黃草梁生態(tài)旅游區(qū)水土流失觀測(cè)研究

韓培義,王石會(huì)

(山西省管涔山國(guó)有林管理局,山西 寧武 036700)

生態(tài)旅游的快速發(fā)展不可避免地給旅游地帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。植被和土壤是旅游地生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分,對(duì)旅游干擾的反應(yīng)較為敏感,其狀況的變化可以在一定程度上反映出對(duì)旅游干擾的生態(tài)響應(yīng)。為此,從 2008年開(kāi)始對(duì)蘆芽山附近的黃草梁亞高山草甸及天然林內(nèi)旅游路徑的水土流失情況進(jìn)行了觀測(cè)研究。

1 黃草梁生態(tài)旅游區(qū)概況

黃草梁生態(tài)旅游區(qū)森林資源主要包括黃草梁亞高山草甸和天然次生林植被兩種類型。黃草梁亞高山草甸位于山西省寧武縣境內(nèi)的管涔山國(guó)家森林公園,面積約 230 hm2,海拔 2 600 m～ 2 722 m。 黃草梁亞高山草甸下部是以云杉為主的天然次生林,該林分樹(shù)種組成為 8云 2落;平均年齡近 90 a;平均樹(shù)高 19 m,平均胸徑 26 cm;活立木 855株 /hm2;郁閉度 0.8;蓄積量達(dá) 300 m3/hm2;坡度 15°～ 20°;土壤為棕色森林土壤。

黃草梁生態(tài)旅游業(yè)的興起,促使了當(dāng)?shù)卮迕窠?jīng)濟(jì)收入的增加。每年旅游季節(jié)到來(lái)時(shí),附近農(nóng)民趕著騾馬來(lái)到山下,以便部分游客騎騾馬上山。隨著游人的增加,騾馬對(duì)植被和土壤的踩踏越發(fā)嚴(yán)重。在黃草梁亞高山草甸區(qū)形成了 5條約幾百米長(zhǎng)的較大沖刷溝,以及斷斷續(xù)續(xù)的十幾條小沖刷溝。

2 研究方法

2.1 觀測(cè)點(diǎn)選擇

由于山地地形的復(fù)雜性、黃草梁草甸區(qū)和林地產(chǎn)生徑流的不確定性以及騾馬踐踏的隨意性,觀測(cè)點(diǎn)選擇在旅游公路旁林地和草甸區(qū)的徑流匯集點(diǎn),并在無(wú)騾馬踐踏的區(qū)域設(shè)置對(duì)照。

2.2 坡面徑流場(chǎng)設(shè)置

坡面徑流場(chǎng)規(guī)格:寬 5 m(與等高線平行),長(zhǎng)20 m(水平投影),水平投影面積 100 m2。

徑流場(chǎng)上部及兩側(cè)設(shè)置圍埂,下部設(shè)集水槽。

圍埂:其作用是固定徑流場(chǎng)集水面積。圍埂高30 cm,埋深 30 cm,厚 5 cm,用磚砌成 ,內(nèi)直外斜 ,并在外側(cè)設(shè)置保護(hù)帶。

集水槽:其作用是收集徑流小區(qū)的徑流。加蓋子,防止雨水進(jìn)入。

2.3 指標(biāo)測(cè)定

2.3.1 降雨量

用已知開(kāi)口面積的容器采集降雨,再用量筒得到該容器內(nèi)降雨的體積(m L),通過(guò)換算系數(shù)得到降雨量(mm)。

2.3.2 徑流深

每次降雨過(guò)后,計(jì)算集水槽內(nèi)雨水的體積,將該體積數(shù)除以徑流場(chǎng)面積,得到徑流深(mm)。

2.3.3 侵蝕量

每次降雨后,計(jì)算集水槽中的泥沙重量,將該重量數(shù)除以徑流場(chǎng)面積,通過(guò)換算得到侵蝕量(t/km2)。

2.4 數(shù)據(jù)處理

利用 Excel軟件處理數(shù)據(jù)、換算并制圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 徑流觀測(cè)統(tǒng)計(jì)

2008年 6月 14日至 2008年 9月 22日共觀測(cè)到降雨過(guò)程 19次,期間降雨量合計(jì)為 282.0 mm,研究區(qū)在多數(shù)降雨過(guò)程中發(fā)生了水土流失,而對(duì)照區(qū)沒(méi)有出現(xiàn)帶有泥沙的徑流。詳細(xì)降雨日期、降雨量、徑流深及侵蝕量 ,見(jiàn)表1。

由表1可知,降雨最多的 1次發(fā)生在 8月 20日至 22日,降雨量達(dá) 32.9 mm;日降雨量最多的 1次是8月14日,降雨量達(dá) 19.7 mm。徑流深、侵蝕量的大小與降雨量的變化基本相符。

