不同措施下梁王茶種植地水土流失特征

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關鍵詞：等高反坡階;魚鱗坑;割草措施;產流產沙;水土流失；梁王茶;林下種植;云南中圖分類號：S157.1文獻標識碼：ADOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2025.07.018引用格式：，等.不同措施下梁王茶種植地水土流失特征[J].中國水土保持，2025(7):60-64.

水土流失是我國生態環境面臨的重大挑戰，尤其在西南高山峽谷地區，其自然地理與社會經濟的特殊性，使得區域性水土流失狀況尚未得到有效遏制[1-3]西南高山峽谷區擁有豐富的林地及生物資源[4]，新時代林下經濟成為了該區域新質生產力的重要內容之一，日益受到關注[5]。林下經濟能夠促進林農經濟的發展，增加農民收人[6，但其對生態環境的影響仍具有不確定性[7-9]。水土流失作為眾多環境問題的關鍵，在林下經濟發展中也得到了更多關注[10-11]。已有研究或論證表明，具有面狀整地活動的林下經濟模式勢必引起水土流失的新增或規律的變化[12]，有效的水土保持措施起到了積極的水土保持作用[13-14]。然而關于林下經濟活動水土流失影響等的研究，仍以定性分析為主[15-17]

目前，通過連續的面狀整地發展林藥、林菌、林糧等是林下經濟的主要經營方式，這類經營的水土流失風險更高[18-20]。林下擴繁仿生經營方式，主要是在原有地形地貌及林地內，通過人工增殖的方式增加目標物種的數量以提高經濟性[21]，是今后最為提倡的林下經濟經營方式之一，但目前研究成果較少[22-23]。林下梁王茶種植是西南高山峽谷地區群眾擴繁仿生種植的一種典型方式，研究該模式有助于揭示不同植物在資源競爭、養分循環和生態服務功能上的互作關系，為生態系統管理提供理論支持，近年來逐步發展壯大。目前較多的研究還是對梁王茶本身的研究[24-25]關于該植物種植可能存在的水土流失問題及治理的研究極少[26]。現場調查發現，林下梁王茶全面割草的經營活動，使得徑流流失嚴重，造成春季土壤干旱，影響了梁王茶的生長及林下生態環境質量。因此，本研究以林下梁王茶為研究對象，充分考慮經營活動及目標特征，結合地形地貌，通過試驗研究，設計等高反坡階、魚鱗坑、輕度割草3種措施，與重度割草及自然生長模式下的水土流失特征進行對比，分析不同措施的水土保持效益。

1 材料與方法

1.1 研究區概況及樣地設計

1. 1. 1 研究區概況

研究區位于云南省蘭坪白族普米族自治縣東南部的金頂鎮箐門村的云南松-梁王茶種植基地，地理位置為 26^°26^′10\"N，99^°25^′15\"E ，面積 53.3hm² 。屬亞熱帶季風氣候區，多年平均氣溫 11.1^°C ，多年平均降水量 1 012mm ，6—10月降水量占全年的 85% 。地勢北高南低，平均海拔 2 314m ，土壤類型為黃壤，土壤質地多為砂壤土，土壤 pH 值6.5左右。研究區內林分經多年經營管理，喬灌草層類型較為單一，喬木層主要為云南松，郁閉度0.32，平均株高 21.50m ，平均胸徑 0.31m ，灌草層主要有掌葉梁王茶及雜草，梁王茶種植密度 5200～5600 株 /hm² ，平均株高 1.13m ，平均冠幅 0.47m ，平均蓋度0.44。該基地傳統的經營方式為原地貌林間擴繁，并在每年5月和11月開展兩次全面割草管理，將林下除梁王茶外的其他草本全部割除并運出堆棄，保留少量灌木。

1.1.2 措施設計

在云南松-梁王茶種植基地內，選擇海拔2105m 、東南坡向、坡度 18^° 、林分特征相似、梁王茶密度與長勢接近的區域，于2023年5月實地建設5個徑流場，徑流場寬 2.5m ，水平投影長 10.0m 。在林內試驗地附近最佳位置及林外非試驗區位置各安裝一臺自記雨量計，在每個徑流場出水口下方安裝1個分流桶和1個集流桶。徑流場與措施布置見表1、圖1。試驗觀測時間為2023年7月至2024年8月。

