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象，針對不同的土地利用類型分別采取相應的水土流失治理措施，通過樣地和徑流小區(qū)的觀測，分析林地、坡耕地、茶果園的水土保持效果。結果表明，通過林草治理，隨著治理年限的增長林草覆蓋度明顯提高，林草覆蓋度2號（95%）>3號（80%）>4號（50%）>1號（35%）；并且提高了土壤有機質、水解氮、速效鉀、速效磷的含量，增強了土壤肥力；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依據(jù)，為寧化縣農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供服務。

關鍵詞：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：S157.9

文獻標志碼：A

論文編號：2014-0453

0引言

自從20世紀20年代Hugh Bennet在美國倡導了一場水土保持運動，水土流失問題逐漸受到人們的關注與重視，嚴重的水土流失使生態(tài)環(huán)境更趨惡化，在中國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重的地區(qū)之一，也是中國南方紫色土丘陵區(qū)水利侵蝕的典型代表，境內水土流失已有上百年歷史，嚴重制約了社會、經(jīng)濟的可持續(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多年的時間，而紫色土從巖石暴露地面到成土僅僅需要10年的時間。1939年中國開始了紫色丘陵區(qū)土壤侵蝕的研究，坡地試驗小區(qū)設立在四川省內江甘蔗試驗場，從事不同耕作方法對水土流失量及作物產(chǎn)量影響的試驗研究。1941年以后，在四川北培又建立了水土保持實驗區(qū)，采用徑流小區(qū)和小流域泥沙觀測，并引種國內外優(yōu)良的水土保持樹種、草種，對水土流失規(guī)律、水土保持措施及效益等進行了研究。張奇等分析了川中丘陵區(qū)小流域7年觀測數(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系。陳曉燕通過運用WEEP模型對遂寧市紫色土產(chǎn)流、產(chǎn)沙侵蝕的觀測，認為WEEP模型對紫色土侵蝕過程預測合理，為進一步研究WEEP模型對紫色土多年侵蝕預測提供和參考。陳一兵等對遂寧組紫色土的滲透性能進行了研究，結果表明，雨強和翻耕對土壤穩(wěn)定入滲速率無顯著影響。

國內外的專家通過遙感技術對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，而且多集中研究對治理過程中單因子的研究，而對整個水土保持效益的研究較少。由于長期研究的側重點不同，中國南方紫色土丘陵區(qū)水土流失理論、生態(tài)恢復與重建實踐等工作相對滯后，而已有的研究大多集中于室內、坡面等小尺度范圍內，研究空間窄，時間跨度短。調整農(nóng)業(yè)結構，擴大林草系統(tǒng)，恢復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象，以徑流小區(qū)實測資料為依據(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指導。

1材料與方法

1.1試驗時間、地點

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行，室內土壤化驗于2008年5月進行。

寧化縣位于福建省的西部，根據(jù)遙感調查的統(tǒng)計結果，全縣的水土流失面積430.66km²，占土地總面積17.89%，輕度、中度、強度、極強度、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、濟村等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，形成連片的水土流失流失面積達128.33km²。地處中亞熱帶季風氣候，兼具有大陸性氣候特點，是福建省氣溫低、相對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，冬長夏短，溫涼潮濕。境內風向季節(jié)切換明顯，冬季以西北一北風為主，夏季多偏南風。降雨時空分布不均，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)域水土流失嚴重，不僅造成水庫、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，導致樹草停止生長，甚至灼傷死亡，受破壞的植被其恢復的難度很大。

