寧化縣不同土地利用方式水土保持措施及效果探討

黃錦祥

摘要：以福建省寧化縣紫色土區(qū)的土地侵蝕地為研究對(duì)象，針對(duì)不同的土地利用類型分別采取相應(yīng)的水土流失治理措施，通過樣地和徑流小區(qū)的觀測(cè)，分析林地、坡耕地、茶果園的水土保持效果。結(jié)果表明，通過林草治理，隨著治理年限的增長(zhǎng)林草覆蓋度明顯提高，林草覆蓋度2號(hào)（95%）>3號(hào)（80%）>4號(hào)（50%）>1號(hào)（35%）；并且提高了土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效鉀、速效磷的含量，增強(qiáng)了土壤肥力；從徑流量及侵蝕量可以看出，魚鱗坑種植油茶+生物帶措施控制土壤侵蝕效果最顯著，徑流量及侵蝕量分別達(dá)到61.09%、97.33%，為寧化縣紫色土地區(qū)的水土流失治理提供科學(xué)依據(jù)，為寧化縣農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。

關(guān)鍵詞：土地利用方式；水土流失措施；徑流量；侵蝕量；寧化縣

中圖分類號(hào)：S157.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

論文編號(hào)：2014-0453

0引言

自從20世紀(jì)20年代Hugh Bennet在美國(guó)倡導(dǎo)了一場(chǎng)水土保持運(yùn)動(dòng)，水土流失問題逐漸受到人們的關(guān)注與重視，嚴(yán)重的水土流失使生態(tài)環(huán)境更趨惡化，在中國(guó)水土流失已成為重要的環(huán)境問題之一。寧化縣地處“三江源頭”，是福建省水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一，也是中國(guó)南方紫色土丘陵區(qū)水利侵蝕的典型代表，境內(nèi)水土流失已有上百年歷史，嚴(yán)重制約了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，加劇了區(qū)域貧困和生態(tài)環(huán)境惡化。南土所研究表明，石灰?guī)r發(fā)育成土壤需要經(jīng)歷3000多年的時(shí)間，而紫色土從巖石暴露地面到成土僅僅需要10年的時(shí)間。1939年中國(guó)開始了紫色丘陵區(qū)土壤侵蝕的研究，坡地試驗(yàn)小區(qū)設(shè)立在四川省內(nèi)江甘蔗試驗(yàn)場(chǎng)，從事不同耕作方法對(duì)水土流失量及作物產(chǎn)量影響的試驗(yàn)研究。1941年以后，在四川北培又建立了水土保持實(shí)驗(yàn)區(qū)，采用徑流小區(qū)和小流域泥沙觀測(cè)，并引種國(guó)內(nèi)外優(yōu)良的水土保持樹種、草種，對(duì)水土流失規(guī)律、水土保持措施及效益等進(jìn)行了研究。張奇等分析了川中丘陵區(qū)小流域7年觀測(cè)數(shù)據(jù)，得出水土流失區(qū)侵蝕模數(shù)與降雨侵蝕力成正比關(guān)系。陳曉燕通過運(yùn)用WEEP模型對(duì)遂寧市紫色土產(chǎn)流、產(chǎn)沙侵蝕的觀測(cè)，認(rèn)為WEEP模型對(duì)紫色土侵蝕過程預(yù)測(cè)合理，為進(jìn)一步研究WEEP模型對(duì)紫色土多年侵蝕預(yù)測(cè)提供和參考。陳一兵等對(duì)遂寧組紫色土的滲透性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，雨強(qiáng)和翻耕對(duì)土壤穩(wěn)定入滲速率無顯著影響。