（注：黑點表示梁王茶植株，陰影表示除草措施，外框內為林內試驗區，框外為林外非試驗區）

1.2 樣品采集與測定

1.2.1 降雨觀測與分析

采用MSR-RBD-0502型自記雨量計（分辨率0.2mm)實時記錄林內、林外降雨，統計分析降雨量、降雨強度、降雨歷時并根據降雨數據計算出5、10、30、60min 的最大雨強（分別以 I₅，I₁₀.I₃₀.I₆₀ 表示)以及平均雨強（以 I_m 表示）。采用吳光艷等[27]提出的次降雨量估算模型來計算降雨侵蝕力，公式為

E=E_cI₃₀

式中： E 為降雨侵蝕力，單位 MJ?mm/(hm²?h);E_c 為自然降雨的動能，單位 ΔMJ/hm² 。

1.2.2產流產沙樣品采集與測定

每次降雨產流后，用直尺對集流桶內水位測量3次，精確到 0.1cm ，記錄水位高度。再將集流桶內徑流泥沙充分攪勻，用 500mL 的PVC瓶取3瓶混合樣品，徑流量少于 1500mL 時全量收集，帶回實驗室后采用烘干法測定泥沙質量分數。根據集流桶水深換算產流量，再結合樣品泥沙質量分數計算產沙量，得出土壤流失量。

1.2.3土壤特性與植物生長測定

在布置好徑流場后，于2023年5月分別采集場內土壤( 0～10cm， ）。采用環刀法測定土壤密度、總孔隙度，采用重鉻酸鉀滴定法測定土壤有機質含量。

1.2.4 數據處理

采用Excel2021進行數據收集和整理，采用SPSS27軟件進行統計分析，利用Pearson相關性分析法對降雨特征和產流量、土壤流失量及土壤特性進行相關性檢驗，使用Origin2022進行圖形繪制。

2 結果與分析

2.1降雨及土壤特征分析

因觀測期間試驗地內小雨不發生產流現象，中雨產流現象不明顯，故選取發生明顯產流的降雨事件進行研究，共19場（見圖2和圖3），林冠截留率為7.73%～31 ： 28% 。19場降雨中，2024年7月發生5場，2023年7月發生4場，2023年8月發生3場，2024年6月、8月各發生2場，2023年9月、2023年10月和2024年5月均發生1場。產流時最大林內降雨量為112.2mm ，最小林內降雨量為 25.2mm ，依據降雨量等級劃分標準[28]，產流降雨中，大雨、暴雨和大暴雨的

160 1200林外降雨量 ·yu.

140 林內降雨量 1000

120 ←降雨侵蝕力800

80 600

60 400

40200

200 045585-1141 8253555155 2225555 3 2253335132 IO-0I 222531 26225-455 2202454741 20595-4550 2200304035 22-044040降雨日期（年-月-日）

100 300 +1 →降雨歷時80 25/ 60154010205022252-5111 42232-1121 2-20-0202 01-10-5010 2253355535 10-01-20 2502554555 22224-4541 2253554555 822214741 20024222 24022-4444 2222471 2052-2030 22-23-4035 22200-4040 0降雨日期（年-月-日）

場次數分別占總產流降雨場次數的 36.84%.42.11% 和 21.05% ，其中暴雨場次占比最高。同時 I₅?I₁₀?I₃₀ ！ 等均具有明顯的動態變化， I₅ 為 11.4～80.2 mm/h，I₁₀ 為 12.0～75.6mm/h，I₃₀ 為 10.6～74.0mm h，I₆₀ 為 8.1～71.2mm/h，I_m 為 0.9～14.6mm/h ，降雨因子受降雨量和降雨歷時影響明顯。

表2為研究區土壤基本理化性質，不同管理措施試驗樣地各徑流場土壤特性存在差異。在有機質方面，5號地與1號地和2號地存在顯著差異，而與3號地和4號地之間差異不顯著。在土壤密度和總孔隙度方面，1、2號地與其他3塊地存在顯著差異。1號地的有機質含量和總孔隙度分別為 41. 21g/kg 55.08% ，2號地的有機質含量和總孔隙度分別為40.20g/kg 52.03% ，兩者均顯著高于其他3塊樣地;而土壤密度規律與之相反，1號地土壤密度為1.24g/cm³ ，3 號地土壤密度最高，為 1.47g/cm³ 。