1.2樣地設置

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

13研究方法

1.3.1侵蝕劣地植被恢復措施 寧化縣域西部林地，因植被受到破壞，土壤侵蝕嚴重，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。針對這種情況，對中強度水土流失地采用工程措施結合造水保林，實施以草促灌，草、灌、喬相結合的治理措施。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。1.3.2茶果園水土保持措施應當選擇坡面較為平緩，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，通過坡面徑流調控，防止地表徑流無序亂流造成對茶果園沖刷。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，夯實成型，梯田與作業(yè)區(qū)便道交接處設排水溝道。同時，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，同時田面種植綠肥，增施有機肥改良土壤結構，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土壤有機質抗蝕力等方法，促進坡耕地保土蓄水，達到改良土壤的目的。具體采用等高耕作、等高帶狀間作、覆蓋、免耕少耕、增施有機肥等措施。坡度大于25。的坡耕地實行退耕還林還草。1.3.4統(tǒng)計分析植株高度、冠幅、胸徑為平均值；覆蓋度采用對角線段法測定；土壤侵蝕強度根據(jù)土壤侵蝕強度分級標準確定；土壤化學性質測定將風干后的土壤全部過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，用于測定全量養(yǎng)分的測定，包括有機碳、全氮、全磷和全鉀等，其中有機碳含量測定用重鉻酸氧化外加熱法；全氮的測定采用擴散吸收法；全磷和全鉀的測定用NaOH熔融法。

2水土流失治理措施效果分析

2.1侵蝕劣地林草恢復效果觀測結果與分析

在不同治理年限的侵蝕劣地治理區(qū)選擇樣地，在樣地內觀測樹木品種、個體數(shù)量、生長情況、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林相結構變化 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體數(shù)，喬灌草多層次的林相結構逐步形成，林相結構逐步趨于合理。喬灌樹種3號樣地8種>2號樣地7種>4號樣2種>1號樣地喬灌樹種2種，喬灌密度2號樣地>178株/400m²>3號樣地71株/400m²>4號樣地47株/400m²>1號樣地30株/400m²。

2.1.2植被覆蓋度及水土流失強度的變化 由表2可見：1號樣地林草覆蓋度35%，2號樣地林草覆蓋度95%，3號樣地林草覆蓋度80%，4號林草覆蓋度50%。與非治理的覆蓋度比較，2號樣地提高60%，3號樣地提高45%，4號樣地提高15%，通過林草治理，林草覆蓋度的提高，減緩地表徑流對土壤的沖刷，水土流失強度降低，土壤侵蝕強度由強度侵蝕變?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，含氮及有機質少，由表3可知，全氮2號樣地1.82g/kg>3號樣地0.83g/kg>4號樣地0.38g/kg=1號樣地0.38g/kg；有機碳含量2號樣地16.91g/kg>3號樣地10.15g/kg>1號樣地2.46g/kg>4號樣地2.13g/kg；速效鉀2號樣地190mg/kg>3號樣地176.5mg/kg>1號樣地150mg/kg>4號樣地149mg/kg：有效磷含量2號樣地1.42mg/kg>4號樣地1.13mg/kg>4號樣地1.03mg/kg=1號樣地1.03mg/kg。通過林草治理措施，大大提高了土壤有機質、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)試驗目的，觀測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。臺地種植茶葉措施與光板地比較，減少徑流量69.03%，減少土壤侵蝕量84.84%：水平梯田種植茶葉措施減少徑流量80.49%，減少土壤侵蝕量99.04%；魚鱗坑種植油茶+生物帶措施減少徑流量61.09%，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徑流量45.24%，減少土壤侵蝕量88.48%；順坡種植當?shù)刂饕r(nóng)作物增加徑流量40.11%，增加土壤侵蝕量23.58%；通過臺地、梯田、魚鱗坑+生物帶、等高種植對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結論

（1）林草治理能在短時期內提高植被覆蓋度，喬灌草多層次結構逐步形成，改善和提高土壤肥力，減輕水土流失強度，紫色土區(qū)植被覆蓋度和物種多樣性在一定時期內就可以得到很好恢復。因此，對輕中度水土流失地應當補植適宜當?shù)胤N植的闊葉樹種，并加強管護，通過生態(tài)自我修復，達到控制水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，提高單位面積生產(chǎn)能力。

（2）坡改梯及臺地、竹節(jié)溝等水保工程措施調控坡面徑流，是解決山地茶果園水土流失主要措施，通過工程措施的實施，達到蓄、排、引有序調節(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，同時加強其他農(nóng)業(yè)技術措施的應用，達到防止坡耕地水土流失的同時，提高坡耕地改造經(jīng)濟效益。