宋朝忠 陳超

摘 要 位于重慶市永川區(qū)的勤儉水庫(kù)水土流失監(jiān)測(cè)點(diǎn)是全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)之一，設(shè)6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)。報(bào)道勤儉水庫(kù)水土流失監(jiān)測(cè)點(diǎn)2018—2021年對(duì)降水、土壤、植被、作物產(chǎn)量、徑流泥沙等因子的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明：1）土壤流失量相較于徑流深和徑流系數(shù)指標(biāo)更敏感，數(shù)值波動(dòng)較大。2）喬木林地土壤保水能力較好，受外界氣候變化影響較小；常年農(nóng)耕的土壤含水量受年際降水影響較大，土壤保水能力較差；坡改梯、水保林的水土保持效果較好；經(jīng)果林、順坡豎壟耕作和等高橫壟耕作等措施水土保持效果較差。3）坡耕地土壤流失量遠(yuǎn)大于林草地土壤流失量。最后提出了對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞 水土保持；水土流失因子監(jiān)測(cè)；勤儉水庫(kù)；重慶市永川區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：S157.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.19.031

水土保持是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。水土保持監(jiān)測(cè)作為水土保持的重要組成部分，在政府決策、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和社會(huì)公眾事務(wù)中發(fā)揮著重要作用。2004年，勤儉水庫(kù)水土流失監(jiān)測(cè)點(diǎn)在重慶永川建成，為全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)之一，設(shè)6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要監(jiān)測(cè)記錄降雨、土壤、植被、作物生長(zhǎng)狀況及產(chǎn)量、徑流泥沙等。多年來(lái)收集了大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，整理、分析這些監(jiān)測(cè)成果，可為當(dāng)?shù)厮亮魇е卫硖峁├碚撘罁?jù)。

1? 基本情況

勤儉水庫(kù)水土流失監(jiān)測(cè)點(diǎn)由重慶市水土保持監(jiān)測(cè)總站永川分站管理，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)自2004年投入運(yùn)行以來(lái)，進(jìn)行了逐年升級(jí)改造。站點(diǎn)采用輪式徑流泥沙自動(dòng)采集器采集泥沙樣品，多參數(shù)土壤水分傳感器測(cè)量土壤水分。

6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)規(guī)格為長(zhǎng)20 m、寬5 m、坡度20°、坡向135°，土層厚度為100 cm，基巖為頁(yè)巖。各標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)除水保措施、作物種類(lèi)、耕作方式不同外，其他參數(shù)均為一致。1#小區(qū)為農(nóng)地，水保措施為石坎坡改梯；2#小區(qū)為林地，水保措施為經(jīng)果林；3#小區(qū)為林地，水保措施為水保林；4#小區(qū)為農(nóng)地，水保措施為順坡豎壟耕作；5#小區(qū)為人工草地；6#小區(qū)為農(nóng)地，水保措施為等高橫壟耕作。1#、4#和6#小區(qū)植被為玉米和紅薯，5#小區(qū)植被為黑麥草，2#、3#小區(qū)植被分別為枇杷樹(shù)、松樹(shù)；玉米為條狀點(diǎn)播，紅薯為穴播，枇杷樹(shù)、松樹(shù)為穴植，黑麥草為幼苗移栽。

監(jiān)測(cè)設(shè)備有：遙測(cè)雨量計(jì)1臺(tái)、徑流泥沙自動(dòng)采集系統(tǒng)（EL-RS）6套、徑流泥沙人工采集11孔一級(jí)分水箱和集流池6套、便攜式植被覆蓋度攝影測(cè)量?jī)x1套、多參數(shù)土壤水分傳感器6套、土壤水分速測(cè)儀1套、烘干箱2個(gè)、電子秤1臺(tái)、采樣瓶及泥沙盒100余個(gè)等。

2? 監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法

2.1? 降水監(jiān)測(cè)

降水監(jiān)測(cè)指標(biāo)有逐日降水量、降水過(guò)程、最大I30（30 min雨強(qiáng)）、降雨侵蝕力等。監(jiān)測(cè)時(shí)段為全年。監(jiān)測(cè)設(shè)備為數(shù)字自記雨量計(jì)，分辨率為0.5 mm。

監(jiān)測(cè)方法：降水時(shí)自動(dòng)記錄雨量，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器本地存儲(chǔ)并發(fā)送至數(shù)據(jù)接收服務(wù)器。當(dāng)降雨發(fā)生時(shí)，自記雨量計(jì)將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收服務(wù)器。若無(wú)產(chǎn)流，則定時(shí)每1 h發(fā)送1次累計(jì)徑流量。

