常　清

(桓仁滿族自治縣水務(wù)局，遼寧 桓仁 117200)

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水土保持綜合措施在紅壤坡地的應(yīng)用研究

常清

(桓仁滿族自治縣水務(wù)局，遼寧 桓仁 117200)

摘要：紅壤是我國重要的土壤資源，由于生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的不斷開發(fā)，地表的土壤、植被遭到破壞，土壤裸露面積增大，會(huì)加劇區(qū)域內(nèi)的水土流失。因此，通過比較不同水土保持措施的減流減沙效果，實(shí)踐表明科學(xué)合理配置不同層次的植被，能夠獲得不錯(cuò)的減流減沙效果，且具有推廣的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：水土保持；減流減沙；紅壤坡地；植被

1紅壤坡地的研究區(qū)域概況

因?yàn)榻魇俏覈t壤中心地帶，可以作為典型的紅壤坡地研究區(qū)域，地帶性植被類型主要常綠闊葉林、山地針葉林及針葉林等。土壤為第四季紅壤，泥質(zhì)巖類風(fēng)化物為主要的成土母質(zhì)。具體試驗(yàn)地設(shè)在江西水土保持生態(tài)科技園，江西省屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，侵蝕紅壤的主要外營力為降雨，而分散和沖刷是降雨對(duì)紅壤侵蝕的兩種主要表現(xiàn)形式，長期的實(shí)踐觀察發(fā)現(xiàn)，沖刷造成的侵蝕強(qiáng)度遠(yuǎn)超于分散強(qiáng)度?？梢哉f，土壤侵蝕的主導(dǎo)因子，主要是降雨造成的地表徑流對(duì)土壤的沖刷作用。為了解各類水土保持措施在減流減沙方面的作用，本次研究采用了標(biāo)準(zhǔn)徑流場實(shí)測的方法，以便為所構(gòu)建的水土保持綜合措施的科學(xué)性和合理性提供更多參考和依據(jù)[1-2]。

2研究方法與徑流區(qū)域設(shè)計(jì)

在研究區(qū)域內(nèi)一致選擇坡度13°、坡向一樣的紅壤分布區(qū)域，布置了8個(gè)水平投影面積(5×20m)標(biāo)準(zhǔn)徑流研究區(qū)域。對(duì)照組全園裸露，植被覆蓋度0；除對(duì)照組外另設(shè)覆蓋組、梯田組、耕作組及果園清耕組共4個(gè)實(shí)驗(yàn)組。這8個(gè)研究組設(shè)計(jì)的小區(qū)，布置的徑流區(qū)域，其徑流和泥沙可依靠徑流槽，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)入徑流池的目的。詳細(xì)布置情況可看表1。

表1　小區(qū)編不同水土保持措施

3觀測指標(biāo)選取原則與內(nèi)容

主要著重全面性、典型性、實(shí)用性、可操作性及相對(duì)獨(dú)立性。即為了能夠科學(xué)更全面反映研究徑流區(qū)域水土流失狀況、水土保持防治效益及水土流失嚴(yán)重程度，因此在實(shí)踐工作中，主要選取了地表徑流、降雨、氣象等觀測指標(biāo)[3]。同時(shí)，選取觀測的指標(biāo)，能夠有效為實(shí)際觀測工作帶來便利，極大限度避免指標(biāo)之間的重疊區(qū)域，具體觀測指標(biāo)內(nèi)容與方法如下：

3.1　徑流、泥沙指標(biāo)觀測

當(dāng)降雨產(chǎn)流停止后，均勻攪拌徑流內(nèi)泥水，為了獲得相對(duì)合理的樣本數(shù)據(jù)，分上層、中層、下層逐一取樣，從而再測量徑流量和泥沙量。

3.2　降雨指標(biāo)觀測

為獲得相對(duì)穩(wěn)定的雨量，所以研究前，確定好固定的雨量點(diǎn)，并將虹吸式雨量記錄的方法應(yīng)用于大氣降水的記錄過程中，最后再根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)需求求出降雨強(qiáng)度和降雨量等。

3.3　氣象指標(biāo)觀測

為使研究獲得數(shù)據(jù)趨于科學(xué)性，統(tǒng)一根據(jù)國家正規(guī)氣象臺(tái)站要求的常規(guī)氣象要素觀測方法，具體觀測要素包括日照、水面蒸發(fā)、氣壓、溫度、氣溫、風(fēng)速。

