水土流失原型觀測：水土保持科研的基石

如果說水土保持科研是一座巍峨的大廈，那么水土流失原型觀測就是撐起這座大廈的基石。

73年前，天水水土保持科學試驗站（簡稱天水站）拉開了我國水土流失基礎(chǔ)研究工作的序幕。該站成立以來，在開展農(nóng)、林、牧等與水土流失相關(guān)研究的同時，主要致力于水土流失規(guī)律試驗觀測方面的研究。經(jīng)過多年的試驗觀測，其研究團隊已經(jīng)把水土流失原型觀測推向了新階段，進一步夯實了水土保持科研的基礎(chǔ)。

何謂原型觀測項目

水土流失原型觀測是防治水土流失工作不可缺少的部分，是水土保持科研中的基礎(chǔ)性工作之一。從2004年《黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)典型小流域原型觀測》項目的開展，到2007年《黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)典型小流域水土流失試驗與分析》項目的實施，天水站已把水土流失原型觀測項目從觀測范圍、觀測內(nèi)容到觀測手段到分析處理的全過程，推向了一個新的歷史階段。

天水站作為我國最早的水土保持科學試驗機構(gòu)之一，從20世紀40年代開始，先后在大柳樹溝、呂二溝、羅玉溝、清水河以及橋子東溝、橋子西溝等不同類型區(qū)和不同尺度小流域進行了水土流失原型觀測。長期觀測的有羅玉溝、呂二溝、橋子東溝和橋子西溝4條小流域。

近20年來，隨著國家對水土保持工作要求的提高和對水土流失規(guī)律研究的深入，過去單一觀測內(nèi)容、簡單的觀測和分析處理方法已不能滿足水土流失規(guī)律研究向縱深發(fā)展的需要。為此，天水站按照新要求重新確定了“坡面—溝道—中小流域—大流域”的站網(wǎng)結(jié)構(gòu)和布局。研究內(nèi)容也發(fā)生了變化，在恢復(fù)原有坡面徑流小區(qū)試驗觀測和開展小流域土壤侵蝕類型與特征研究觀測工作基礎(chǔ)上，增加了重力侵蝕、壩庫淤積、植被覆蓋度和梯田水土保持效益觀測等內(nèi)容。觀測點也大幅增多，由過去的呂二溝1條流域擴大到現(xiàn)在的羅玉溝等4條典型小流域，觀測手段也由過去的人工觀測逐漸向自動化觀測邁進。其水土流失原型觀測內(nèi)容與形式都有了質(zhì)的飛躍。目前，觀測站網(wǎng)建設(shè)基本滿足了當前和今后一段時間試驗研究的要求。

原型觀測項目的地位與作用

水土流失是最大的環(huán)境問題之一。如何量化水土流失對生態(tài)環(huán)境的破壞、對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和群眾生活造成的不利影響（比如耕地面積的減小對農(nóng)民的影響，對公路、礦山的沖擊造成的經(jīng)濟損失等），有針對性地采取防治措施，如何為科學合理地制定水土保持法律、法規(guī)和政策提供決策依據(jù)，使治理方略更科學，都需要量化的研究數(shù)據(jù)來支撐。各類數(shù)據(jù)的取得，都需要通過原型觀測項目來提供。因此，水土流失原型觀測既是水土保持科研的基礎(chǔ)，也是國家制定水土保持治理方略的重要參考依據(jù)。

原型觀測站網(wǎng)布局及觀測內(nèi)容

1.觀測站網(wǎng)布局

天水市位于黃土高原西南、我國南北方的過渡帶，屬黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)（簡稱丘三區(qū)）。因此，在此開展丘三區(qū)水土流失規(guī)律研究，具有很強的代表性。原型觀測項目所在4條典型小流域分布于渭河一級支流藉河南北兩岸。

羅玉溝是渭河二級支流，是藉河左岸的一級支溝，流域面積為72.79平方公里，原型觀測項目主要分布于其間。左家場測站是1985年設(shè)立的羅玉溝流域把口站。橋子東溝、橋子西溝位于羅玉溝流域左岸，是羅玉溝的一級支溝。1953年，按照“相似流域、平行對比”的指導(dǎo)思想，參照前蘇聯(lián)專家扎斯拉夫斯基先生的建議，開展了治理與非治理對比及綜合治理效益的觀測試驗研究。橋子東溝為治理溝，橋子西溝為非治理溝；呂二溝屬藉河的一級支流。觀測40多年來，取得了不同地類、地形、土壤、耕作方式及降水、徑流、泥沙等方面的較為系統(tǒng)的實測資料。