2.2? 土壤監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)指標(biāo)為土壤理化性質(zhì)，包括土壤物理性質(zhì)：土壤容重、土壤含水量、土壤粒度[1]；土壤化學(xué)性質(zhì)：全氮、全磷、全鉀、有機(jī)質(zhì)。土壤含水量采用多參數(shù)土壤水分傳感器自動(dòng)監(jiān)測(cè)或者采樣烘干法測(cè)定，分別在每月的月初（1號(hào)）、月中（15號(hào)）測(cè)量1次，其間若有降水產(chǎn)流則加測(cè)。

土壤含水量采用多參數(shù)土壤水分傳感器自動(dòng)監(jiān)測(cè)或者采樣烘干法測(cè)定，其余土壤理化性質(zhì)指標(biāo)委托第三方單位檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容及方法見(jiàn)表1。

2.3? 植被監(jiān)測(cè)

每月1日和15日，采用便攜式植被覆蓋度攝影測(cè)量?jī)x、目測(cè)法及皮尺分別對(duì)植被覆蓋度、郁閉度、植被高度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.4? 作物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)

作物產(chǎn)量主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)為秸稈產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量。在作物收獲時(shí)采用樣方測(cè)量法，主要對(duì)每種作物的樣本株數(shù)、樣本鮮重、樣本干重、籽粒干重等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，計(jì)算作物產(chǎn)量及秸稈產(chǎn)量。監(jiān)測(cè)點(diǎn)從2021年開(kāi)始對(duì)作物產(chǎn)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此本文只對(duì)2021年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不作對(duì)比。

2.5? 徑流、泥沙監(jiān)測(cè)

徑流、泥沙監(jiān)測(cè)設(shè)備為徑流自記儀、分水箱、集流池。

采用徑流自記儀和人工量測(cè)校核相結(jié)合的方法測(cè)定徑流量[2]。每次降水各小區(qū)產(chǎn)生的徑流先進(jìn)入徑流自記儀，再全部進(jìn)入一級(jí)分水箱和集流池，自記儀自動(dòng)監(jiān)測(cè)每次降水產(chǎn)生的徑流量發(fā)送到采集系統(tǒng)終端，洪峰流量測(cè)定范圍0.3～2.0 L·s-1，測(cè)流范圍≥3 L，流量測(cè)定誤差小于3%，傳輸方式為電腦傳輸和通過(guò)GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，降水結(jié)束后對(duì)分水箱和集流池收集的徑流量用體積法測(cè)量，用以校核自動(dòng)觀測(cè)徑流量。

采用徑流自記儀自動(dòng)采樣與分水箱、集流池人工采樣相結(jié)合的方法測(cè)定泥沙量。自動(dòng)采樣泥沙含量測(cè)量誤差小于1%，采樣比例為徑流自記儀翻斗每翻1次取樣1%～1.5%，模式為無(wú)動(dòng)力自動(dòng)采樣。泥沙量測(cè)定采用取樣滴定沉淀烘干法，采取攪拌舀水取樣法進(jìn)行取樣，把每個(gè)小區(qū)的泥沙樣攪勻，分別用500 mL的取樣瓶取3個(gè)樣，帶回實(shí)驗(yàn)室倒入編了號(hào)的泥沙盒，滴定沉淀后倒掉上清液，放入110 ℃烘箱里烘干至恒重，冷卻后稱(chēng)烘干重，計(jì)算得出泥沙量。

3? 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1? 降水量

根據(jù)自記雨量記記錄的降水資料，2018—2021年永川區(qū)勤儉水庫(kù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)降水日數(shù)、降水量等主要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

通過(guò)比較分析2018—2021年各月份降水天數(shù)、降水量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在區(qū)域各年份5—10月為雨季，降水天數(shù)明顯較其他月份多，但5—10月存在一個(gè)先減后增的現(xiàn)象，可能這是由于7—8月屬于夏季最熱的時(shí)段，降水頻率也相對(duì)變低。而從降水量的數(shù)據(jù)可以看出，各年份降水一般集中在7—8月。因此，在5—6月和9—10月應(yīng)注意降水頻率變高的影響，7—8月注意雨強(qiáng)變大、日降水量增大的情況。另外，某些年份（2020年）降水天數(shù)和降水量可能存在著較其他年份突出增加的現(xiàn)象，甚至可能出現(xiàn)累計(jì)降水月最大值不在雨季內(nèi)，發(fā)生這種降水異常增多現(xiàn)象不可預(yù)計(jì)、不可避免，在開(kāi)展水土保持活動(dòng)中應(yīng)隨時(shí)做好應(yīng)對(duì)突發(fā)暴雨等極端情況的應(yīng)急準(zhǔn)備工作。

