坡耕地弃耕对坡面径流的影响

2015-12-02贺军

山西水土保持科技 2015年4期

贺军

（山西省水利建设开发中心）

随着经济的发展和生态文明建设的需要，退耕还林已成为我国生态建设的一种重要方式[1]。对于土地资源面积宽广、坡耕地多、耕作粗放、广种薄收的不发达地区，大面积退耕会对粮食的生产和供应形成较大压力。因此，对坡耕地这种跑水、跑土、跑肥的“三跑田”进行弃耕种草（或自然恢复植被）后再种植农作物（实际上就是轮作），既可以减少水土流失，又能兼顾粮食生产，保证粮食安全。本文对弃耕（一年）和种植农作物坡耕地在侵蚀性降雨条件产生的径流量进行了试验观测与分析，以了解弃耕对坡耕地水土流失的影响。

1 研究区概况

试验区选在汾河上游地区的静乐县娑婆乡，该乡属典型的黄土丘陵向土石山地过渡区，全乡的村庄主要分布于一川（碾河川）两沟（北沟、东沟）之中，沟壑相间，地形破碎，土壤侵蚀严重。试验小区布置在人少地多的娑婆村东北方向的坡耕地上，坡度为12°，土壤为沙壤土，土壤肥力较差，单产很低。

2 研究方法

试验小区分对照和试验，选择比较规整坡耕地，修建了面积为10 m2（2 m×5 m）的简易径流试验小区2个，进行径流量观测。试验小区为弃耕一年后的坡耕地，没有进行任何人为的管护，小区内生长有较多的碱草、蒿草以及狗尾草等多种草本植物，最高植被覆盖率约60%；对照小区在春季进行耕翻，种植马铃薯，按当地农民的传统习惯进行耕种。

根据当地降水集中的特点，于2014年5-10月对侵蚀性降雨进行了观测。坡面径流用径流桶全部收集，采用体积法测量其径流量。

3 结果与分析

3.1 侵蚀性降雨及分析

侵蚀性降雨是影响坡面径流和土壤侵蚀的主要因素[2]。据观测，试验期间共产生了6次侵蚀性降雨，次降雨量在25.8-40.3 mm之间，均属于大雨。对降雨量方差分析表明，降雨量之间存在显著差异（F值为4.87，P为0.012）。7月份，侵蚀性降雨只有7月9日的1次，雨量为32.5 mm；8月份侵蚀性降雨达3次，分别在8月22日、8月23日和8月28日，雨量为25.8 mm、40.3 mm和32.2 mm，月累计为98.3 mm；9月份侵蚀性降雨有2次，分别在9月1日和9月9日，雨量为29.6 mm和28.8 mm，月累计为58.4 mm。由观测结果可知，试验地点的侵蚀性降雨主要分布在7-9月3个月内，累积侵蚀性降雨量为189.2 mm，约占年降水量的42.4%。

3.2 径流量及分析

试验和对照小区的径流量观测结果见图1。由图1可知，对照小区径流量在4 585.9-6 364.4 ml之间，累计径流量为32689.4ml，次均值为5448.2ml；弃耕地小区径流量在2 720.6-4 270.1 ml之间，累计径流量为20 188.6 ml，次均值为3 364.8 ml。弃耕地由于植被恢复和人为基本不干扰，和坡耕地种植农作物相比，明显地降低了径流量。据分析，径流量削减率为32.2%-52.1%，平均为38.2%。按照24 h降雨量标准，侵蚀性降雨均属大雨，由此可得出初步结论，在降雨状况为大雨时，弃耕可以有效削减坡耕地径流量。

图1 次侵蚀性降雨量与径流量的关系

影响坡耕地径流量的因素主要有坡度、坡长、雨强、地面植被状况、土壤质地和地面的均匀性等因素。本试验的降雨状况及坡耕地的坡度、坡长、地面均匀性和土壤质地均相同，只有地面植被状况存在差异。弃耕后，大量草本植物生长，地面植被覆盖度增加，且这些草本植物通过覆盖对降雨起到了蓄积和调节作用[3]，同时植物根系起到了固土作用，调节了土壤微生物的种群结构，进一步改善了土壤团聚体的组成，从而提高了土壤的抗侵性[4-5]。