小開河引黃泥沙堆積區綜合修復措施的改土效應評價

王景元，劉翠麗，王興霞，王　力，李勇強

（1.濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州　256600；2.濱州市水利局，山東 濱州　256600）

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小開河引黃泥沙堆積區綜合修復措施的改土效應評價

王景元1，劉翠麗1，王興霞2，王力1，李勇強1

（1.濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州256600；2.濱州市水利局，山東 濱州256600）

摘 要：黃河是高含沙河流，引黃必然引沙，小開河引黃灌區沉沙池的清淤棄土區多年累計了大量泥沙，又稱泥沙堆積區，因缺乏植被保護，土地沙化和水土流失現象特別嚴重。2011年采取工程技術及配套生物修復措施進行了綜合治理并跟蹤監測，探討了泥沙堆積區不同植被類型對土壤有機質含量的影響和對土壤速效N、P、K含量的影響，對引黃泥沙的綜合治理具有指導意義。

關鍵詞：綜合措施；監測方法；有機質影響；速效N、P、K影響

小開河引黃灌區（117°42′～118°04′E，37°17′～38°03′N）位于黃河下游利津水文站上游60 km，隸屬黃河三角洲腹地，灌區屬黃河沖積平原，屬半干旱、半濕潤季風氣候，年均降水量584 mm，6—9月平均降水量457 mm，占全年的78.25%；平均水面蒸發量1 154 mm，平均氣溫12.3℃，極端最低氣溫-22.7℃，極端最高氣溫40.8℃，平均無霜期210 d，年光照時數2 400～2 700 h。

小開河引黃灌區采取長距離輸沙技術，沉沙池建在距離渠首51.3 km處，集中沉沙、以挖待沉。由于每年清淤30萬m3，66.1 hm2的棄土場堆積了大量泥沙，高出地面2～3 m，因缺乏植被保護，土地沙化和水土流失現象特別嚴重。

1　綜合治理措施實施

在泥沙堆積區內，對清淤棄土區進行網格化封閉筑堤，棄土區四周建立擋土壩，既作排淤圍堰，又作綠化平臺，營建喬木、灌木及草本的立體配置模式，水平配置以混交林營建為主，做到防風固沙。網格間的地塊用來種植農作物，秋末莊稼收獲后對部分堆積泥沙外運進行資源化利用，或用來填筑路基、園林綠化、農村建設，顆粒較細的用來燒磚，然后清淤時用泥漿泵清淤棄土，并盡量淤平。春秋進行農業種植，增加植被覆蓋率，做到清淤、改土、用土、種植良性循環。

1.1工程措施

建立棄土場，將沉沙池內的清淤泥沙引入棄土場地，全面平整后進行地塊分割，以利于農林經營；在棄土場內根據實際地形，每隔200～250 m設置1道分割壩，壩頂寬3.0 m，壩高2.5 m，外坡1∶2；在棄土場四周建立擋土圍壩，壩頂寬5.0 m，壩高3.0 m，外坡1∶2。這樣一來，泥沙堆積形成12個長200～300 m、寬200～250 m的網格池。

1.2生物措施

在網格池內進行農林間作，農作物以玉米、棉花、花生和大豆為主，主要采取對外承包模式，鼓勵群眾采用覆膜保墑、保土保肥種植方式；喬木樹種以速生楊樹為主，株行距為3.0 m×3.0 m，密度為1 100 株/hm2，隨著樹木郁閉度的增加，逐漸擺脫農作物的種植。擋土壩上進行喬灌草混交模式的栽植，喬木樹種以刺槐、白蠟為主，株行距平均為3.0 m×3.0 m，密度為1 100株/hm2；灌木樹種以紫穗槐、連翹為主；擋土壩外坡植草固坡，草本種類以當地的狗尾草、地黃等為主。

2　監測方法

以不同工程措施及配套生物修復措施下的典型植被為研究對象，并以侵蝕區內的裸地作為對照，主要分析不同植被類型下的防風固沙、蓄水保土改土功能。

在泥沙堆積區內選取典型工程技術及配套生物修復措施下的不同樣地，具體樣地類型見表1。

表1 試驗樣地概況

選取楊樹+花生農林間作和大豆農田作為研究對象，同時選取棄土場外圍圍堰上的刺槐純林作為研究對象，并以該區的裸地作為對照。

侵蝕區內，在各植被類型標準地內，分別選取200～300 m2不等的標準樣地3個，在各樣地內按S形均勻布設4個試驗樣點，分0～20、20～40 cm2層進行分層采樣，土壤樣品風干后測定土壤理化性質。

3　泥沙堆積區土壤養分功能改善

3.1不同植被類型對土壤有機質含量的影響

由圖1可知，在泥沙堆積區，不同植被類型土壤有機質含量均值表現為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農林間作、農作物大豆土壤有機質含量分別是裸地的4.92、4.14和4.87倍。各植被類型下，土壤表層的有機質含量明顯高于20～40 cm土層。

圖1　泥沙堆積區不同植被類型下的土壤有機質含量

3.2不同植被類型對土壤速效N、P和K含量的影響

由圖2可知，在泥沙堆積區，不同植被類型土壤速效N含量均值表現為楊樹+花生>大豆>刺槐>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農林間作、農作物大豆的土壤速效N含量分別是裸地的1.94、2.72和2.63倍。各植被類型下，土壤表層的速效N含量明顯高于20～40 cm土層。由圖3可知，不同植被類型土壤速效P含量均值表現為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農林間作、農作物大豆土壤速效P含量分別是裸地的2.65、3.80和4.34倍。各植被類型下，土壤表層的速效P含量明顯高于20～40 cm土層。

圖2　泥沙堆積區不同植被類型下的土壤速效N含量

圖3　泥沙堆積區不同植被類型下的土壤速效P含量

圖4　泥沙堆積區不同植被類型下的土壤速效K含量

由圖4可知，在泥沙堆積區，不同植被類型土壤速效K含量均值表現為刺槐>大豆>楊樹+花生>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農林間作、農作物大豆土壤速效K含量分別是裸地的3.67、2.46和3.06倍。各植被類型下，土壤表層的速效P含量明顯高于20～40 cm土層。

4　結論

在泥沙堆積區，不同植被類型土壤有機質含量表現為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地；土壤速效N含量表現為花生+楊樹>大豆>刺槐>裸地；土壤速效P含量表現為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地；土壤速效K含量表現為刺槐>大豆>花生+楊樹>裸地。各植被類型下，土壤有機質及速效養分含量土壤表層明顯高于20～40 cm土層。改善土壤養分能力農作物大豆、楊樹+花生農林間作較好，而刺槐純林較差。

參考文獻

［1］夏青，尚潤陽.植被覆蓋對土壤水蝕的影響評價［J］.海河水利，2014（2）：1.

［2］韓鵬，李秀霞.黃河流域土壤侵蝕及植被水保效益研究［J］.應用基礎與工程科學學報，2008（2）：4.

中圖分類號：S157.2

文獻標識碼：B

文章編號：1004-7328（2016）01-0046-03

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.01.017

收稿日期：2015—10—23

基金項目：山東省重大水利科研與技術推廣項目（SDSLTG201225）

作者簡介：王景元（1961—），男，研究員，主要從事引黃灌區管理工作。