水土保持综合措施在红壤坡地的应用研究

常　清

(桓仁满族自治县水务局，辽宁 桓仁 117200)



水土保持综合措施在红壤坡地的应用研究

常清

(桓仁满族自治县水务局，辽宁 桓仁 117200)

摘要：红壤是我国重要的土壤资源，由于生产建设项目的不断开发，地表的土壤、植被遭到破坏，土壤裸露面积增大，会加剧区域内的水土流失。因此，通过比较不同水土保持措施的减流减沙效果，实践表明科学合理配置不同层次的植被，能够获得不错的减流减沙效果，且具有推广的现实意义。

关键词：水土保持；减流减沙；红壤坡地；植被

1红壤坡地的研究区域概况

因为江西是我国红壤中心地带，可以作为典型的红壤坡地研究区域，地带性植被类型主要常绿阔叶林、山地针叶林及针叶林等。土壤为第四季红壤，泥质岩类风化物为主要的成土母质。具体试验地设在江西水土保持生态科技园，江西省属亚热带湿润季风气候区，侵蚀红壤的主要外营力为降雨，而分散和冲刷是降雨对红壤侵蚀的两种主要表现形式，长期的实践观察发现，冲刷造成的侵蚀强度远超于分散强度。可以说，土壤侵蚀的主导因子，主要是降雨造成的地表径流对土壤的冲刷作用。为了解各类水土保持措施在减流减沙方面的作用，本次研究采用了标准径流场实测的方法，以便为所构建的水土保持综合措施的科学性和合理性提供更多参考和依据[1-2]。

2研究方法与径流区域设计

在研究区域内一致选择坡度13°、坡向一样的红壤分布区域，布置了8个水平投影面积(5×20m)标准径流研究区域。对照组全园裸露，植被覆盖度0；除对照组外另设覆盖组、梯田组、耕作组及果园清耕组共4个实验组。这8个研究组设计的小区，布置的径流区域，其径流和泥沙可依靠径流槽，能够实现进入径流池的目的。详细布置情况可看表1。

表1　小区编不同水土保持措施

3观测指标选取原则与内容

主要着重全面性、典型性、实用性、可操作性及相对独立性。即为了能够科学更全面反映研究径流区域水土流失状况、水土保持防治效益及水土流失严重程度，因此在实践工作中，主要选取了地表径流、降雨、气象等观测指标[3]。同时，选取观测的指标，能够有效为实际观测工作带来便利，极大限度避免指标之间的重叠区域，具体观测指标内容与方法如下：

3.1　径流、泥沙指标观测

当降雨产流停止后，均匀搅拌径流内泥水，为了获得相对合理的样本数据，分上层、中层、下层逐一取样，从而再测量径流量和泥沙量。

3.2　降雨指标观测

为获得相对稳定的雨量，所以研究前，确定好固定的雨量点，并将虹吸式雨量记录的方法应用于大气降水的记录过程中，最后再根据相关数据需求求出降雨强度和降雨量等。

3.3　气象指标观测

为使研究获得数据趋于科学性，统一根据国家正规气象台站要求的常规气象要素观测方法，具体观测要素包括日照、水面蒸发、气压、温度、气温、风速。

3.4　观测结果统计

对上述进行研究所获得的观测数据，定量分析统一应用方差分析和多重比较这2种方法。

4研究区域的观测结果与分析

4.1　降雨特征分析

长达5 a的定位观测期间，降雨总量为7 309.6 mm，平均雨强1.491 mm/m。具体即从2006.1—2010.12降雨场次共计745场，降雨时长共达4 936.3 h。研究区域的降雨特征表现为：雨水丰沛，年际间降雨量分析呈现不均匀状况，有枯燥相对缺水年和充沛水资源年之分。

表2　2006—2010年降雨相关指标

4.2　减流效果分析

4.2.1地表径流分析

根据2006—2010年实际测量所得的8个研究区域地表总径流情况我们可以得出以下结论：

1)产流共190次，第Ⅰ号对照组的研究区域产流总量为259.56 m3，为8个研究区域最大者；第Ⅴ号小区为7.12 m3，为8个研究区域最小者。

2)8个研究区域年平均产流由小到大依次排序为Ⅷ<Ⅵ<Ⅶ<Ⅱ<Ⅷ<Ⅲ<Ⅳ<Ⅰ，这在一定程序上说明草类植被覆盖的减流效果明显有突出优势。

3)Ⅴ号研究区域5年产生径流量共7.12 m3，其地表植被为柑橘+百喜草全园覆盖。

4)Ⅵ号研究区域植被组成与Ⅴ号相同，最大不同点在于覆盖度，Ⅵ号研究区域比Ⅴ号少20%，其产流量也相对高些。

5)Ⅰ号研究区域的径流量为Ⅴ号的36倍多；而Ⅷ号研究区域总径流量70.105 m3为Ⅴ号区域的近10倍，其近地面无草类植被覆盖。由以上观测结果分析可知：对地表径流影响比较大的是近地面植被。

6)Ⅶ号、Ⅷ号研究区域是梯田组，从观测可知Ⅷ号产流为Ⅶ号的近2.5倍，其中，前者所采用的布置方式为梯面、梯壁裸露，后者所采用的布置方式为梯面裸露、梯壁植草。由这一结果我们可以看出，在其余条件完全相同的情况下，梯壁植草的做法在减少地表径流方面的作用更为显著[4]。

