果表

表4 三號小區(qū)觀測成果表

(2)一號和三號小區(qū)均為無工程措施的8°坡耕地，種植不同作物。一號小區(qū)種植大豆，三號小區(qū)為3年生沙打旺。一號小區(qū)大豆畝產(chǎn)160kg，豆稈123．5kg;二號小區(qū)畝產(chǎn)草籽 11kg，畝產(chǎn)干草 690．5kg。

(3)三號小區(qū)種植3年生沙打旺，長勢良好，株高達140cm，枝葉繁茂，植被蓋度比同為8°坡耕地的一號小區(qū)大5．5%;同時三號小區(qū)的植被生長速度快，蓋度恢復(fù)早。

(4)2005年全年降雨量為689．2mm，降雨天數(shù)為51天。無工程措施8°坡耕地，年產(chǎn)生徑流雨量為207mm，年徑流深為4．05mm，年徑流次數(shù)為8次，年徑流系數(shù)為0．02，年流失水量為2．70m3/畝，年沖刷深度為 0．001mm，土壤侵蝕模數(shù)為1．20t/km2。有水平梯田工程措施的8°坡耕地，年產(chǎn)生徑流的雨量為 86．30mm，年徑流深為1．70mm，年徑流次數(shù)為5次，年徑流系數(shù)為0．02，年流失水量為1．13m3/畝，年沖刷深度0．0004mm，土壤侵蝕模數(shù)為0．50t/km2。

一號小區(qū)和三號小區(qū)同為無工程措施8°坡耕地，種植不同作物，在相同的日期觀測小區(qū)內(nèi)植被蓋度，建立植被蓋度與生長期模型。

表5 小區(qū)植被蓋度觀測記錄表

圖1 3年生沙打旺與大豆植被蓋度與生長期模型圖

3 植被蓋度與土壤侵蝕量模型分析

北鎮(zhèn)市華豐水土保持試驗站對植被蓋度與土壤侵蝕量之間的關(guān)系進行了長達15年的觀測，建立了植被蓋度、植物生長周期和土壤侵蝕量之間關(guān)系的數(shù)據(jù)模型。從以上觀測數(shù)據(jù)可以看出，植被蓋度、工程措施與土壤侵蝕量之間存在著密切的關(guān)系。實驗數(shù)據(jù)表明，植物生長的不同時期其植被蓋度是不同的;植被蓋度越大，植物對降雨的有效攔截作用就越大，地面土壤受到擊濺侵蝕的作用力和作用面積就越小，產(chǎn)生的土壤侵蝕量就越小，從而帶動徑流深度、徑流系數(shù)、沖刷深度、土壤侵蝕模數(shù)等一系列水土保持參數(shù)的變化。工程措施不僅能有效減少水的流失，減少土壤侵蝕量，而且通過對地面徑流的有效控制，對植物的生長、植被蓋度和產(chǎn)量都有著直接的作用。年流失水量對比，有工程措施比無工程措施的8°坡耕地年流失水量減少58．15%。年土壤侵蝕量對比，有工程措施比無工程措施的8°坡耕地土壤流失量減少52．5%。植被蓋度成為影響水土流失的重要因子，它和工程措施直接決定著土壤侵蝕量的大小。

4 結(jié)語

植被蓋度、降雨強度與土壤侵蝕量模型建立后，可以利用模型的曲線圖查找不同植物生長期的植被蓋度，在不同的植被蓋度時期發(fā)生等級降雨時產(chǎn)生的土壤侵蝕量，為水土流失治理工程措施的選擇和植物物種的選擇提供科學(xué)的依據(jù)。

［1］張巖，袁建平，劉寶元．土壤侵蝕預(yù)報模型中的植被覆蓋與管理因子研究進展［J］．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008(08)．

［2］王秋生．植被控制土壤侵蝕的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用［J］．水土保持學(xué)報，1991(04)．

［3］沈玉芳，秦清軍，吳永紅．植被類型對黃土高原土壤侵蝕的影響研究［J］．西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2003，12(03):5-8．