注：同一指標不同徑流場間小寫字母不同表示不同措施間的理化性質因子在0.05水平上差異顯著。

2.2產流特征

不同措施次降雨條件下產流量特征見圖4。由圖4可看出，不同措施下產流量隨著林內降雨量的增大而增大，且不同雨型、不同措施下次降雨產流量之間存在顯著差異。在大雨條件下，與5號地相比，1號地和2號地的次降雨產流量分別減少39.78、27.78mL/m²，3 號地和4號地的次降雨產流量分別增加12.17.4.73mL/m² ;暴雨條件下，與5號地相比，1號地和2號地的次降雨產流量分別減少25.86、14.98mL/m² ，3號地和4號地的次降雨產流量分別增加24.06，12.69mL/m² ;大暴雨條件下，與5號地相比，1號地和2號地的次降雨產流量分別減少45.21、23.67mL/m² ，3號地和4號地的次降雨產流量分別增加25.15，14.66mL/m² 。平均次降雨產流量由大到小依次為3號地 >4 號地 >5 號地 >2 號地 >1 號地，說明傳統重割草管理措施的徑流流失最嚴重。

500 Aa（T）/ Ab Aab400 Ba Bab Bbc Ab = 一BeBbc。300 CaCabCab □ □200 C自 號地3號地100 4號地15號地0大雨 暴雨 大暴雨降雨類型

（注：數據為平均值，同一徑流場不同雨型間大寫字母不同表示不同雨型間產流量的差異在0.05水平上顯著；同一雨型不同徑流場間小寫字母不同表示不同措施次產流量的差異在0.05水平上

顯著，下同)

2.3土壤流失量特征

不同措施次降雨條件下土壤流失量特征見圖5。由圖5可知，不同措施下土壤流失量隨著林內降雨量的增大而增大，且不同雨型、不同措施下次降雨土壤流失量之間存在顯著差異。大雨條件下，與5號地相比，1號地和2號地的次降雨土壤流失量分別減少1.05，0.84kg/hm² ，3號地和4號地的次降雨土壤流失量分別增加 0.35，0.25kg/hm² ;暴雨條件下，與5號地相比，1號地和2號地的次降雨土壤流失量分別減少 0.72，0.37kg/hm²， 3號地和4號地的次降雨土壤流失量分別增加 0.92，0.54kg/hm² ;大暴雨條件下，1號地和2號地的次降雨土壤流失量分別減少0.95、0.86kg/hm² ，3號地和4號地的次降雨土壤流失量分別增加 0.52，0.64kg/hm² 。平均次降雨土壤流失量由大到小依次為3號地 >4 號地 >5 號地 >2 號地 >1 號地，且次降雨土壤流失量隨雨強的增大而增大，說明傳統重割草管理措施土壤流失最嚴重。

5 Ba 人 Ba Aab Aa Ab

4 + T 中C Ca 中 Ca I Bbc1 L B百 A中串一

0大雨 暴雨 大暴雨降雨類型

2.4土壤流失量、產流量與降雨因子相關性分析

根據降雨和產流產沙觀測結果，通過單因素相關性分析，得到徑流場產流量、土壤流失量與降雨因子的相關性分析結果，見表3。產流量、土壤流失量與降雨量和 E，I₁₀ 成極顯著正相關關系；與 I₅，I₃₀，I₆₀ 成顯著正相關關系；與 I_m 成負相關關系，相關性不顯著。

