粤西主要经济林土壤侵蚀特征与控制措施的研究

李钦禄,王 建,王法明,吴 赞,柯春琼

(1.广东省茂名市水土试验推广站，广东 茂名 525029;2.广东省水土保持监测站，广东 广州 510635;3.中国科学院华南植物园，广东 广州 510650)



粤西主要经济林土壤侵蚀特征与控制措施的研究

李钦禄1,王 建2,王法明3,吴 赞1,柯春琼1

(1.广东省茂名市水土试验推广站，广东 茂名 525029;2.广东省水土保持监测站，广东 广州 510635;3.中国科学院华南植物园，广东 广州 510650)

以粤西桉树速生林和荔枝经济林为研究对象，比较了不同管理方式下两种林型水土流失特征。得出：①在坡度一定的情况下，林地管理方式对水土流失量影响巨大，使用除草剂能有效减少水土流失量；且坡度越大影响越剧烈； ②桉树林下作物种植，采取合理的种植管理方式可以有效控制水土流失程度；种植过程中注意减少地面干扰，可以控制流失量在轻度水平；③坡度为15°以上的丘陵坡地，不适合建立传统人工铲草方式的果园，自然生长的桉树林地具有控制水土流失的显著效能。

经济林；土壤侵蚀；人工林经营；控制措施

广东西南部地区受热带高温多雨气候影响，成为水土流失极其严重区域。在高温多雨气候条件下，土壤有机质快速分解，尤其当地表受到干扰后，有机质快速下降到极低水平，使地面抗侵蚀能力降低，如在桉树林采伐后，有机质分解殆尽，在以传统的铲草方式管理的果园内，地表有机质也极低，高温多雨气候也使土壤风化强烈，在缺乏有机胶体粘结作用下，易受水力冲刷而损失[1]。粤西地区人口密度大，土地承载压力大，大量土地用于桉树、果园等经济林，客观上造成了地表经常受到干扰的事实，并成为严重水土流失的一个关键因素。

在粤西地区，矮丘陵最大面积的土地利用方式是植造桉林和建立荔枝园，他们是本地区农民最重要的收入来源。桉林一般在5～6 a砍伐，在此生长期内，一般在前两年施肥管理，地表有一定扰动，后面几年则让其自然生长，因而前几年会有明显的水土流失，但一些桉树快速长高后出现林下水土流失问题[2]，近年来，提出了在林下种植豆科植物的管理方式，豆科植物具有固氮作用，增加林地氮素养分供应，同时增加地表覆盖可以降低水土流失，但对这一林地经营方式的实际应用效果仍缺乏评估。

荔枝是茂名地区最有影响力的果树品种，传统上，荔枝园要进行反复除草，致使地表完全没有草被覆盖，经常性的暴雨导致果园出现严重水土流失，也导致肥料养分的损失，近年来随着高效除草剂的使用，许多果园采用除草剂控制杂草，园地表面不再受到人为扰动，不但节约了人工成本，还有明显的水土保持效果。

本研究针对粤西地区大量矮丘陵地种植桉树与荔枝的土地利用方式，建立大型人工径流场，探讨减少水土流失的土地利用与管理方式，为当地的生态环境改善提供科学依据。

1 研究区概况

本试验在茂名市小良水土保持试验站开展，小良站位于广东省电白县的沿海台地上，东经110°54′18″，北纬21°27′49″，属热带北缘。小良站地处热带沿海，根据其自然地理环境，他代表的区域范围包括海南、广东、广西和福建的热带亚热带沿海区域。其地带性土壤为花岗岩风化而成的砖红壤，具有本地区最典型丘陵地貌特征。茂名市地形由东北向西南倾斜，地貌以山地丘陵为主，兼有平原和沿海滩涂，平原占总面积13.8%，丘陵占55.8%，山地占11.2%，台地占6.6%，河流水面占12.6%。试验场土壤类型为赤红壤，处于热带和亚热带的过渡带，属南亚热带季风气候。年平均气温为22.6 ℃，最高温度为37.5 ℃，最低温度为2.2 ℃。雨量充沛，干湿明显，年平均降雨量为1 772.1 mm，降雨量年际变化大，雨季在4—9月，降雨量分布不均匀，东北部及西部为多雨区，中南部为少雨区。

在茂名水保站内，人工建立了8个5 m×20 m标准人工径流场，其中2个坡度为5°，其余6个坡度为15°。在径流场下部，建立了径流量与泥沙量监测设备，进行每场降水监测。

2 试验方案与数据分析方法

2.1 试验方案

径流场开展了如下对比试验

1) 不同坡度荔枝林不同除草方式下水土流失特征

在两个坡度为5°径流场，种植荔枝，种植规格为本地区常用株行距，2.5 m×3 m，其中1个采用除草剂管理，另1个采用人工锄草管理。除草剂每年在春季进行除草，然后在杂草明显出现后进行除草，全年除草约4次，保持荔枝林下基本没有杂草。以同样的方式，在两个坡度为15°的径流场建立试验处理，即种植荔枝，分别进行人工除草和除草剂除草。

