不同水土保持措施對土壤水分及地表徑流的影響

黃敬

摘 要：現(xiàn)階段我國水土流失情況相當(dāng)嚴(yán)重，為解決這一問題，選用老頭松改造、補(bǔ)植喬灌、草灌喬混交3種水土保持措施進(jìn)行試驗(yàn)，采取控制變量法選取樣本，并通過對數(shù)具的整理分析得出經(jīng)不同水土保持措施處理后的土壤的物理性質(zhì)和地表徑流情況，從而總結(jié)出3種措施對二者造成的不同影響。

關(guān)鍵詞：研究方法；采樣記錄數(shù)據(jù)

中圖分類號：S157 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

近幾年來隨著城鎮(zhèn)化水平的提高和亂砍濫伐現(xiàn)象的加重，水土流失不斷增多，這將造成我國的耕地面積進(jìn)一步減少，因此，尋找行之有效的解決措施顯得尤為必要。目前我國針對不同地區(qū)正在研究相應(yīng)的水土保持措施，在本文中，主要研究了3種水土保持措施。

一、研究方法

1.控制變量法選設(shè)試驗(yàn)地

在選擇標(biāo)準(zhǔn)地時(shí)要注意采用控制變量法，首先要保證選擇的標(biāo)準(zhǔn)地有相同的無關(guān)變量，即坡度、植被情況等相同。此項(xiàng)研究中需要設(shè)置4塊標(biāo)準(zhǔn)地，在每塊標(biāo)準(zhǔn)地中分別按照4㎡的面積隨機(jī)選取3塊試驗(yàn)地以進(jìn)行3次試驗(yàn)，在每次試驗(yàn)中，3塊試驗(yàn)地采取3種不同的水土保持措施，另外1塊試驗(yàn)地作為對照組不作任何處理。

（1）草灌喬混交：按“品”字形挖3個(gè)水平溝，注意保證3塊水平溝相同，規(guī)格為50㎝×30㎝×40㎝，各水平溝之間間隔相同，然后將挖出來的部分土放在水平溝的1/2處，用1.5㎏肥料與之混合均勻，然后再在各個(gè)溝內(nèi)植入1株喬木4株灌木，完成后將拌有草籽的稻田土埋于其上。

（2）補(bǔ)植喬灌：按照一定的密度（250000穴/㎡）等間隔植入喬木與灌木，喬木與灌木要進(jìn)行隔株混交，施肥量為0.3㎏。

（3）老頭松改造：與補(bǔ)植喬灌等密度挖施肥穴，注意施肥量應(yīng)與補(bǔ)植喬灌的一樣。

（4）保留未經(jīng)處理的試驗(yàn)地，其上主要為一些野草，植被很少。

2.采樣記錄數(shù)據(jù)

進(jìn)行完3次處理之后，幾年后用取樣器進(jìn)行等深度、等量的的隨機(jī)取樣，對于每塊地要采10個(gè)左右的樣本進(jìn)行物理性質(zhì)的測定，并取平均值，本試驗(yàn)主要進(jìn)行測量的物理量有土壤容重、土壤孔隙度、土壤質(zhì)地、土壤微團(tuán)聚體、土壤入滲性質(zhì)，并注意每一物理量的測定需按照一定的方法進(jìn)行。

土壤的容重和孔隙度：老頭松改造的容重1.36g/cm3，孔隙度總量比46.52%，毛管孔隙度35.00%，非毛管孔隙度11.52%；補(bǔ)植喬灌的容重1.34g/cm3，孔隙度總量比51.47%，毛管孔隙度34.20%，非毛管孔隙度17.27%；草灌喬混交1.26g/cm3，孔隙度總量比53.36%，毛管孔隙度34.24%，非毛管孔隙度19.12%；對照組的容重1.47g/cm3，孔隙度總量比44.62%，毛管孔隙度34.10%，非毛管孔隙度10.52%；