國(guó)內(nèi)外的專家通過遙感技術(shù)對(duì)土壤侵蝕方面做了大量的研究工作?，F(xiàn)階段人們更多研究水土保持綜合治理效果，而且多集中研究對(duì)治理過程中單因子的研究，而對(duì)整個(gè)水土保持效益的研究較少。由于長(zhǎng)期研究的側(cè)重點(diǎn)不同，中國(guó)南方紫色土丘陵區(qū)水土流失理論、生態(tài)恢復(fù)與重建實(shí)踐等工作相對(duì)滯后，而已有的研究大多集中于室內(nèi)、坡面等小尺度范圍內(nèi)，研究空間窄，時(shí)間跨度短。調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大林草系統(tǒng)，恢復(fù)和增加植被覆蓋度是重要的途徑。因此，本研究主要以福建省寧化縣紫色土區(qū)的土地侵蝕地為研究對(duì)象，以徑流小區(qū)實(shí)測(cè)資料為依據(jù)，分析不同的土地利用類型采取的水土流失治理措施的水土保持成效，以期為福建省寧化縣紫色土侵蝕區(qū)的水土流失治理工作提供科學(xué)指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

2008年1月在寧化縣石壁鎮(zhèn)立新村水保站后山典型侵蝕紫色土進(jìn)行，室內(nèi)土壤化驗(yàn)于2008年5月進(jìn)行。

寧化縣位于福建省的西部，根據(jù)遙感調(diào)查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，全縣的水土流失面積430.66km²，占土地總面積17.89%，輕度、中度、強(qiáng)度、極強(qiáng)度、劇烈水土流失面積分別為166.49、104.68、73.63、82.78、3.08km²。水土流失集中于縣域西部的石壁、淮土、方田、濟(jì)村等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，形成連片的水土流失流失面積達(dá)128.33km²。地處中亞熱帶季風(fēng)氣候，兼具有大陸性氣候特點(diǎn)，是福建省氣溫低、相對(duì)濕度大而降雨量豐富的地區(qū)，表現(xiàn)為冷熱交替，四季分明，晝夜溫差變化大，冬長(zhǎng)夏短，溫涼潮濕。境內(nèi)風(fēng)向季節(jié)切換明顯，冬季以西北一北風(fēng)為主，夏季多偏南風(fēng)。降雨時(shí)空分布不均，雨季與旱季明顯，每年4-6月降雨量最大，11-3月為少，暴雨多集中5-7月，枯水期（11-3月）的降雨量占全年的30%左右。該區(qū)域水土流失嚴(yán)重，不僅造成水庫(kù)、渠道的淤積，縮短水利工程使用壽命，而且表土流失，地力衰退，易澇易旱，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，群眾形象地描述為：“下雨一刻水沖沙，三天無雨干巴巴”。夏秋季因地表溫度過高，導(dǎo)致樹草停止生長(zhǎng)，甚至灼傷死亡，受破壞的植被其恢復(fù)的難度很大。

1.2樣地設(shè)置

寧化縣試驗(yàn)樣地設(shè)置在寧化縣水土保持站后山，面積為0.3km²，選擇坡向、坡長(zhǎng)、坡度、工程措施、生物措施等作為試驗(yàn)因子，具體實(shí)施情況如表1所示。

