黄草梁生态旅游区水土流失观测研究

韩培义,王石会

(山西省管涔山国有林管理局,山西 宁武 036700)

生态旅游的快速发展不可避免地给旅游地带来了一定的负面影响。植被和土壤是旅游地生态系统的主要组成部分,对旅游干扰的反应较为敏感,其状况的变化可以在一定程度上反映出对旅游干扰的生态响应。为此,从 2008年开始对芦芽山附近的黄草梁亚高山草甸及天然林内旅游路径的水土流失情况进行了观测研究。

1 黄草梁生态旅游区概况

黄草梁生态旅游区森林资源主要包括黄草梁亚高山草甸和天然次生林植被两种类型。黄草梁亚高山草甸位于山西省宁武县境内的管涔山国家森林公园,面积约 230 hm2,海拔 2 600 m～ 2 722 m。 黄草梁亚高山草甸下部是以云杉为主的天然次生林,该林分树种组成为 8云 2落;平均年龄近 90 a;平均树高 19 m,平均胸径 26 cm;活立木 855株 /hm2;郁闭度 0.8;蓄积量达 300 m3/hm2;坡度 15°～ 20°;土壤为棕色森林土壤。

黄草梁生态旅游业的兴起,促使了当地村民经济收入的增加。每年旅游季节到来时,附近农民赶着骡马来到山下,以便部分游客骑骡马上山。随着游人的增加,骡马对植被和土壤的踩踏越发严重。在黄草梁亚高山草甸区形成了 5条约几百米长的较大冲刷沟,以及断断续续的十几条小冲刷沟。

2 研究方法

2.1 观测点选择

由于山地地形的复杂性、黄草梁草甸区和林地产生径流的不确定性以及骡马践踏的随意性,观测点选择在旅游公路旁林地和草甸区的径流汇集点,并在无骡马践踏的区域设置对照。

2.2 坡面径流场设置

坡面径流场规格:宽 5 m(与等高线平行),长20 m(水平投影),水平投影面积 100 m2。

径流场上部及两侧设置围埂,下部设集水槽。

围埂:其作用是固定径流场集水面积。围埂高30 cm,埋深 30 cm,厚 5 cm,用砖砌成 ,内直外斜 ,并在外侧设置保护带。

集水槽:其作用是收集径流小区的径流。加盖子,防止雨水进入。

2.3 指标测定

2.3.1 降雨量

用已知开口面积的容器采集降雨,再用量筒得到该容器内降雨的体积(m L),通过换算系数得到降雨量(mm)。

2.3.2 径流深

每次降雨过后,计算集水槽内雨水的体积,将该体积数除以径流场面积,得到径流深(mm)。

2.3.3 侵蚀量

每次降雨后,计算集水槽中的泥沙重量,将该重量数除以径流场面积,通过换算得到侵蚀量(t/km2)。

2.4 数据处理

利用 Excel软件处理数据、换算并制图。

3 结果与分析

3.1 径流观测统计

2008年 6月 14日至 2008年 9月 22日共观测到降雨过程 19次,期间降雨量合计为 282.0 mm,研究区在多数降雨过程中发生了水土流失,而对照区没有出现带有泥沙的径流。详细降雨日期、降雨量、径流深及侵蚀量 ,见表1。

由表1可知,降雨最多的 1次发生在 8月 20日至 22日,降雨量达 32.9 mm;日降雨量最多的 1次是8月14日,降雨量达 19.7 mm。径流深、侵蚀量的大小与降雨量的变化基本相符。

3.2 径流深与侵蚀量的变化

3.2.1 径流深月变化

主要降雨期内,黄草梁生态旅游区径流深月变化,如图 1所示。

从图1可知,在主要降雨期内,各月份累计径流深依次为8月份＞9月份＞7月份＞6月份。径流深越大越易形成水土流失,因此,应在每年的8月份重点预防土壤侵蚀。其他月份也有出现大雨或者暴雨的可能,所以在整个降雨季节都要预防土壤侵蚀。

表1 2008年黄草梁生态旅游区水土流失观测

图1 径流深月变化

3.2.2 侵蚀量月变化

主要降雨期内,黄草梁生态旅游区侵蚀量月变化,如图 2所示。

图2 侵蚀量月变化

图 2显示,8月份侵蚀量最高(2.63 t/km2),其次为 9月份,7月份,6月份,这与径流深月变化相同。根据国家土壤侵蚀强度标准等级划分,当地的侵蚀量值 ＜200 t/(km2° a),则属于土壤侵蚀强度的微度等级。黄草梁生态旅游区主要降雨季节的侵蚀量为 5.01 t/km2,但在好多区域还是出现了水土流失侵蚀沟。因此,保护自然区植被,防止水土流失侵蚀沟的扩大和增多仍然是必要的。

3.3 不同降雨量下平均径流深与侵蚀量的变化

3.3.1 不同降雨量下平均径流深变化

根据国家标准对该地区降雨量进行分级,不同降雨量下平均径流深变化,如图 3所示。

图3 不同降雨量下平均径流深变化

由图3可知,小雨时的平均径流深为零,中雨时为 0.9 mm,大雨时为 2.1 mm。3种降雨量下的平均径流深差异明显,但是都比较小。

3.3.2 不同降雨量下平均侵蚀量变化

不同降雨量下平均侵蚀量变化,见图 4。

图4 不同降雨量下平均侵蚀量变化

由图 4可见,不同降雨量下的平均侵蚀量差距明显 ,大雨时最大,为 0.84 t/km2。各降雨量下的土壤侵蚀量都比较小,这与当年没有出现暴雨也有一定关系。虽然如此,如不采取相应措施,一旦出现土壤侵蚀,将会十分严重。

4 讨论与结论

1)6月份至 9月份,在黄草梁旅游区没有游客和骡马固定行走的林地和草甸区内未发生土壤侵蚀现象,也未形成水土流失侵蚀沟。

2)在黄草梁旅游区,降雨季节各月份累计降雨量、径流深及侵蚀量依次为8月份＞ 9月份＞ 7月份＞6月份,其中 8月份的径流深和侵蚀量最大,分别为6.6 mm和2.63 t/km2。在行人台阶两侧的林地和草甸,凡是骡马经常践踏的地段,如遇降雨,多要发生水土流失,并且水土流失强度随着降雨强度、旅游旺季的游客人数、两次降雨过程间隔期的增加而增加。游人和骡马的踩踏使得土壤坚实和板结,土壤结构遭到破坏,渗透力降低,地表径流加大,土壤侵蚀加重。同时,频繁的踩踏使得森林的枯枝落叶层保留甚少或者难以保留,土壤有机质下降,水分减少,林分质量降低。

3)观测当年没有出现暴雨,小雨时的平均径流深为零,中雨时为 0.9 mm,大雨时为 2.1 mm。各降雨量下的平均侵蚀量差距明显,证明植被破坏严重。各月侵蚀量都比较小,累计侵蚀量属于土壤侵蚀强度的微度级别。虽然如此,土壤侵蚀沟一旦形成,如不采取相应措施,土壤侵蚀将越发严重。

4)黄草梁旅游区草甸和林地形成水土流失侵蚀沟,导致原生植被的破坏,其主要和直接原因是游客踩踏和骡马的践踏。在草甸上和林地中控制骡马的践踏,铺设专用的行人步道已经成为实现黄草梁旅游区可持续经营的首要工作任务。

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