傅 正
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不同水土保持措施對水土流失的影響分析
傅正
水土保持監測是水生態監測中的一個重要組成部分,通過水土保持監測可以了解區域內的水土流失特點和不同水土保持措施對水土流失的影響,針對區域內的水土流失特點采取適當的水土保持措施可以起到有效的保土蓄水作用,從而減少水土流失量,進而對區域內的水生態系統保護與修復起到積極作用。
谷山坡面徑流觀測場位于山東省棗莊市高新區興仁街道谷山村,處于淮河流域沂沭泗水系薛城大沙河中上游,所在區域為北方土石山區,地貌類型為低山丘陵,土壤類型主要為褐土,三區劃分為重點治理區,侵蝕類型為水力侵蝕。觀測場所在區域多年平均氣溫為13.7℃;平均降水量810.3mm,植被類型以暖溫帶落葉闊葉林、針葉林為主,其中落葉闊葉林主要為楊樹、柳樹、泡桐和槐樹等,針葉林主要為側柏,多為純林;灌木主要為荊條、酸棗、黃櫨和胡枝子等;果樹有蘋果、梨、桃、杏、柿子、核桃、板栗、山楂、石榴等;草本植物以反枝莧、綠狗尾草、藜草為主。
谷山坡面徑流觀測場于2010年5月建成,2011年開始監測,建有坡度為5°的徑流小區4個、全自動氣象站1處,安裝實驗儀器設備1套。
2013年4個徑流小區的水土保持措施分別為植物措施人造灌木林、農耕措施種植花生、農耕措施種植大豆、荒草(以下簡稱4個小區分別為灌木小區、花生小區、大豆小區、荒草小區)。灌木小區種植有女貞、雪松、石榴樹、桃樹,共16棵,造林方式為穴播,株行距為200cm×200cm,林齡4年,平均高度190cm,平均胸徑6cm,平均樹冠直徑80cm,郁閉度17.5%;林下植被類型為草,植被種類主要為反枝莧、綠狗尾草、藜草。花生小區、大豆小區播種日期均為5月30日,收獲日期分別為9月13日、8月30日,整地方式為全面整地,播種方式為散播,耕作方式均為順坡耕作,田間操作按照當地習慣進行,主要有翻地、整平、鋤草、澆水等。荒草小區不進行田間操作,處于自然荒置狀態。

表1 2013年產流的次降雨基本情況表

表2 2013年次降雨過程中4個徑流小區的徑流量和土壤流失量表
2013年谷山坡面徑流觀測場水土保持監測的內容、方法、過程、數據處理等嚴格按照《全國水土流失動態監測與公告項目徑流小區和小流域控制站監測手冊(試行)》的規定進行。徑流產生后通過量取徑流池內水深計算次降雨所沖下的泥沙以及徑流量的總體積,然后將池中泥水充分攪勻,平行取出2份1000ml渾水,過濾后烘干,測定泥沙含量,從而計算出次降雨徑流量、土壤流失量。
1.2013年降雨及產流產沙情況
區域2013年全年降雨量為956.5mm,較多年平均偏多18.0%,降雨場次66次,最大次降雨量為140.0mm(5月26日),最大30min雨強(I30)為77.0 mm/h(7月16日),最大降雨侵蝕力(R次)為1965.89MJ·mm/(ha·h)(7月2日),全年降雨侵蝕力為8333.76MJ·mm/(ha·h)。2013年產生徑流的降雨有12次,見表1。
2.次降雨條件下的水土流失分析
2013年灌木、花生、大豆、荒草4個小區全年徑流深分別為99.5mm、178.4mm、164.8mm、83.6mm,全年土壤流失量分別為1.818t/hm2、6.803t/hm2、5.803t/hm2、0.435t/hm2,說明2013年4種措施小區水土流失量關系為花生小區>大豆小區>灌木小區>荒草小區。
2013年4個措施小區的土壤流失量為:花生小區、大豆小區土壤流失量相差不大,但明顯高于其他兩個小區,灌木小區明顯高于荒草小區,各小區徑流深和土壤流失量見表2。
通過對谷山坡面徑流觀測場2013年4個徑流小區的水土流失情況進行分析可以得出,采取農耕措施的花生、大豆兩個小區的水土流失量明顯大于其他兩個小區,這主要是由于農耕措施對土地的擾動明顯大于人造灌木林措施和荒草措施造成的;另外,順坡耕作的方式也不能起到有效的攔水攔土作用。
棗莊市有大面積的低山丘陵區域,在這些區域進行農業生產時,應以對土地擾動較小的造林措施為主,以農耕措施為輔;在種植農作物時,應盡量采用橫坡或修建梯田的方式進行耕作。在棗莊市水土流失區域內采取適當的水土保持措施可以起到有效的保土蓄水作用,從而減少水土流失量,進而對棗莊市的水生態系統保護與修復和水生態建設起到積極作用■
(作者單位:山東省棗莊市水文局277800)