滇中山地經果林水土保持功能研究

李玲　侯春鎂　申佳艷

摘要 采用標準徑流小區法，研究了滇中荒草地和經果林地徑流泥沙特征和徑流產沙特征。結果表明：相比荒草地，經果林能夠有效攔截地表徑流，減少土壤泥沙量，達到蓄水保墑、保土的效果。因此，經果林的水土保持功能優于荒草地。經果林作為我國退耕還林主要林種之一，具有經營周期短、經濟效益高的特點，同時也具有良好的蓄水保土效益，適宜推廣種植。

關鍵詞 經果林；土地利用類型；徑流泥沙特征；水土保持功能；滇中山地

中圖分類號 S157 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）04-0172-03

Abstract Using standard plot method，characteristics of runoff and sediment of grassland and economic fruit forest in central Yunnan Province were researched in this paper. The results showed that economic fruit forest achieved the effect of soil and water conservation because compared with grassland，it could intercept surface runoff more effectively，reduce the amount of soil and sediment.Therefore，the conservation function of economic fruit forest was better than grassland. As one of main forests in returning farmland to forest，economic fruit forest has the characteristics of short operating cycle and high economic efficiency，it also has good soil and water conservation benefits，so it was suitable to plant.

Key words economic fruit forest；land use type；runoff and sediment characteristics；soil and water conservation function；mountainous area of central Yunnan Province

我國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，由于特殊的自然地理和社會經濟條件，使水土流失成為了主要的環境問題。經調查表明：我國水土流失狀況表現出分布范圍廣、面積大的特點[1]。嚴重的水土流失會給我國的社會經濟發展和人民群眾的生產生活帶來許多方面的危害[2]，一方面，水土流失會帶走大量肥沃的土壤，從而使土層變薄、土地石化和砂礫化，導致土地嚴重退化，耕地面積逐漸減少，最終失去農業利用價值[3]；另一方面，大量泥沙下泄淤積江河湖庫，降低了水利設施的調蓄功能和天然河道的泄洪能力，從而加劇了下游的洪澇災害[4]。

近年來，由于特殊的地理位置、復雜的自然條件，加上人地矛盾突出，致使云南省水土流失越來越嚴重。據統計，云南省水土流失面積達14.13萬km2，占土地面積的37%，年流失土壤5.18億t，主要發生在>8°的坡地上，占總面積的90%以上[5]。因此，防治水土流失顯得尤為重要，水土流失的防治是發展經濟、保護國土、保護環境的一項重要工作[6]。

隨著生產的發展和科學技術的進步，人類對于水土流失危害的認識日益深刻和系統。經果林作為重要的水土資源開發性治理措施之一，不但經濟效益高，而且保水保土保肥能力強，生態效益明顯，成為我國退耕還林工程建設的主要林種[7]；在農業人口眾多的丘陵地區或山區，由于耕地少、坡耕地所占比重很大，發展經果林成為這些地區廣大農民增收致富的主要經濟來源。但由于在樹種選擇、品種搭配、種植模式和林分結構等方面不合理，導致大多數經果林地依然存在嚴重的水土流失[8]。劉 斌等[9]的研究結果表明，林草植被通過林冠截流、林下草灌和枯枝落葉層的攔蓄及植物根系對土壤的固結作用來保持水土、涵養水源、改善土壤肥力。本文以研究經果林和荒草地的水土保持功能為出發點，通過觀測徑流小區內地表徑流泥沙規律，進一步探究經果林的水土保持功能。

1 區域概況與研究方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于珠江流域西江水系南盤江上游玉溪大河支流的紅塔區二龍潭小流域，地處云南省玉溪市中心城區東南部，地理位置為北緯24°08′30″～24°32′18″，東經102°31′40″～102°37′12″，流域南發源于紅塔區高倉鎮龍樹村，由南向北直接匯入東風水庫，屬東風水庫三大徑流區之一，是玉溪市重要供水水源地東風水庫徑流區。流域總面積18.629 km2，主溝道長度為15.5 km。

二龍潭小流域屬北亞熱帶半濕潤冷冬高原季風氣候，地貌屬波狀起伏線切割中山區，多年平均降雨量909.1 mm，最大年降雨量1 413.7 mm，最小年降雨量591.5 mm，多年平均暴雨天數為15 d/年，年均蒸發量為1 624.9 mm。

1.2 試驗設計

根據小流域地形條件，選擇荒草地和經果林地2種不同土地利用類型，在小流域典型地段布設了水平投影面積為5 m×20 m的標準徑流小區，觀測地表徑流和土壤侵蝕量。在2個小區的附近布設了一個重慶水文儀器廠制造的JDZ1型數字自記雨量計測定每場降雨的降雨量、降雨歷時。徑流小區基本特征見表1。

1.3 指標測定

按《水土保持試驗規程》（SL419—2007）進行徑流小區觀測，觀測內容包括降雨場次降雨日期、降雨量、降雨歷時、徑流深、徑流量、泥沙總量、土壤流失量等。

為便于試驗分析，將經果林徑流小區和荒草地徑流小區分別編號，其中經果林徑流小區編為1#，荒草地徑流小區編為2#。

2 結果與分析

2.1 降雨分析

根據國家氣象局頒布的降水強度等級劃分標準，單次降雨的降雨強度可以用平均雨強或時段雨強來描述。試驗期間（2016年5—10月），二龍潭小流域共有23次降雨，其中小雨3次、中雨7次、大雨12次、暴雨1次，可見大雨和中雨是試驗區產生地表徑流、造成水土流失的主要雨型。最大降雨出現在2016年7月7日，為82 mm，最小降雨量出現在2016年6月7日；平均雨強最大值出現在2016年6月6日，為16 mm/h，平均雨強最小值出現在2016年6月7日，為0.7 mm/h。試驗小區雨季單次降雨數據見表2。

