不同水土保持措施对石漠化区水土流失的影响,看看这些数据!

admin 知识前哨 2018-09-29 47 0

为科学评估不同水土保持措施对石漠化地区的治理效果,进一步探索和完善石漠化地区水土流失治理工作,以云南某地小流域为研究对象,分析水保林、坡耕地 + 巨菌草、坡改梯耕地和经果林等不同的水土保持措施对石漠化径流小区土壤改良和产流产沙的影响。

云南省是我国石漠化主要分布区之一,岩溶面积为 11. 09 万 km²,占全省国土面积的 28.15%  。石漠化导致可利用耕地减少,涵养水源能力下降,土壤肥力下降,小生境气候恶化,生物多样性被破坏等危害。 

该小流域总面积 31. 66 km²。 其中,耕地、林地、经果林、荒山荒坡、水域、难以利用地和非生产用地 分 别 占 34. 60% 、 51. 42% 、 0. 76% 、 11. 25% 、0. 8% 、0. 30% 、和 1.39% 。 

研究方法

1.  小区设计

试验 共 设 坡 耕 地 ( 巨 菌 草 Pennisetum ineseP. )、坡改梯耕地(玉米)、经果林(核桃 Juglans regiaL. )、水保林(云南松 Pinus yunnanensis L. ) 和荒山草地 5 种不同土地利用类型小区,植被覆盖度分别为 39. 7% 、41.8% 、82.6% 、95.8% 和 46.1% ,坡度为 15°,岩石裸露率为 20% ,覆盖层为杂色粉土、砂土及砾石层,厚度 1 ~ 7 cm,白云岩呈石芽、溶沟和溶槽等溶蚀状出露于河床及两岸,基岩以玄武岩、石灰岩为主。 

2. 试验方法

用自动气象站监测记录降雨量、蒸发和风速等气象要素;用储存式自记水位计观测径流量;泥沙人工取样,用置换法测定含沙量。 

3. 数据处理

试验监测开展于 2014 年 6 月—2016 年 12 月,所得数据为 3 年的平均值,用 Microsoft Excel 2010进行计算和图表制作,用 SAS 进行统计分析。 采用单因素方差分析,Duncan 多重比较法检验差异显著性。

结果与分析

1. 不同水土保持措施对产流产沙量的影响

不同水土保持措施对产流量的影响。由结果可知,侵蚀性降雨和产流主要集中在 6—9 月,分别占全年的 85. 64% 和 85.93% 。 其中,侵蚀性降雨量以小区内产流为标准。 产流量由大到小的顺序为坡耕地、荒山草地、梯地、经果林和水保林。 经果林和水保林的总产流量无显著差异,经果林、水保林与坡耕地、梯地和荒山草地之间差异显著(P < 0.05)。坡耕地总径流量最多,经果林和水保林较坡耕地总产流量分别减少 70.55% 和 74.02% 。 水保林的产流量最少,较经果林、梯地、荒山草地和坡耕地分别减少13.01% 、52. 44% 、59. 7% 和 69. 6% 。

不同水土保持措施对土壤侵蚀量的影响。总土壤流失量为荒山草地 > 坡耕地 > 梯地 > 经果林 > 水保林。水保林土壤侵蚀量最少,较经果林、梯地、 坡耕地和荒山草地分别减少 28. 96% 、74. 3% 、81. 44% 和 84.53% 。

2.  不同水土保持措施对土壤物理性质的影响

同一土层中土壤密度水保林 < 梯地 < 经果林 < 坡耕地 < 荒山草地。 梯地、坡耕地和水保林的自然含水率均与荒山草地差异显著(P < 0. 05) ,且 分 别 比 荒 山 草 地 高 95. 38% 、 88. 64% 和80. 38% 。

梯地和水保林的最大蓄水量与荒山草地差异 显 著 ( P < 0.05 ) , 且 分 别 比 荒 山 草 地 高27.67% 和 22.44% 。 

经果林、水保林和梯地的非毛管孔隙度均比荒山草地高,分别高 169.25% 、96.61% 和 54.48%

结果表明:

1)在相同降雨条件下,坡耕地产流量最多,水保林产流量最少。 不同水土保持措施下,土壤侵蚀量由高到低分别为荒山草地、坡耕地、梯地、经果林和水保林,其土壤侵蚀量分别占总侵蚀量的 65.00% 、56.13% 、52. 43% 、50.35% 和 46. 03% ;

2) 水保林、经果林、梯地和坡耕地可有效降低土壤密度、增大孔隙度以及改善土壤结构;

3)治理后坡耕地土壤全氮全磷质量分数最高,经果林和水保林次之,荒山草地的全氮质量分数最低,坡耕地、经果林、水保林和梯地土壤全氮量分别较荒山草地高 90.63% 、74.48% 、26.56% 和 22.4% ,全磷质量分数分别较荒山草地高 123.64% 、96.36% 、67.27% 和16.64% 。 

综合分析表明:

水保林、坡耕地 + 巨菌草、坡改梯耕地、经果林等水土保持措施能减少水土流失,有效改善土壤理化性质;其中,水保林效果最好,经果林、梯地和坡耕地次之。 

文章来源:《中国水土保持科学》 期刊论文《不同水土保持措施对石漠化区水土流失的影响》

作者:

柏摇 勇1,2,杜摇 静1,杨婷婷1,2,王正选2,3,邱金亮2,李摇 靖2覮
(1. 云南农业大学资源与环境学院,650201,昆明;2. 云南省高校城乡水安全与节水减排重点实验室,650201,昆明;
3. 云南农业大学水利学院,650201,昆明)


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