秦廣莉
(新疆塔里木河流域阿克蘇管理局,新疆阿克蘇843000)
水土保持措施對地表徑流的影響
秦廣莉
(新疆塔里木河流域阿克蘇管理局,新疆阿克蘇843000)
為了找出枯落物厚度、草本層蓋度、灌木層蓋度以及水土保持措施對地表徑流的影響程度和2者之間的關(guān)系,本文對覆蓋物和水土保持措施對地表徑流的影響進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明:枯落物厚度對地表徑流的影響最大,草本層蓋度影響次之,灌木層蓋度與前2者相比影響最??;而不同的水土保持措施中,植被結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,對地表徑流的影響就越大,效果也越明顯。
地表徑流;覆蓋物;水土保持措施;灰色關(guān)聯(lián)
地表徑流是洪水形成的主要條件,可以侵蝕地表土壤,從而改變徑流區(qū)地貌[1-2]。水土保持措施則可以使地表徑流的流速降低,使一部分徑流入滲地下,具有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)功能。不同的水土保持措施可以改善土壤滲水、阻水性能,從而起到保持水土、涵養(yǎng)水源、改善河流水文條件、減少洪澇災(zāi)害的作用[3]。目前,地表徑流影響因素有枯落物厚度、雨強(qiáng)、土地類型、灌草蓋度、土壤類型、土壤緊密度和土壤含水量、坡度等[4]。為了找出上述因素對地表徑流的影響程度和2者之間的關(guān)系,本文對覆蓋物和水土保持措施對地表徑流的影響進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。
試驗區(qū)位于某水土保持科技生態(tài)園,占地面積80hm2,平均土壤侵蝕模數(shù)為2948t/(km2·a)。輕度流失面積33.5hm2,占流失總面積的48.9%;中度流失面積7.1hm2,占流失總面積的10.4%;輕度流失面積27.9hm2,占流失總面積的40.7%;而水土流失總面積占園區(qū)總面積的85.6%。園區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均降雨量約1451.8mm,春夏雨量充沛,秋冬雨量較少,時空分布不均勻,最大降雨量1808mm,最小降雨量866mm。園區(qū)屬低丘崗地地貌單元,以水力侵蝕為主,屬紅壤地區(qū)。地層主要為新生界第四紀(jì)紅色粘土、近代沖積與殘積物、元古界泥質(zhì)巖,坡度在5°~25°之間,土壤主要為紅粘土和泥巖的風(fēng)化物,可分為輕粘土、中壤土和重壤土。
園區(qū)內(nèi)共修建了16個試驗小區(qū),本次選取1、2、4、8、10這5個小區(qū)作為試驗場地,將1、2、8、10小區(qū)依次采取措施1、措施2、措施3、措施4,并且將第4個裸露小區(qū)作為對照區(qū),編號為CK。每個小區(qū)的坡度均為12°,水平方向長為20m,水平方向?qū)?m,水平投影面積20m2,且四周設(shè)有圍埂,尾部有集水槽連接徑流池。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H,采取了不同的水土保持措施,見表1。
表1試驗區(qū)各小區(qū)處理措施
表征覆蓋物對地表徑流影響的參數(shù)主要有植被
表2地表徑流系數(shù)和植被狀況參數(shù)
由表2可以看出,前4個措施的灌木層蓋度基本相同,措施1和措施2的草本層蓋度和枯落物厚度較高,相應(yīng)的地表徑流系數(shù)較小,分析原因為地表的糙度增加,徑流速度變慢,入滲增多。為了將各個參數(shù)的量綱統(tǒng)一,對各參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)處理,結(jié)果見表3。
表3地表徑流系數(shù)和植被狀況參數(shù)均質(zhì)化處理結(jié)果
將植被參數(shù)與地表徑流參數(shù)相減,求得差值、最大差值和最小差值,然后進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)計算,其結(jié)果見表4。
表4不同小區(qū)植被參數(shù)與地表徑流系數(shù)間灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)
由表4可知,灌木層厚度與地表徑流的灰色關(guān)聯(lián)度為0.6505,草本層蓋度的為0.6908,枯落物的為0.7814?;疑P(guān)聯(lián)度越大,說明其與地表徑流的影響越大,由上面的結(jié)果可知,枯落物的影響最大,灌木層蓋度的影響最小。
水土保持措施對地表徑流的影響主要表現(xiàn)為降雨被林冠、枯落物截留分配,影響土壤中的水分遷移、改變地表和地下的水流條件,其影響過程較為復(fù)雜,不同的措施、不同的植被、不同的區(qū)域和季節(jié)會產(chǎn)生不同的影響。將植被參數(shù)與地表徑流參數(shù)相比較,然后進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)計算,其結(jié)果見表5。
從表5可知,不同水保措施與地表徑流的灰色關(guān)聯(lián)度存在著一定的規(guī)律,其中最大的是措施1為0.6129,最小的是措施4為0.5359,覆蓋越好的地表徑流越小,對地表徑流的影響越大。
通過對覆蓋物以及水土保持措施與地表徑流系數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)分析,得出了灌木層厚度與地表徑流的灰色關(guān)聯(lián)度為0.6505,草本層蓋度的為0.6908,枯落物的為0.7814??芍萋湮锏挠绊懽畲螅嗄緦由w度的影響最小。不同水保措施與地表徑流的灰色關(guān)聯(lián)度最大的是措施1(柑橘+百喜草全園覆蓋)為0.6129,最小的是措施4(柑橘+清耕)為0.5359,覆蓋越好,地表徑流越小,對地表徑流的影響越大。
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S157.2
B
1008-1305(2016)03-0100-02
10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.038
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2016-04-02
秦廣莉(1966年—),女,工程師。狀況系數(shù)和地表徑流系數(shù),其中地表徑流系數(shù)反映了自然地理要素對徑流的影響和降水轉(zhuǎn)化為徑流的比例;植被狀況參數(shù)則主要為灌木層蓋度、草本層蓋度和枯落物厚度等[5-8]。不同水土保持措施下的參數(shù)見表2。