3.4　觀測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

對(duì)上述進(jìn)行研究所獲得的觀測數(shù)據(jù)，定量分析統(tǒng)一應(yīng)用方差分析和多重比較這2種方法。

4研究區(qū)域的觀測結(jié)果與分析

4.1　降雨特征分析

長達(dá)5 a的定位觀測期間，降雨總量為7 309.6 mm，平均雨強(qiáng)1.491 mm/m。具體即從2006.1—2010.12降雨場次共計(jì)745場，降雨時(shí)長共達(dá)4 936.3 h。研究區(qū)域的降雨特征表現(xiàn)為：雨水豐沛，年際間降雨量分析呈現(xiàn)不均勻狀況，有枯燥相對(duì)缺水年和充沛水資源年之分。

表2　2006—2010年降雨相關(guān)指標(biāo)

4.2　減流效果分析

4.2.1地表徑流分析

根據(jù)2006—2010年實(shí)際測量所得的8個(gè)研究區(qū)域地表總徑流情況我們可以得出以下結(jié)論：

1)產(chǎn)流共190次，第Ⅰ號(hào)對(duì)照組的研究區(qū)域產(chǎn)流總量為259.56 m3，為8個(gè)研究區(qū)域最大者；第Ⅴ號(hào)小區(qū)為7.12 m3，為8個(gè)研究區(qū)域最小者。

2)8個(gè)研究區(qū)域年平均產(chǎn)流由小到大依次排序?yàn)棰?Ⅵ<Ⅶ<Ⅱ<Ⅷ<Ⅲ<Ⅳ<Ⅰ，這在一定程序上說明草類植被覆蓋的減流效果明顯有突出優(yōu)勢。

3)Ⅴ號(hào)研究區(qū)域5年產(chǎn)生徑流量共7.12 m3，其地表植被為柑橘+百喜草全園覆蓋。

4)Ⅵ號(hào)研究區(qū)域植被組成與Ⅴ號(hào)相同，最大不同點(diǎn)在于覆蓋度，Ⅵ號(hào)研究區(qū)域比Ⅴ號(hào)少20%，其產(chǎn)流量也相對(duì)高些。

5)Ⅰ號(hào)研究區(qū)域的徑流量為Ⅴ號(hào)的36倍多；而Ⅷ號(hào)研究區(qū)域總徑流量70.105 m3為Ⅴ號(hào)區(qū)域的近10倍，其近地面無草類植被覆蓋。由以上觀測結(jié)果分析可知：對(duì)地表徑流影響比較大的是近地面植被。

6)Ⅶ號(hào)、Ⅷ號(hào)研究區(qū)域是梯田組，從觀測可知Ⅷ號(hào)產(chǎn)流為Ⅶ號(hào)的近2.5倍，其中，前者所采用的布置方式為梯面、梯壁裸露，后者所采用的布置方式為梯面裸露、梯壁植草。由這一結(jié)果我們可以看出，在其余條件完全相同的情況下，梯壁植草的做法在減少地表徑流方面的作用更為顯著[4]。

7)Ⅱ號(hào)研究區(qū)域和Ⅲ號(hào)研究區(qū)域區(qū)別在于耕作方式不同，即Ⅲ號(hào)采用順坡耕作和Ⅱ號(hào)采用等高耕作，兩者的農(nóng)作物均為柑橘間種，但Ⅲ號(hào)總徑流量為Ⅱ號(hào)的1.6倍多。二者在徑流量方面之所以存在差異，究其原因，主要是地面的糙度會(huì)因?yàn)楦吒鞫蠓黾?，受此影響，地表水流的流速?huì)出現(xiàn)一定程度的降低，從而使土壤入滲增加。

4.2.2減流效果比較分析

以Ⅰ號(hào)研究區(qū)域的徑流量為對(duì)照組(該組最大區(qū)別在于完全裸露)與其它7個(gè)實(shí)驗(yàn)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果表明，8個(gè)研究區(qū)域減少降雨徑流效果由小到大依次排序?yàn)椋孩籼?hào)<Ⅲ號(hào)<Ⅷ號(hào)<Ⅱ號(hào)<Ⅶ號(hào)<Ⅵ號(hào)<Ⅴ號(hào)；Ⅴ號(hào)研究區(qū)域和Ⅵ號(hào)研究區(qū)域減流率都能達(dá)到95%以上，兩者在減少降雨徑流的效果最突出，其他研究區(qū)域(除Ⅳ號(hào)外)減流率效果都能達(dá)到50%以上[5-7]。

在減少降雨徑流的效果方面，各類措施按照由小到大的次序排列為：柑橘清耕作<柑橘+耕作<柑橘+梯田<柑橘+百喜草，由此我們可以清晰的看出，綜合水土保持措施在減少降雨徑流效果方面的作用要優(yōu)于單一措施。

為了進(jìn)一步實(shí)例驗(yàn)證，選取SPSS軟件的多重比較檢驗(yàn)方法，即在置信區(qū)為95%的條件下，發(fā)現(xiàn)如下結(jié)果：Ⅴ號(hào)研究區(qū)域、Ⅵ號(hào)研究區(qū)域之間沒有顯著性差異，但它們卻與Ⅳ號(hào)、Ⅲ號(hào)、Ⅰ號(hào)研究區(qū)域都存在顯著性差異。