2) 桉树林林下种植豆科植物的效应试验

在4个坡度为15°的径流场，分别进行传统粗放管理方式与林下种植豆科植物的对比，各2次重复。传统粗放管理方式是在种植后进行一定施肥，之后让其自然生长。林下种植豆科植物可以为林地增加氮素养分供应，同时具有保持水土的功效。

3) 试验观测

小区径流量及泥沙含量观测方法采用二级分流人工观测法。观测项目包括：降水、径流、含沙量，分别详述如下：

降水观测设备是VantagePro 2自动气象站和电脑1台，全天候观测，每隔5 min记录1次。

径流观测设备包括12孔分流池和集流池，观测仪器包括取样瓶、装样瓶、量筒、沉淀水杯、铁铲、小铁铲、铝桶、电子称、电子天平、铝盒、烘箱。

观测周期为每降一场有产流降雨观测1次，若遇到连续数天降雨，则等雨停后观测。

除草工具包括锄头、喷雾器、除草剂、量筒等。除草次数每年4次。

2.2 数据分析方法

采用降水特征统计方法对降水日数、降水历时、最大次雨量、最大月降水量、最大降水侵蚀力等特征参数进行统计，具体统计计算方法参见水文统计。采用《土壤侵蚀分类分级标准》分析水土流失的程度。

3 结果与讨论

3.1 试验区降雨特征

表1是试验样地2015年降雨统计表，结果表明，2015年全年降雨量为1 115.8 mm，雨季主要在5月至10月，期间除6月外，其余月降雨量均超过100 mm，降雨日超过10 d，最大月降水量出现在5月，雨量达235.8 mm，此降雨格局与当地常年降雨特征相吻合。全年降雨日数110 d，最大日降水量126.2 mm，出现于当年10月，是1次台风雨所致，最大次雨量为122.6 mm，亦是本次台风雨的结果，最大降雨侵蚀力为1 344.5 (MJ·mm)/(hm2·h)。12月降雨日数最多，达14 d，但均为小雨，总雨量只有57 mm。1—3月为干旱期，各月降雨量不超25 mm，其中3月只有6.8 mm。此降雨格局决定了水土流失将主要出现于5至10月。

3.2 土壤流失量

从表2可知，人工除草会大幅增加水土流失量，在坡度为5°时，水土流失量达4 994 t/km2，而采用除草剂除草时，流失量只有540 t/km2。当坡度达到15°时，这一流失量更大幅上升，即使是除草剂除草，流失量也达到1 530 t/km2，但这一量仍低于5°坡度时的人工除草量，而15°坡度时人工除草处理的土壤流失量则达到11 837 t/km2。这一流失量甚至超过坡度为35°生长自然植被的丘陵地流失量(9 200 t/km2)[1]，显示人为地表干扰对水土流失具有重大影响。

显然，地表除草方式对土壤流失量起关键作用，传统的人工铲草方式是导致大规模水土流失的主要因素，它造成的土壤流失量约为除草剂除草管理的8～9倍，人工铲草致使表土疏松，如遇暴雨，则极易形成水土流失。事实上，对于果园管理，为了防控出现严重水土流失，清除地表植物时，适当留茬或回盖枯草是一个有效的对策，地表种植一定的绿肥植物更是具有显著的水土保持效益[4]。坡度也是决定水土流失量的关键因素，如果坡度只有5°，人工除草时土壤流失量只有坡度为15°时的42%，除草剂处理则只有35%。因而，丘陵坡地坡度较大时，土地利用强度要降低，以防出现大量水土流失。

表1 2015 年茂名市小良径流小区日降水量

注：降水量:mm；历时:min；I30:mm/h；最大降雨侵蚀力:(MJ·mm)/(hm2·h) 降水量:mm。

表2 茂名市小良水保站荔枝林地径流小区2015年径流泥沙统计

桉树林是粤西地区极其重要的经济林，当地百姓有种植桉树的传统，规模极大，研究控制桉树种植区的水土流失具有极重要意义。由于广东省气候中的暴雨特征，林下水土地流失已成为一个不容忽视的问题，桉树林被认为是值得关注的林型[2]。表3可知，桉树自然生长条件下，水土流失量只有431～625 t/km2，平均为528 t /km2。加种木豆虽然可以增加林地氮素养分供应，但他使水土流失量有较大幅度的增加，与自然生长的平均值比较，增加幅度达3～6.5倍。从结果看，即使种植木豆的两个处理，也有较大的差别，表明具体种植过程也影响土壤流失量，据现场观测，种植过程中如果能有意识降低对地面的扰动，则可以显著减少流失量。