2.2 大雨條件下徑流泥沙特征分析

為明確大雨條件下徑流深、徑流系數、徑流量、泥沙總量、土壤流失量之間的關系，利用SPSS軟件分析對2016年12次大雨的徑流深、徑流系數、徑流量、泥沙總量、土壤流失量進行皮爾遜相關分析，結果表明：經果林徑流小區中，徑流深與徑流系數呈顯著相關；徑流深與徑流量、泥沙總量呈極顯著相關；徑流深與土壤流失量呈顯著相關。徑流量與泥沙總量呈極顯著相關；徑流量與土壤流失量呈顯著相關。荒草地徑流小區中，徑流深與徑流系數、徑流量、泥沙總量呈極顯著相關；徑流系數與徑流量、泥沙總量呈極顯著相關；徑流量與泥沙總量呈極顯著相關。大雨條件下經果林各降雨特征因子相關關系見表3，大雨條件下荒草地各降雨特征因子相關關系分析見表4。

2.3 中雨條件下徑流泥沙特征分析

為明確中雨條件下徑流深、徑流系數、徑流量、泥沙總量、土壤流失量之間的關系，利用SPSS軟件分析對2016年7次中雨的徑流深、徑流系數、徑流量、泥沙總量、土壤流失量進行皮爾遜相關分析，結果表明：經果林徑流小區中，徑流深與徑流量、泥沙總量呈極顯著相關；徑流深與土壤流失量呈顯著相關；徑流量與泥沙總量、土壤流失量呈顯著相關；泥沙總量與土壤流失量呈極顯著相關。荒草地徑流小區中，雨量與徑流深呈極顯著相關；雨量與泥沙總量、土壤流失量呈顯著相關；徑流深與徑流量、泥沙總量、土壤流失量呈極顯著相關；徑流量與泥沙總量、土壤流失量呈極顯著相關；泥沙總量與土壤流失量呈極顯著相關。中雨條件下經果林各降雨特征因子相關關系分析見表5，中雨條件下荒草地各降雨特征因子相關關系分析見表6。

降雨是產生地表徑流的先決條件，降雨量在很大程度上決定了地表徑流量的大小[10]。降雨及其產生的地表徑流又是造成土壤侵蝕的動力，進而產沙量隨著地表徑流量的增加而增加[11]。降雨強度是影響地表徑流和土壤侵蝕的重要因子。相關研究認為，雨強對土壤侵蝕的作用大于對地表徑流的作用。降雨強度越大，雨滴終極速度和打擊動能越大，對表土穩定性的破壞越大，從而土壤侵蝕就越嚴重[12]。

2.4 經果林與荒草地徑流產流特征對比分析

經果林與荒草地降雨、產沙特征因子對比分析見圖1～4。可以看出，經果林與荒草地徑流深最大值出現在9月10日，其中：經果林為1.8 mm，荒草地為4.3 mm。經果林與荒草地徑流量最大值出現在9月10日，其中：經果林為0.181 m3，荒草地為0.430 m3。經果林與荒草地泥沙總量最大值亦出現在2016年9月10日，其中：經果林為0.519 kg，荒草地為1.75 kg。經果林土壤流失量最大值出現在5月21日和5月24日，為0.07 t/hm2，荒草地土壤流失量最大值出現在8月10日和8月11日，為0.3 t/hm2。

總體來看，經果林徑流小區的徑流深、徑流量、泥沙總量、土壤流失量小于荒草地的徑流深、徑流量、泥沙總量、土壤流失量。

經分析，試驗期間經果林徑流小區累積徑流量為0.717 m3，累積泥沙總量為0.074 kg，累積土壤流失量為0.35 t/hm2。荒草地徑流小區累積徑流量為1.35 m3，累積泥沙總量為4.86 kg，累積土壤流失量為1.32 t/hm2。綜合經果林和荒草地徑流產沙特征分析，經果林的累積徑流量、累積泥沙總量、累積土壤流失量均小于荒草地。從減流減沙角度看，經果林地優于荒草地。

3 結論與討論

綜合以上分析，通過研究經果林徑流小區與荒草地徑流小區徑流泥沙特征和徑流產沙特征，結果表明，相比荒草地，經果林能有效攔截地表徑流，減少土壤泥沙量，達到蓄水保墑、保土的效果。出現該結果，一方面是荒草地因人畜踐踏嚴重，使土壤板結，而經果林地土質疏松，能吸收大量水，減少了地表徑流；另一方面是由于植被種類不同，導致水土流失狀況也不同，植被對地表徑流及土壤侵蝕的影響是由林冠層、枯枝落葉層和土壤層的綜合效能決定的。林木的林冠對降雨有良好的阻隔作用，林冠截留降水，可降低雨滴動能，有效降低土壤侵蝕量，最終導致經果林地產流產沙量較荒草地少。因此，經果林的水土保持功能優于荒草地。

4 參考文獻

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