二、不同水土保護(hù)措施下的土壤物理性質(zhì)分析

1.不同水土保護(hù)措施對于土壤孔隙度的影響

通過對上文中的信息進(jìn)行分析可以得出，總體上，治理后土壤得到了改善。容重有所降低。土壤容重是土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)，它與土壤的結(jié)構(gòu)、透氣性、保水能力等有很大的聯(lián)系，同時(shí)，它是土壤機(jī)械阻力的重要影響因素，而土壤的機(jī)械阻力直接影響植物的生長。進(jìn)一步知道，土壤容重降低程度從小到大排列依次為：老頭松改造、補(bǔ)植喬灌、草灌喬混合。

2.不同水土保持措施對于土壤結(jié)構(gòu)組成和團(tuán)聚情況的影響

不難看出，經(jīng)過處理后的土壤石粒和砂粒的含量降低，而粉粒和黏粒有所增加，出現(xiàn)這種變化的原因可能是植被的覆蓋能夠?qū)ν恋丶?xì)微顆粒起到攔截作用，從而使砂粒等較大的顆粒含量相對降低，而對照組由于植被太少而使小顆粒的粉粒和黏粒大量流失，因此，其大顆粒的石粒等就相對較多。

土壤團(tuán)聚情況能夠反映出土壤的透水性和分散率，其對于土壤的結(jié)構(gòu)組成和抗侵蝕能力有重要的影響?？梢钥闯鼋?jīng)過實(shí)施水土保持措施的土地土壤團(tuán)聚體明顯增多，團(tuán)聚情況得到很大程度的改善，分散率相應(yīng)變低，其中草灌喬混交最為明顯，其次是補(bǔ)植喬灌，最后是老頭松改造。

改造后的土地樣本團(tuán)聚體分布比較均勻穩(wěn)定，分析其原因可能是經(jīng)過實(shí)施保土措施的土地含有的粉粒和黏粒相對較多，而砂粒相對較少，這樣土壤就更容易產(chǎn)生團(tuán)聚，并且由于土壤得到了充分的保護(hù)，從而使土壤的結(jié)構(gòu)組成不易改變。

土壤的主要結(jié)構(gòu)組成和團(tuán)聚情況：老頭松改造>100㎜礫石35.18%，砂粒43.55%，粉粒34.90%，黏粒21.55%，1～0.25㎜團(tuán)聚體17.65，團(tuán)聚度37.67%，團(tuán)聚狀況25.05%，分散率66.03%：老頭松改造>100㎜礫石34.96%，砂粒33.42%，粉粒40.05%，黏粒26.53%，1～0.25㎜團(tuán)聚體22.05，團(tuán)聚度52.08%，團(tuán)聚狀況26.56%，分散率65.85%：老頭松改造>100㎜礫石28.67%，砂粒32.38%，粉粒40.27%，黏粒27.35%，1～0.25㎜團(tuán)聚體22.98，團(tuán)聚度50.03%，團(tuán)聚狀況30.89%，分散率53.14%：老頭松改造>100㎜礫石42.12%，砂粒51.34%，粉粒33.68%，黏粒14.98%，1～0.25㎜團(tuán)聚體4.07，團(tuán)聚度15.11%，團(tuán)聚狀況6.08%，分散率91.07%。

3.不同水土保持措施對土壤水分的影響

土壤的結(jié)構(gòu)組成和團(tuán)聚水平能夠影響土壤的持水量和含水量，由于實(shí)施過水土保持措施的土地團(tuán)聚水平較高，因此其土壤水分就相應(yīng)增多，據(jù)此就能知道不同的水土保持措施對于土壤水分保持的影響程度：草灌喬混交>補(bǔ)植喬灌>老頭松改造。

4.不同水土保持措施對土壤滲透性的影響

經(jīng)過水土保持措施治理后的土壤細(xì)微顆粒相對較多，而較大的顆粒相對較少，從而相應(yīng)的團(tuán)聚水平就較高，土壤的孔隙度也就相應(yīng)增加。我們知道，土壤孔隙度以及團(tuán)聚水平的提高都有利于水的滲透。通過對上文的土壤的孔隙度的比較和上文中的土壤團(tuán)聚狀況的分析可以較容易得出不同水土保持措施對于土壤滲透性的提高效果：草灌喬混交>補(bǔ)植喬灌>老頭松改造。