表3 茂名市小良水保站桉树林地径流小区2015年径流泥沙统计

比较同为15°坡度荔枝林(表2)与桉树林(表3)，则荔枝林的土壤流失量远大于桉树林，在除草剂除草时的流失量为1 530 t/km2，而自然生长的桉树平均流失量只有528 t/km2，接近3倍的差别。果园较高强度的人工管理造成地面干扰，则是果园土壤流失量上升的主要原因。这种耕地土壤流失量较高，而桉树林地土壤流失量较低的特征，与全省基本趋势是一致的[5]

3.3 水土流失强度评估

根据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007)中面蚀(片蚀)分级标准，本地区整体地形及试验小区均属于坡耕地类型，对比表2与表3测定值可以看出，坡度为5°的荔枝林除草剂管理时，土壤侵蚀属轻度(540 t/km2)，但人工除草时则属中度(4 994 t/km2)。如果坡度为15°，除草剂管理流失量仍属轻度(1 530 t/km2)，但人工除草时则为极强度。显然，在坡地利用上，要避免强度水土流失，更要避免极强度水平的出现，在坡度达到15°时，不适合进行传统管理方式的荔枝种植了，此时应以除草剂方式减少地面干扰，或不规划为果园。

自然生长的桉树林地，水土流失量为轻度，如果在林下种植木豆等豆科植物，则可能导致中度流失量，但亦可控制在轻度流失量。显然，在桉树林下种植豆科植物是可以的，在种植过程中只要不过度干扰地表面，仍可控制流失量在轻度水平。

4 结语

本文通过对比试验分析粤西地区主要的土地利用类型——荔枝园与桉树林地不同耕作管理模式对水土流失的影响，研究表明：两种不同土地利用方式具有不同的水土流失潜势，他与管理方式密切相关。

1) 在坡度一定的情况下，林地管理方式对水土流失量影响巨大，使用除草剂能有效减少水土流失量；且坡度越大影响越剧烈；具体表现为坡度为5°的荔枝林地使用除草剂除草，只发生轻度水土流失(540 t/km2)，但如果使用传统的人工铲草，则导致中度水土流失(4 994 t/km2)，如果在坡度为15°荔枝园进行人工铲草管理，会导致极重度水土流失(11 837 t/km2)；

2) 坡度为15°以上的丘陵坡地，不适合建立传统人工铲草方式的果园，自然生长的桉树林地具有控制水土流失的显著效能。

3) 桉树林下作物种植，采取合理的种植管理方式，可以有效控制水土流失程度；桉树林下种植木豆可以增加氮素养分，但也会增加水土流失量，但仍属轻度至中度流失量水平，只要种植过程中注意减少地面干扰，可以控制流失量在轻度水平，因此，在桉树林地合理种植木豆以增加生态系统氮素养分供应，在实践上是可行的。

[1] 张淑光.我国南方水土流失的特征[J].广东水利水电，2008(8)：53-55.

[2] 梁音， 张斌， 潘贤章， 等. 南方红壤丘陵区水土流失现状与综合治理对策[J].中国水土保持科学，2008，6(1): 22-27.

[3] 郭索彦.水土保持监测理论与方法[M].北京：中国水利水电出版社，2010．

[5] 张淑光，林新明. 再论我国南方水土保持策略[J].广东水利水电，2012(9):47-50.

[6] 朴圣国，刘晓南，刘平.广东省土壤侵蚀与土地利用关系研究[J].广东水利水电，2008(8):32-35．

(本文责任编辑 王瑞兰)

Soil and Water Erosion in Economic Plantations of Different Managements in Western Guangdong Province

Li Qinlu1, Wang Jian2, Wang Faming3, Wu Zan1, Ke Chunqiong1

(1.Maoming Experiment and Extension Station of Water and Soil Conservation, Guangdong province, Maoming 525029，China;2.Monitoring Station of Water and Soil Conservation of Guangdong Province, Guangzhou 510635，China;3.South China Botanical Gardens, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650，China)

The fast-growing eucalyptus and litchi forest in western Guangdong has been taken as research object, and the different management modes in two forest types of soil erosion characteristics have been compared. Results showed that: 1, in the certain slope situation, forest management had huge impact on the amount of soil erosion, the used of herbicides can effectively reduce soil erosion; and the greater the slope influence more intensity; 2, crop under eucalyptus trees, reasonable planting management mode can effectively control the degree of soil erosion; The reduced interference planting process could control the loss in mild level; 3, the slope above 15 degrees is not suitable for the establishing the traditional artificial way shovel grass. Natural growth eucalyptus forest has significant effectiveness to control soil erosion.

economic plantation; soil erosion； plantation management； weed control

2016-08-20;

2016-09-20

广东省水利厅创新科学基金(2012-20)。

李钦禄(1965)，男，本科，高级工程师，从事水土保持监测、水土保持和生态恢复研究工作。

S157

A

1008-0112(2016)09-0047-05