這一實(shí)例檢驗(yàn)說明相同的措施、不同的實(shí)施方式盡管有著差異性效果，但并不突出，而不同措施的效果差異則存在顯著性[8]。

4.3　減沙效果分析

泥沙流失量分析：2006—2010年實(shí)際測量所得的8個(gè)研究區(qū)域的產(chǎn)沙觀測結(jié)果，具體數(shù)據(jù)見表3，從中可得出以下結(jié)論：整體上8個(gè)研究區(qū)域產(chǎn)沙量由小到大依次為：Ⅴ號(hào)<Ⅵ號(hào)<Ⅶ號(hào)<Ⅷ號(hào)<Ⅱ號(hào)<Ⅲ號(hào)<Ⅳ號(hào)<Ⅰ號(hào)，可見Ⅰ號(hào)研究區(qū)域的產(chǎn)沙量總量最多。

由此可分析得出：

1)與對(duì)照組比較，Ⅶ號(hào)研究區(qū)域和Ⅷ號(hào)研究區(qū)域的減沙率達(dá)85%以上，證明水土保持坡面工程的實(shí)施能夠帶來非常滿意的水土保持效果；而比較Ⅶ號(hào)和Ⅷ號(hào)，則發(fā)現(xiàn)Ⅷ號(hào)研究區(qū)域產(chǎn)沙量為Ⅶ號(hào)研究區(qū)域的32倍多，這又表明梯壁植草減沙效果突出。

2)Ⅴ號(hào)研究區(qū)域和Ⅵ號(hào)研究區(qū)域減沙率幾乎達(dá)100%，這表明近地面草被覆蓋度越高，其減沙效果也相應(yīng)有所提高。

3)Ⅱ號(hào)研究區(qū)域比Ⅲ號(hào)研究區(qū)域的減沙效果要好，表明橫坡耕作能有效減沙，防止土壤侵蝕。

4)Ⅳ號(hào)研究區(qū)域地表的減沙效果(38%)，明顯遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于Ⅴ號(hào)和Ⅵ號(hào)，其近地面無草類覆蓋，只有柑橘樹，可見采用不同的耕作方式，產(chǎn)生的減沙效果也會(huì)大不同。

整體上，可知單一結(jié)構(gòu)的水土保持措施在減沙效果方面，明顯差于多結(jié)構(gòu)的水土保持措施。

表3　各區(qū)泥沙量年度分配　kg

5結(jié)語

綜上所述，通過實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組進(jìn)行多項(xiàng)比較分析，發(fā)現(xiàn)與裸露研究區(qū)域比較，采取水土保持措施，尤其采用綜合措施的研究區(qū)域，在減流減沙方面所獲得的效果明顯優(yōu)異于對(duì)照組，這也說明多組合、多結(jié)構(gòu)、不同層次植被優(yōu)化配置的水土保持措施更具優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭世彰,吳佳,姚俊琪.南方季節(jié)性干旱成因及抗旱對(duì)策[J].中國農(nóng)村水利水電，2012(03)：8-10.

[2]楊曾平,徐明崗,聶軍,鄭圣先,高菊生,謝堅(jiān),廖育林.長期冬種綠肥對(duì)雙季稻種植下紅壤性水稻土質(zhì)量的影響及其評(píng)價(jià)[J].水土保持學(xué)報(bào)，2011(03)：56.

[3]汪金平,曹湊貴,張衛(wèi)健.南方紅黃壤不同類型區(qū)旱地水熱資源差異及種植對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2005(04)：121-122.

[4]吳學(xué)文,嚴(yán)義.江西防旱抗旱對(duì)策思考[J].江西水利科技，2008(02)：23-24.

[5]李新虎,張展羽,楊潔,張國華,王斌,王超.紅壤坡地不同生態(tài)措施地下徑流養(yǎng)分流失研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào),2010(02):25-26.

[6]王輝,王全九,邵明安,李裕元.表土結(jié)皮影響坡地產(chǎn)流產(chǎn)沙及養(yǎng)分流失的試驗(yàn)研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2008(04):105-108.

[7]黃河仙,謝小立,王凱榮,殷芙蓉.不同覆被下紅壤坡地地表徑流及其養(yǎng)分流失特征[J].生態(tài)環(huán)境,2008(04):56.

[8]張展羽,張國華,左長清,李小強(qiáng).紅壤坡地不同覆蓋措施的水土保持效益分析[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007(01):55-57.

[作者簡介]常清(1969-)，男，遼寧桓仁人，工程師 ，從事水利工程項(xiàng)目建設(shè)管理工作。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號(hào)：S157

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-7596(2015)08-0033-03