2.觀測內(nèi)容與設(shè)施

（1）坡面徑流場。1945—1961年，天水站在梁家坪、橋子溝、呂二溝等地根據(jù)不同坡度、不同耕作措施、不同植被類型，建立了100多個坡地徑流小區(qū)，在羅玉溝、梁家坪試驗場的梯田、荒坡及道路上建立了7個徑流小區(qū)，共取得小區(qū)年徑流泥沙資料434個。后因“文革”影響和單位隸屬關(guān)系的變遷而中斷。

1978年全國科學技術(shù)大會召開之后，水土保持科研再次受到國家重視，20世紀80年代初，天水站重新開啟了水土流失規(guī)律試驗研究工作。

2007年，在羅玉溝試驗場，在不同坡度（5度～25度）、采取不同措施新建徑流小區(qū)36個，其中自然集水區(qū)2個，人工觀測小區(qū)17個，自動化觀測小區(qū)17個。主要觀測不同因子、不同坡度坡面小區(qū)的徑流量、產(chǎn)沙量、植被生長量和覆蓋度以及與之相關(guān)的降水量等氣象資料。除此之外，還定期進行水土保持措施調(diào)查、暴雨侵蝕調(diào)查等，以確保測驗資料的準確性和完善性。

（2）徑流泥沙測站。在4條典型小流域溝口，設(shè)有徑流泥沙觀測站，在羅玉溝流域溝口左家場和橋子東溝（治理溝）、橋子西溝（非治理溝）、呂二溝，布設(shè)徑流泥沙測站，進行觀測試驗。主要觀測水位（水頭）、流量、含沙量和降水量等。

（3）溝道重力侵蝕、人為水土流失、壩庫淤積、植被觀測。在羅玉溝、呂二溝流域新建溝道重力侵蝕觀測點15處、人為水土流失觀測點1處、壩庫淤積觀測點3處、植被觀測點13處。對淤地壩、重力侵蝕（包括滑坡、崩塌和瀉溜以及人為活動）、水土保持植被（包括固定和隨機喬灌草、農(nóng)作物）情況進行了觀測。

（4）雨量站。降雨是水土流失的主要因子。天水站分別在呂二溝、羅玉溝布設(shè)了22個雨量站。采用遙測雨量計、數(shù)字雨量計和雨量筒計量等方式，全年觀測降雨量。

（5）觀測設(shè)施。為了提高觀測精度和效率，配備了GPS定位系統(tǒng)，安裝了數(shù)字雨量計、電波流速儀、雷達水位計、電子天平等較為先進的觀測儀器?；窘ǔ闪溯^為完備的軟硬件觀測體系，能基本滿足當前進行小流域水土流失規(guī)律研究的需要。隨著原型觀測工作不斷向縱深發(fā)展和國家投入的增加，水土流失原型觀測內(nèi)容日漸豐富、觀測手段日臻完善、觀測設(shè)備不斷完善，為完成觀測任務(wù)創(chuàng)造了有利條件。

經(jīng)過多年的觀測，天水站已經(jīng)積累了數(shù)十萬個降雨、徑流、泥沙等觀測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)已成為相關(guān)項目研究所必需的重要資源。

天水站多年來的原型觀測成果，已廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、科研、教學等領(lǐng)域，為我國防治水土流失、保護耕地提供了參考，并為保護生態(tài)環(huán)境、促進生態(tài)文明建設(shè)發(fā)揮了重要作用。隨著觀測工作的穩(wěn)步開展，觀測資料將更加豐富、更加準確、更加可靠，參考利用價值也將更高。

基礎(chǔ)工作是枯燥的，研究工作是寂寞的，觀測工作是艱苦的。耐得住寂寞、守得住清貧、經(jīng)得起艱苦，是天水站一代又一代基礎(chǔ)研究工作者的優(yōu)良傳統(tǒng)。筆者相信，天水站在水土流失原型觀測方面將會取得更大的成績，為我國水土保持事業(yè)做出更大的貢獻。