13研究方法

1.3.1侵蝕劣地植被恢復(fù)措施 寧化縣域西部林地，因植被受到破壞，土壤侵蝕嚴(yán)重，多以馬尾松、油茶為主，林下灌草蓋度低，不能有效攔蓄徑流和泥沙。針對(duì)這種情況，對(duì)中強(qiáng)度水土流失地采用工程措施結(jié)合造水保林，實(shí)施以草促灌，草、灌、喬相結(jié)合的治理措施。具體做法：采用挖魚鱗坑，木荷和馬尾松1：1混交種植。株行距2m×2m，隔行品字型種植，種植穴規(guī)格60cm×60cm×50cm，每穴下土雜肥2kg做基肥，幼林分次追肥施復(fù)合肥0.25kg/株；灌木以胡枝子為主，株距0.5m，種植穴規(guī)格30cm×30cm×25cm，穴施土雜肥0.5kg。沿坡面每隔6m挖水平溝，溝上口寬0.5m，底寬0.3m，土埂頂寬0.3m，溝埂上穴播馬唐、寬葉雀稗、本地草等草種，加快地表植被的恢復(fù)。1.3.2茶果園水土保持措施應(yīng)當(dāng)選擇坡面較為平緩，交通方便，山頂戴帽的地段開辟成茶果園，茶果園上方開挖截排水溝，通過截排水溝將徑流水引入蓄水池后排出到自然排水溝內(nèi)，通過坡面徑流調(diào)控，防止地表徑流無序亂流造成對(duì)茶果園沖刷。順坡耕作的坡地茶果園采用坡改梯工程，梯田田面寬2.5m以上；田坎傾角--65。75。；梯田保持前有田埂，后有竹節(jié)溝，田埂及梯坎高度、寬度整齊一致。竹節(jié)溝上寬40cm～下寬30cm～深30cm～長(zhǎng)200cm為1節(jié)，竹節(jié)溝要低于園面5-10cm，以便排水；田埂上寬20cm～下寬40cm～高10cm，斷面呈等腰梯形，夯實(shí)成型，梯田與作業(yè)區(qū)便道交接處設(shè)排水溝道。同時(shí)，在田埂、梯壁穴播馬唐、寬葉雀稗等速生草籽，增加田埂、梯壁植被覆蓋，防止水土流失，同時(shí)田面種植綠肥，增施有機(jī)肥改良土壤結(jié)構(gòu)，以提高土壤蓄水保土能力。1.3.3坡耕地水土保持措施通過改變坡面微小地形，增加植被覆蓋或增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)抗蝕力等方法，促進(jìn)坡耕地保土蓄水，達(dá)到改良土壤的目的。具體采用等高耕作、等高帶狀間作、覆蓋、免耕少耕、增施有機(jī)肥等措施。坡度大于25。的坡耕地實(shí)行退耕還林還草。1.3.4統(tǒng)計(jì)分析植株高度、冠幅、胸徑為平均值；覆蓋度采用對(duì)角線段法測(cè)定；土壤侵蝕強(qiáng)度根據(jù)土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定；土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定將風(fēng)干后的土壤全部過2nlrn篩，過2n'IITI篩用于土壤速效養(yǎng)分的測(cè)定，包括水解性氮、速效鉀和有效磷等，其中水解性氮采用堿解擴(kuò)散法；速效鉀采用乙酸銨浸提法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提法。后按四分法取一部分土壤過0.25 nqlTl篩，用于測(cè)定全量養(yǎng)分的測(cè)定，包括有機(jī)碳、全氮、全磷和全鉀等，其中有機(jī)碳含量測(cè)定用重鉻酸氧化外加熱法；全氮的測(cè)定采用擴(kuò)散吸收法；全磷和全鉀的測(cè)定用NaOH熔融法。

2水土流失治理措施效果分析

2.1侵蝕劣地林草恢復(fù)效果觀測(cè)結(jié)果與分析

在不同治理年限的侵蝕劣地治理區(qū)選擇樣地，在樣地內(nèi)觀測(cè)樹木品種、個(gè)體數(shù)量、生長(zhǎng)情況、覆蓋度、水土流失情況及土壤肥力狀況等（見表2），并分析其治理效果。

2.1.1林相結(jié)構(gòu)變化 由表2可知，通過林草治理，提高單位面積植物品種數(shù)量，增加單位面積喬灌草個(gè)體數(shù)，喬灌草多層次的林相結(jié)構(gòu)逐步形成，林相結(jié)構(gòu)逐步趨于合理。喬灌樹種3號(hào)樣地8種>2號(hào)樣地7種>4號(hào)樣2種>1號(hào)樣地喬灌樹種2種，喬灌密度2號(hào)樣地>178株/400m²>3號(hào)樣地71株/400m²>4號(hào)樣地47株/400m²>1號(hào)樣地30株/400m²。