3.2? 土壤理化性質(zhì)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)2018年以來(lái)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土壤含水量，其余土壤物理和化學(xué)性質(zhì)從2021年開(kāi)始監(jiān)測(cè)，本文僅對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3.2.1? 土壤平均含水量

2018—2021年各小區(qū)土壤平均含水量變化情況見(jiàn)表3。

分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，各小區(qū)土壤平均含水率除受小區(qū)種植植物種類(lèi)（喬木、農(nóng)作物）影響外，還受年際降水量的影響。種植喬木的小區(qū)土壤含水量明顯較種植農(nóng)作物小區(qū)受年際降水影響小，使得土壤保水能力有一定提升，受外界氣候變化影響較?。欢L(zhǎng)期農(nóng)耕的小區(qū)土壤含水量受年際降水影響較大，土壤保水能力也較差。

3.2.2? 土壤粒度

2021年土壤粒度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

一般認(rèn)為，黏粒含量高低與土壤肥沃程度相關(guān)，且黏粒含量適中的壤土的保水保肥效果好；砂粒含量高表現(xiàn)為土壤透水性能較好，宜耕期長(zhǎng)，養(yǎng)分轉(zhuǎn)換快。合理的砂、粉、黏比例能提高土壤保水保肥效果，更有利于作物生長(zhǎng)[3]。分析表4觀察數(shù)據(jù)認(rèn)為，規(guī)律性尚不明顯。

3.2.3? 土壤容重及養(yǎng)分

2021年各小區(qū)土壤容重及全氮、全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

綜合容重、全氮、全磷、全鉀和有機(jī)質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)，可見(jiàn)5#、6#小區(qū)土壤理化性質(zhì)最好，較適合植物生長(zhǎng)。5#小區(qū)為林草措施小區(qū)-草地，6#小區(qū)為農(nóng)業(yè)措施小區(qū)-等高橫壟耕作，5#小區(qū)人為擾動(dòng)少，整體土壤環(huán)境更接近于自然草地，6#小區(qū)雖人工擾動(dòng)大，但施肥多、等高橫壟耕作對(duì)保持土壤水肥有一定優(yōu)勢(shì)。

3.3? 植被特征

監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)：6個(gè)監(jiān)測(cè)小區(qū)中，1#、4#、5#、6#小區(qū)在每年的3—4月播種玉米并開(kāi)始生長(zhǎng)，7月達(dá)到最高覆蓋度和作物高度；5—6月種紅薯，并逐漸開(kāi)始匍匐牽藤，10—11月收紅薯時(shí)，覆蓋度達(dá)最高值；5#小區(qū)種黑麥草，春季種下、夏秋季割草，以此往復(fù)，夏季植被覆蓋度最高；2#小區(qū)種枇杷，在春末夏初修枝，夏季收獲，夏季收獲前植被覆蓋度最高（一般達(dá)55%～65%），此時(shí)植被高度達(dá)3.8 m；3#小區(qū)為松樹(shù)林，松樹(shù)為常青樹(shù)，2004年開(kāi)始種植，2018—2021年松樹(shù)林郁閉度基本保持75%，樹(shù)高平均6.0 m。

3.4? 作物產(chǎn)量

2021年作物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

由表可見(jiàn)，1#、4#和6#小區(qū)同種植玉米和紅薯，最終糧食產(chǎn)量表現(xiàn)為1#小區(qū)＞6#小區(qū)＞4#小區(qū)，生物量6#小區(qū)最高。5#小區(qū)種植黑麥草，牧草產(chǎn)量達(dá)到7 500 kg·hm-2。1#小區(qū)作物產(chǎn)量最高，其次為6#小區(qū)。因此，實(shí)施水保工程措施石坎坡改梯較農(nóng)業(yè)措施更能使農(nóng)作物增產(chǎn)，同為農(nóng)業(yè)措施，等高橫壟耕作相較順坡豎壟耕作植物生長(zhǎng)情況更好。