3討論

3.1降雨及土壤理化性質對不同措施產流產沙的影響

自然條件下降雨是產流產沙的重要因素，短歷時強降雨是影響產流產沙的關鍵因子[29]，但由于林冠截留和林下植被的保水保土作用，因此林下水土流失通常需要更大的降雨條件。本研究發現，產流量、土壤流失量與降雨量和降雨侵蝕力之間均成極顯著正相關關系，雨量接近時，降雨歷時越短，一般表現為雨強越大，次降雨侵蝕力越大，產流量、產沙量也相應變大[30]。本研究中，在大雨、暴雨、大暴雨3種雨型下，與自然生長相比，等高反坡階的減沙效益明顯大于減流效益，說明等高反坡階控制土壤流失的能力大于削弱產流的能力，魚鱗坑兩者的效果相近，這與周云等[31]的研究結果“大雨強降雨的雨滴動能相對大，對坡面表層土壤的破壞能力強，進而加劇坡面土壤侵蝕的發生”的規律相似。雖有林冠及林下植被，但強降雨期間的水土流失防治應加以重視。此外，土壤理化性質也是影響徑流和泥沙生成的重要因素之一，其中土壤有機質是促進土壤結構形成的關鍵條件之一，深刻影響著產流、產沙結果[32]。本研究中土壤有機質含量和總孔隙度表現為等高反坡階>魚鱗坑>自然生長>輕度割草 > 重度割草，土壤密度與之相反，這與高朗等[33]研究得到的規律一致。與自然生長相比，重度割草和輕度割草的土壤有機質、總孔隙度顯著降低，土壤密度增加，重度割草變化最大，主要原因是重度割草時對徑流場內的表土結構造成了一定程度的破壞，且割草后土壤外源有機質的輸入減少，使徑流場內的土壤密度增高，土壤孔隙度降低，從而加劇產流與產沙。與重度割草相比，等高反坡階和魚鱗坑雖然也有破壞表土層的現象，但程度較低，截留水分的作用強于前者，相對提高了土壤孔隙度和有機質含量，從而提高了水土保持能力。

3.2不同措施對產流產沙的影響

5種措施下梁王茶種植地產流產沙量有所差異。與自然生長相比，傳統的割草管理使得平均產流量和土壤流失量均增加，而布設魚鱗坑、等高反坡階措施后均有所下降。割草對樣地內草本層進行了不同程度的清除，導致阻延徑流作用減弱、土壤根系減少、土壤蓄水保土能力下降。LIUetal.［34研究發現林地不能完全發揮出草本層削弱雨滴動能及分散徑流和過濾徑流中土壤顆粒的作用，從而導致水土保持能力下降，本研究結果與之相似。在布設等高反坡階和魚鱗坑的徑流小區，雖然表土層有局部破壞，但壟的形成一方面減少了徑流量，有助于減輕土壤流失，另一方面水分的滲提高了土壤含水量，有助于改善土壤理化性質，從而減少坡面徑流量和土壤流失量。試驗結果還表明，措施布置初期，由于等高反坡階和魚鱗坑的介入，土壤結構被破壞，當降雨發生時，雨水的沖刷導致還未穩定的土壤結構再次破壞，因此前期布設等高反坡階和魚鱗坑的產流產沙量均高于其他措施，而土壤結構穩定后，其保水保沙效果逐漸凸顯。重度割草是當地傳統的經營管理措施，而輕度割草保留了一部分草本，相對維持了土壤的增滲保水能力。通過實地調查統計，相較于重并割草，輕度割草措施梁王茶的產量和生長優勢略有增加，而魚鱗坑、等高反坡階兩種截流增滲措施均比重度割草、輕度割草和自然生長提高了植被生長優勢和梁王茶產量。不同截流增滲措施的產流產沙及其水土保持效益在產流降雨期間對雨型的響應也是不一樣的，相比之下，等高反坡階隨著雨強的增加，其作用效果更為突出，魚鱗坑次之。可能原因是等高反坡階容水空間更大，不容易被枯落物擠占或管理踩踏等破壞，魚鱗坑則更容易被枯落物擠占、管理踩踏等影響其蓄水容積，進而影響增滲減流效果。

4結論

1)在觀測期間發生產流降雨19場，林冠截留率為 7.73%～31.28% ，且徑流小區產生徑流的降雨場次均為大雨及以上等級，暴雨次數占比最大，為42.11% 。1號地和2號地土壤特性之間不存在顯著差異，但與其他3個樣地土壤特性存在顯著差異。

2)平均次降雨產流量及平均次降雨土壤流失量，由大到小均依次為3號地 >4 號地 >5 號地 >2 號地 >1 號地。說明布設等高反坡階和魚鱗坑兩種措施均能夠有效控制水土流失，可作為防治水土流失的有效手段，且等高反坡階效果最佳，魚鱗坑次之。

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