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贵州黔中地区几种作物对水土保持的效果研究

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  [摘 要]贵州属于岩溶发育的高原山区,地形复杂、山高坡陡、地势高差大,生态环境极为脆弱。境内水系发育,流域面积广,土层薄,暴雨多集中在5月至9月,极易产生水土流失。鉴此,本文选取2017年度贵州黔中地区几种种植面积较广的作物为代表,通过取样分析得出:在贵州黔中地区草地的水土保持效果最好,次之是林地,效果最差的是农地。不同的作物品种、种植方式、耕作方式对水土保持影响也比较大。
  [关键词]特水土保持;种植
  [中图分类号]S157 [文献标识码]A
  贵州属于高原山区,土壤数量本身较少、土层浅薄,加之人类长期破坏性、掠夺性的垦殖,使地表植被遭到严重破坏,造成全省水土流失严重。全省水土流失面积达7.67万平方公里,占全省总面积的43.5%;石漠化面积32480平方公里,约占全省土地总面积的18.44%,而且每年仍以3.5%~6%的速度递增;土壤侵蚀面积高达50%以上。从土壤侵蚀程度看,微度侵蚀约占10%,轻度侵蚀约占20%,中度与强度约占30%,极度侵蚀约占40%。
  1 材料和方法
  1.1 监测点概况
  修文县龙场监测点位于贵州省灌溉试验中心站内,属贵州省贵阳市,地理位置为东经106?37',北纬26?52',高程在1270m-1300m之间。地处乌江水系猫跳河的一级支流,修文河的中下游地带。本区属于亚热带湿润气候区,气候温和,雨量丰沛,年平均降雨1235mm,年平均气温12.6℃,年日照时数1324h,年平均风速2.3m/s 。植被主要以灌木及草本为主,土壤为黄壤土,土壤质地多为重壤、中壤和轻壤。
  1.2 径流小区概况
  修文县龙场监测点总共有5个径流小区及1个气象观测场,主要观测内容有降雨、径流泥沙、植被和土壤含水率等。5个坡面径流小区的坡度、坡向、土壤、地貌基本一致,小区水平投影坡长18.13m,小区宽度均为5m,投影面积为90.65m2,坡度为15?。小区采用分流池和集流池等测流设备,均为2级分流。简易气象站距离径流小区30米,面积100m2,观测仪器为HOBO小型自动气象站。
  1.3 监测内容与方法
  主要监测内容有降雨、径流量、径流泥沙、植被、土壤含水率及作物产量等。监测方法主要是采用水尺观测分流池、集流池水位,进而计算得出径流量。再取泥沙水样3瓶(每瓶1000ml)带回实验室进行过滤、烘干,最后再作进行侵蚀量计算。
  2 结果与分析
  2.1 年度降雨分析
  2016年度降雨总量917.4mm,降雨日数175天,最大日降水量42.6mm,最大月降水量196.6mm,最大次降雨量39.8mm,最大30分钟雨强41.1mm/h,最大降雨侵蚀力324.2MJ.mm/(ha.h)。2017年度降雨总量1098.9mm,降雨日数184天,最大日降水量79.8mm,最大月降水量327.4mm,最大次降雨量79.6mm,最大30分钟雨强79.6mm/h,最大降雨侵蝕力1465.5MJ.mm/(ha.h)。
  2.2 年度径流和泥沙分析
  (1)1#小区为农地(胡豆):该小区2016年11月15日种植胡豆,为纵坡种植,2017年3月6日, 5月20日收割,全区鲜重12485g。本年度产流24次,侵蚀性降雨总量565.4mm,降雨侵蚀力5259.5MJ.mm/(ha.h),径流深12.73mm,径流系数0.0139,土壤流失量0.4105t/hm2。
  (2)2#小区为农地(小麦、玉米):该小区于2016年11月12日播种油菜,横坡耕作,2017年5月27日收割,全区鲜重产量为20630g。2016年6月5日种植玉米,横坡种植,2017年9月25日收割,全区鲜重产量为109200g。本年度产流24次,侵蚀性降雨总量565.4mm,降雨侵蚀力5259.5MJ.mm/(ha.h),径流深13.76mm,径流系数0.0150,土壤流失量0.3975/hm2。
  (3)3#小区为农地(油菜、玉米),该小区于2016年11月12日播种小麦,纵坡耕作,2017年5月27日收割,全区鲜重产量为22710g。2016年6月5日种植玉米,纵坡种植,2017年9月25日收割,全区鲜重产量为111670g。其间均进行了整地、中耕、施肥及除草等农耕活动,本年度产流24次,侵蚀性降雨总量565.4mm,降雨侵蚀力5259.5MJ.mm/(ha.h),径流深10.96mm,径流系数0.0119,土壤流失量0.323t/hm2。
  (4)4#小区为草地(马蹄金):该小区本年度仅进行了除草和施肥等农耕活动,本年度产流23次,侵蚀性降雨总量565.4mm,降雨侵蚀力5259.5MJ.mm/(ha.h),径流深8.97mm,径流系数0.0093,土壤流失量0.0568t/hm2。
  (5)林地5#小区为林地(梨树):该小区本年度仅进行了除草和施肥等农耕活动,本年度产流24次,侵蚀性降雨总量565.4mm,降雨侵蚀力5259.5MJ.mm/(ha.h),径流深15.14mm,径流系数0.0165.,土壤流失量0.304t/hm2。
  3 结论
  (1)通过对该年的实测数据分析得出,该地区农地平均径流深为12.48mm,平均径流系数0.0136,土壤流失量0.377t/hm2;草地平均径流深为8.97mm,平均径流系数0.0093,土壤流失量0.0568t/hm2;林地平均径流深为15.14mm,平均径流系数0.0165,土壤流失量0.304t/hm2。
  (2)通过对不同土地利用方式(农地、草地、林地)进行对比分析,可得出水土流失较为严重的是农地,次之是林地,水土保持最好的是草地。主要原因是农地在播种期和收割期,土壤覆盖程度较小,水保效果差,再加上中期进行了施肥和除草农耕活动,造成了土壤扰动所导致的。次之是林地,由于在径流小区内,林地未对地面形成有效覆盖,雨滴直接击溅到地面,对地表扰动较大,导致土壤流失较为严重。草地地面覆盖率在85%以上,雨水对土壤的侵蚀最小。
  [参考文献]
  [1] 龙忠富,唐成斌,莫本田.贵州草业在喀斯特山区水土流失治理中的作用[J].贵州农业科学,2000(01).
  [2] 蔡琴.贵州喀斯特山区水土流失特征与水土保持研究进展[J].贵州科学,2006(03).
  [3] 林昌虎,朱安国.贵州喀斯特山区土壤侵蚀与环境变异的研究[J].水土保持学报,2016(01).
  [4] 房军,李继新,张和喜,方小宇.秸秆在烤烟栽培中的保水效果研究[J].节水灌溉,2009(01).
  [收稿日期]2019-01-08
  [基金项目]本文系贵州省水利厅科研项目(编号:KT2017-04)。
  [作者简介]张友贤(1986—),男,贵州兴义人,工程师,农田水利工作。
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