三、降雨對地表徑流的影響分析

對地表徑流造成影響的因素有很多，比如人類活動、土壤類型等，其中，影響最大的就是降雨。

（1）降雨強(qiáng)度對產(chǎn)流時(shí)間的影響

分析數(shù)據(jù)可知，降雨強(qiáng)度越大，產(chǎn)流時(shí)間越短。

產(chǎn)流時(shí)間和降雨強(qiáng)度的關(guān)系：降雨強(qiáng)度1.2cmh-1，平均產(chǎn)流時(shí)間4min；降雨強(qiáng)度1.0cmh-1，平均產(chǎn)流時(shí)間6.12min；降雨強(qiáng)度0.8cmh-1，平均產(chǎn)流時(shí)間8.75min；降雨強(qiáng)度0.6cmh-1，平均產(chǎn)流時(shí)間10.53min；降雨強(qiáng)度0.4cmh-1，平均產(chǎn)流時(shí)間12.71min；

（2）降雨量對徑流深的影響

可以知道降雨量越大，徑流就越深。徑流深度和降雨量的關(guān)系：降雨量40mm，徑流深度24.98mm；降雨量60mm，徑流深度38.24mm；降雨量80mm，徑流深度55.15mm；降雨量100mm，徑流深度68.52mm；降雨量120mm，徑流深度80.06mm；

（3）降雨對土壤滲透性的影響

由圖1可以看出，在剛開始的階段，土壤的滲透速度隨時(shí)間的變化較明顯，后來幾乎不變，最終穩(wěn)定入滲。結(jié)合試驗(yàn)中選取的對照組土壤的低孔隙度可以發(fā)現(xiàn)，降雨影響了土壤的滲透性，進(jìn)而對地表徑流造成影響。

四、不同水土保持措施對地表徑流的影響分析

首先根據(jù)前文知道，水土保持措施可以提高土壤的孔隙度，使土壤的滲透性能得以提高，當(dāng)其他條件不變時(shí)，滲透性能越高，土壤形成地表徑流的速度就越慢，地表徑流也就越不易形成。所以，水土保持措施的實(shí)施能夠減少地表徑流。3種水土保持措施減少地表徑流的程度由大到小依次為：草灌喬混交、補(bǔ)植喬灌、老頭松改造。

其次，實(shí)施水土保持措施能夠加強(qiáng)土壤的團(tuán)聚，而團(tuán)聚程度對于土壤的透水性有重要影響，透水性的提高可以有效地使地表水流向地下，進(jìn)而減少土壤的地表徑流。3種水土保持措施對于地表徑流的不同影響程度同上。

結(jié)語

綜上所述，不同的水土保持措施對于土壤的物理性質(zhì)如孔隙度、團(tuán)聚程度、土壤的結(jié)構(gòu)組成等都有很大的影響，從而對地表徑流產(chǎn)生影響。沒有經(jīng)過水土保持措施處理的土地在各方面的土壤情況都不及經(jīng)過處理的土壤，因此這樣的土地容易遭到侵蝕，造成嚴(yán)重的水土流失。眾所周知，我國人均耕地面積在不斷減少，因此相關(guān)部門一定要認(rèn)真做好水土保持工作，提高土壤的利用率。

參考文獻(xiàn)

[1]李翔，楊賀菲，吳曉，等.不同水土保持措施對紅壤坡耕地土壤物理性質(zhì)的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，47（10）：1677-1682.

[2]岳輝.強(qiáng)度水土流失區(qū)不同治理措施對土壤物理性質(zhì)的影響[J].亞熱帶水土保持，2013，25（1）：5-8.

[3]杜黎明，郭培閃.城鎮(zhèn)化對降雨-徑流關(guān)系的影響研究[J].現(xiàn)代測繪， 2015（5）：35-37.

[4]陳曉燕，張娜，吳芳芳.降雨和土地利用對地表徑流的影響——以北京北護(hù)城河周邊區(qū)域?yàn)槔齕J].自然資源學(xué)報(bào)，2014，29（8）：1391-1402.