3.2 徑流深與侵蝕量的變化

3.2.1 徑流深月變化

主要降雨期內(nèi),黃草梁生態(tài)旅游區(qū)徑流深月變化,如圖 1所示。

從圖1可知,在主要降雨期內(nèi),各月份累計(jì)徑流深依次為8月份＞9月份＞7月份＞6月份。徑流深越大越易形成水土流失,因此,應(yīng)在每年的8月份重點(diǎn)預(yù)防土壤侵蝕。其他月份也有出現(xiàn)大雨或者暴雨的可能,所以在整個(gè)降雨季節(jié)都要預(yù)防土壤侵蝕。

表1 2008年黃草梁生態(tài)旅游區(qū)水土流失觀測(cè)

圖1 徑流深月變化

3.2.2 侵蝕量月變化

主要降雨期內(nèi),黃草梁生態(tài)旅游區(qū)侵蝕量月變化,如圖 2所示。

圖2 侵蝕量月變化

圖 2顯示,8月份侵蝕量最高(2.63 t/km2),其次為 9月份,7月份,6月份,這與徑流深月變化相同。根據(jù)國(guó)家土壤侵蝕強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分,當(dāng)?shù)氐那治g量值 ＜200 t/(km2° a),則屬于土壤侵蝕強(qiáng)度的微度等級(jí)。黃草梁生態(tài)旅游區(qū)主要降雨季節(jié)的侵蝕量為 5.01 t/km2,但在好多區(qū)域還是出現(xiàn)了水土流失侵蝕溝。因此,保護(hù)自然區(qū)植被,防止水土流失侵蝕溝的擴(kuò)大和增多仍然是必要的。

3.3 不同降雨量下平均徑流深與侵蝕量的變化

3.3.1 不同降雨量下平均徑流深變化

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該地區(qū)降雨量進(jìn)行分級(jí),不同降雨量下平均徑流深變化,如圖 3所示。

圖3 不同降雨量下平均徑流深變化

由圖3可知,小雨時(shí)的平均徑流深為零,中雨時(shí)為 0.9 mm,大雨時(shí)為 2.1 mm。3種降雨量下的平均徑流深差異明顯,但是都比較小。

3.3.2 不同降雨量下平均侵蝕量變化

不同降雨量下平均侵蝕量變化,見(jiàn)圖 4。

圖4 不同降雨量下平均侵蝕量變化

由圖 4可見(jiàn),不同降雨量下的平均侵蝕量差距明顯 ,大雨時(shí)最大,為 0.84 t/km2。各降雨量下的土壤侵蝕量都比較小,這與當(dāng)年沒(méi)有出現(xiàn)暴雨也有一定關(guān)系。雖然如此,如不采取相應(yīng)措施,一旦出現(xiàn)土壤侵蝕,將會(huì)十分嚴(yán)重。

4 討論與結(jié)論

1)6月份至 9月份,在黃草梁旅游區(qū)沒(méi)有游客和騾馬固定行走的林地和草甸區(qū)內(nèi)未發(fā)生土壤侵蝕現(xiàn)象,也未形成水土流失侵蝕溝。

2)在黃草梁旅游區(qū),降雨季節(jié)各月份累計(jì)降雨量、徑流深及侵蝕量依次為8月份＞ 9月份＞ 7月份＞6月份,其中 8月份的徑流深和侵蝕量最大,分別為6.6 mm和2.63 t/km2。在行人臺(tái)階兩側(cè)的林地和草甸,凡是騾馬經(jīng)常踐踏的地段,如遇降雨,多要發(fā)生水土流失,并且水土流失強(qiáng)度隨著降雨強(qiáng)度、旅游旺季的游客人數(shù)、兩次降雨過(guò)程間隔期的增加而增加。游人和騾馬的踩踏使得土壤堅(jiān)實(shí)和板結(jié),土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞,滲透力降低,地表徑流加大,土壤侵蝕加重。同時(shí),頻繁的踩踏使得森林的枯枝落葉層保留甚少或者難以保留,土壤有機(jī)質(zhì)下降,水分減少,林分質(zhì)量降低。

3)觀測(cè)當(dāng)年沒(méi)有出現(xiàn)暴雨,小雨時(shí)的平均徑流深為零,中雨時(shí)為 0.9 mm,大雨時(shí)為 2.1 mm。各降雨量下的平均侵蝕量差距明顯,證明植被破壞嚴(yán)重。各月侵蝕量都比較小,累計(jì)侵蝕量屬于土壤侵蝕強(qiáng)度的微度級(jí)別。雖然如此,土壤侵蝕溝一旦形成,如不采取相應(yīng)措施,土壤侵蝕將越發(fā)嚴(yán)重。

4)黃草梁旅游區(qū)草甸和林地形成水土流失侵蝕溝,導(dǎo)致原生植被的破壞,其主要和直接原因是游客踩踏和騾馬的踐踏。在草甸上和林地中控制騾馬的踐踏,鋪設(shè)專用的行人步道已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)黃草梁旅游區(qū)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的首要工作任務(wù)。

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