3.5? 徑流、土壤流失

各徑流小區(qū)逐年徑流泥沙數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

分析觀測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以看出：各年份徑流小區(qū)產(chǎn)流產(chǎn)沙情況受降水量、降雨侵蝕力及各小區(qū)不同水保措施的影響。其中，實(shí)施工程措施-石坎坡改梯、林草措施-水保林的1#小區(qū)和3#小區(qū)產(chǎn)流產(chǎn)沙量最小，達(dá)到了較好的保持水土的效果；2#、4#、6#小區(qū)分別實(shí)施“林草措施-經(jīng)果林”“農(nóng)業(yè)措施-順坡豎壟耕作”“農(nóng)業(yè)措施-等高橫壟耕作”，水土保持效果較差，主要原因是這些小區(qū)常受人為擾動(dòng)。

此外，2020年降水量、降雨侵蝕力較其他年份高，該年各小區(qū)產(chǎn)流產(chǎn)沙次數(shù)也增多，所有小區(qū)均在2020年達(dá)到最大產(chǎn)流產(chǎn)沙次數(shù)。2020年徑流深、徑流系數(shù)及土壤流失量指標(biāo)也較其他各年顯著大，最大者超出10倍（1#小區(qū)2020年與2019年徑流深，6#小區(qū)2020年與2019年徑流系數(shù)）。2#、6#小區(qū)在各年份產(chǎn)流產(chǎn)沙次數(shù)最多，2#、4#、6#小區(qū)徑流深、徑流系數(shù)及土壤流失量指標(biāo)相較其他小區(qū)大；1#小區(qū)在各年份產(chǎn)流產(chǎn)沙次數(shù)最少，1#、3#小區(qū)徑流深、徑流系數(shù)及土壤流失量指標(biāo)相較其他小區(qū)小。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，土壤流失量相較徑流深和徑流系數(shù)指標(biāo)都更敏感，數(shù)值波動(dòng)較大，2018—2021年所有數(shù)據(jù)中最大的達(dá)3.066 t·hm-2，最小的僅0.002 t·hm-2，達(dá)到數(shù)量級(jí)變化。

4? 結(jié)論與建議

4.1? 結(jié)論

降水量是造成水土流失的最重要因素之一[4]。2020年的年降水量、年降水天數(shù)、最大月降水量、最大日降水量、最大次降水量均比其他年份高，降雨侵蝕力是其他年份的2～3倍，徑流深、徑流系數(shù)及土壤流失量指標(biāo)也較其他各年顯著增高，最高甚至高出14倍多。土壤流失量相較于徑流深和徑流系數(shù)指標(biāo)更敏感，數(shù)值波動(dòng)較大，監(jiān)測(cè)時(shí)段中最大值3.066 t·hm-2，最小值0.002 t·hm-2，相差1 500余倍。

喬木林地土壤保水能力較好，受外界氣候變化影響較小。常年農(nóng)耕的土壤含水量受年際降水影響較大，土壤保水能力較差。

坡改梯、水保林的水土保持效果較好；經(jīng)果林、順坡豎壟耕作和等高橫壟耕作等措施水土保持效果較差；坡耕地土壤流失量遠(yuǎn)大于林草地土壤流失量，特別是順坡耕種的坡耕地，相同條件下是林草地流失量的98倍。

4.2? 建議

減輕坡耕地水土流失最有效的方法是貫徹國(guó)家退耕還林（草）政策，對(duì)陡坡（＞25°）荒地和耕地，一律實(shí)施退耕還林還草還果，采取適地適樹(shù)適草的原則，草灌先行，喬灌草結(jié)合；對(duì)無(wú)法退耕的斜坡（15°～25°）耕地和緩坡（6°～15°）耕地，采取坡改梯或坡改緩，減小耕作面坡度；對(duì)坡度較小的平坡（≤6°）耕地，實(shí)施保土耕作措施，如等高橫壟耕作、等高帶狀間作、溝壟耕作等，在耕作面上改變微地形，增加植被覆蓋，增加土壤有機(jī)質(zhì)和抗侵蝕力，推行糧油輪作、水旱輪作、種養(yǎng)循環(huán)、間種、套種、少耕、免耕等，提高保土保水保肥能力；對(duì)郁閉度較小的疏林、幼林進(jìn)行補(bǔ)種和封禁治理，采取有力措施增加林草植被；加強(qiáng)水土保持預(yù)防監(jiān)督管理，實(shí)行開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案報(bào)批制度及“三同時(shí)”制度，有效遏制人為造成新的水土流失。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）