2.1.2植被覆蓋度及水土流失強(qiáng)度的變化 由表2可見：1號(hào)樣地林草覆蓋度35%，2號(hào)樣地林草覆蓋度95%，3號(hào)樣地林草覆蓋度80%，4號(hào)林草覆蓋度50%。與非治理的覆蓋度比較，2號(hào)樣地提高60%，3號(hào)樣地提高45%，4號(hào)樣地提高15%，通過林草治理，林草覆蓋度的提高，減緩地表徑流對(duì)土壤的沖刷，水土流失強(qiáng)度降低，土壤侵蝕強(qiáng)度由強(qiáng)度侵蝕變?yōu)檩p中度流失。

2.1.3土壤肥力變化 紫色土壤含磷鉀豐富，含氮及有機(jī)質(zhì)少，由表3可知，全氮2號(hào)樣地1.82g/kg>3號(hào)樣地0.83g/kg>4號(hào)樣地0.38g/kg=1號(hào)樣地0.38g/kg；有機(jī)碳含量2號(hào)樣地16.91g/kg>3號(hào)樣地10.15g/kg>1號(hào)樣地2.46g/kg>4號(hào)樣地2.13g/kg；速效鉀2號(hào)樣地190mg/kg>3號(hào)樣地176.5mg/kg>1號(hào)樣地150mg/kg>4號(hào)樣地149mg/kg：有效磷含量2號(hào)樣地1.42mg/kg>4號(hào)樣地1.13mg/kg>4號(hào)樣地1.03mg/kg=1號(hào)樣地1.03mg/kg。通過林草治理措施，大大提高了土壤有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效鉀、有效磷含量，提高了土壤肥力（見表3）。

2.2茶果園與坡耕地水土保持措施效果分析

根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，觀測(cè)不同坡面茶果園措施和坡耕地措施下的侵蝕量與徑流量的狀況（見表4）。

由表4可見：不同處理與光板地進(jìn)行比較：徑流量及侵蝕量為處理6>處理7>處理4>處理5>處理3>處理1>處理2。臺(tái)地種植茶葉措施與光板地比較，減少?gòu)搅髁?9.03%，減少土壤侵蝕量84.84%：水平梯田種植茶葉措施減少?gòu)搅髁?0.49%，減少土壤侵蝕量99.04%；魚鱗坑種植油茶+生物帶措施減少?gòu)搅髁?1.09%，減少土壤侵蝕量97.33%；順坡種植油茶增加徑流量8.24%，增加土壤侵蝕量34.51%；等高種植黃花菜減少?gòu)搅髁?5.24%，減少土壤侵蝕量88.48%；順坡種植當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物增加徑流量40.11%，增加土壤侵蝕量23.58%；通過臺(tái)地、梯田、魚鱗坑+生物帶、等高種植對(duì)減少地表徑流控制土壤侵蝕效果顯著。順坡種植農(nóng)作物及順坡種植油茶等不合理的耕作措施增加徑流量和侵蝕量。

3結(jié)論

（1）林草治理能在短時(shí)期內(nèi)提高植被覆蓋度，喬灌草多層次結(jié)構(gòu)逐步形成，改善和提高土壤肥力，減輕水土流失強(qiáng)度，紫色土區(qū)植被覆蓋度和物種多樣性在一定時(shí)期內(nèi)就可以得到很好恢復(fù)。因此，對(duì)輕中度水土流失地應(yīng)當(dāng)補(bǔ)植適宜當(dāng)?shù)胤N植的闊葉樹種，并加強(qiáng)管護(hù)，通過生態(tài)自我修復(fù)，達(dá)到控制水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，提高單位面積生產(chǎn)能力。

（2）坡改梯及臺(tái)地、竹節(jié)溝等水保工程措施調(diào)控坡面徑流，是解決山地茶果園水土流失主要措施，通過工程措施的實(shí)施，達(dá)到蓄、排、引有序調(diào)節(jié)徑流，做到旱則能灌，澇則能排，防治茶果園水土流失，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

（3）對(duì)坡耕地改變傳統(tǒng)耕作方式，通過等高種植、坡改梯等措施，同時(shí)加強(qiáng)其他農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的應(yīng)用，達(dá)到防止坡耕地水土流失的同時(shí)，提高坡耕地改造經(jīng)濟(jì)效益。