7)Ⅱ号研究区域和Ⅲ号研究区域区别在于耕作方式不同，即Ⅲ号采用顺坡耕作和Ⅱ号采用等高耕作，两者的农作物均为柑橘间种，但Ⅲ号总径流量为Ⅱ号的1.6倍多。二者在径流量方面之所以存在差异，究其原因，主要是地面的糙度会因为高耕作而大幅增加，受此影响，地表水流的流速会出现一定程度的降低，从而使土壤入渗增加。

4.2.2减流效果比较分析

以Ⅰ号研究区域的径流量为对照组(该组最大区别在于完全裸露)与其它7个实验的观测数据进行比较，结果表明，8个研究区域减少降雨径流效果由小到大依次排序为：Ⅳ号<Ⅲ号<Ⅷ号<Ⅱ号<Ⅶ号<Ⅵ号<Ⅴ号；Ⅴ号研究区域和Ⅵ号研究区域减流率都能达到95%以上，两者在减少降雨径流的效果最突出，其他研究区域(除Ⅳ号外)减流率效果都能达到50%以上[5-7]。

在减少降雨径流的效果方面，各类措施按照由小到大的次序排列为：柑橘清耕作<柑橘+耕作<柑橘+梯田<柑橘+百喜草，由此我们可以清晰的看出，综合水土保持措施在减少降雨径流效果方面的作用要优于单一措施。

为了进一步实例验证，选取SPSS软件的多重比较检验方法，即在置信区为95%的条件下，发现如下结果：Ⅴ号研究区域、Ⅵ号研究区域之间没有显著性差异，但它们却与Ⅳ号、Ⅲ号、Ⅰ号研究区域都存在显著性差异。

这一实例检验说明相同的措施、不同的实施方式尽管有着差异性效果，但并不突出，而不同措施的效果差异则存在显著性[8]。

4.3　减沙效果分析

泥沙流失量分析：2006—2010年实际测量所得的8个研究区域的产沙观测结果，具体数据见表3，从中可得出以下结论：整体上8个研究区域产沙量由小到大依次为：Ⅴ号<Ⅵ号<Ⅶ号<Ⅷ号<Ⅱ号<Ⅲ号<Ⅳ号<Ⅰ号，可见Ⅰ号研究区域的产沙量总量最多。

由此可分析得出：

1)与对照组比较，Ⅶ号研究区域和Ⅷ号研究区域的减沙率达85%以上，证明水土保持坡面工程的实施能够带来非常满意的水土保持效果；而比较Ⅶ号和Ⅷ号，则发现Ⅷ号研究区域产沙量为Ⅶ号研究区域的32倍多，这又表明梯壁植草减沙效果突出。

2)Ⅴ号研究区域和Ⅵ号研究区域减沙率几乎达100%，这表明近地面草被覆盖度越高，其减沙效果也相应有所提高。

3)Ⅱ号研究区域比Ⅲ号研究区域的减沙效果要好，表明横坡耕作能有效减沙，防止土壤侵蚀。

4)Ⅳ号研究区域地表的减沙效果(38%)，明显远远落后于Ⅴ号和Ⅵ号，其近地面无草类覆盖，只有柑橘树，可见采用不同的耕作方式，产生的减沙效果也会大不同。

整体上，可知单一结构的水土保持措施在减沙效果方面，明显差于多结构的水土保持措施。

表3　各区泥沙量年度分配　kg

5结语

综上所述，通过实验组与对照组进行多项比较分析，发现与裸露研究区域比较，采取水土保持措施，尤其采用综合措施的研究区域，在减流减沙方面所获得的效果明显优异于对照组，这也说明多组合、多结构、不同层次植被优化配置的水土保持措施更具优势。

参考文献：

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[2]杨曾平,徐明岗,聂军,郑圣先,高菊生,谢坚,廖育林.长期冬种绿肥对双季稻种植下红壤性水稻土质量的影响及其评价[J].水土保持学报，2011(03)：56.

[3]汪金平,曹凑贵,张卫健.南方红黄壤不同类型区旱地水热资源差异及种植对策[J].农业现代化研究，2005(04)：121-122.

[4]吴学文,严义.江西防旱抗旱对策思考[J].江西水利科技，2008(02)：23-24.

[5]李新虎,张展羽,杨洁,张国华,王斌,王超.红壤坡地不同生态措施地下径流养分流失研究[J].水资源与水工程学报,2010(02):25-26.

[6]王辉,王全九,邵明安,李裕元.表土结皮影响坡地产流产沙及养分流失的试验研究[J].水土保持学报,2008(04):105-108.

[7]黄河仙,谢小立,王凯荣,殷芙蓉.不同覆被下红壤坡地地表径流及其养分流失特征[J].生态环境,2008(04):56.

[8]张展羽,张国华,左长清,李小强.红壤坡地不同覆盖措施的水土保持效益分析[J].河海大学学报:自然科学版,2007(01):55-57.

[作者简介]常清(1969-)，男，辽宁桓仁人，工程师 ，从事水利工程项目建设管理工作。

[收稿日期]2015-06-28

中图分类号：S157

文献标识码：B

文章编号：1007-7596(2015)08-0033-03