房地产项目建设对土壤抗蚀抗冲性的影响研究

刘艳琴，邹玉友，李艳梅，朱正华

(1.昆明睿清水土保持咨询有限公司，云南 昆明 650051；2.西南林业大学，云南 昆明 650224)

房地产项目建设对土壤抗蚀抗冲性的影响研究

刘艳琴1，邹玉友1，李艳梅2，朱正华1

(1.昆明睿清水土保持咨询有限公司，云南 昆明 650051；2.西南林业大学，云南 昆明 650224)

土壤抗蚀性；土壤抗冲性；房地产项目

因开发建设而造成的水土流失，已成为我国水土流失的主要组成部分。充分认识各种开发建设扰动土壤的抗蚀抗冲特点，对于预测水土流失和有效制定防治措施具有重要意义。以昆明经济技术开发区内的3处在建房地产项目为例，分析研究了房地产项目建设对土壤抗蚀、抗冲性的影响，结果表明：房地产项目建设扰动土壤的抗蚀、抗冲性明显低于经果林地的土壤，其抗蚀指标值和抗冲系数平均值分别较后者小44.15%和30.28%；房地产项目区内压实土壤抗蚀抗冲性明显好于松散土壤，说明及时压实土体是防治因开发建设造成水土流失的有效措施。

我国因开发建设而造成水土流失的比例正快速增长[1]，为了做好开发建设项目水土保持工作，有必要做好基础研究，其中水土流失预测是基于开发建设项目占地类型、侵蚀动力特征及扰动后土壤特征所做出的水土流失时空分布分析和侵蚀量计算结果，是水土保持措施规格设计和设置分布的重要依据。合理的水土流失预测不仅基于地形地貌和侵蚀动力，还受土壤抗蚀抗冲性的影响。土壤抗蚀抗冲性是表征土壤在特定的侵蚀动力下抵抗被侵蚀能力的重要指标。我国很多学者开展了土壤抗蚀抗冲性研究，多数是对自然侵蚀背景下的土壤进行研究，而对于开发建设扰动土壤的研究尚没有报道。基于此，我们针对房地产类项目建设扰动后土壤的抗蚀抗冲性做了试验和分析，以期为开发建设项目水土流失预测及水土保持工作开展提供依据，为开发建设项目水土流失及水土保持的定量研究提供参考。

1 研究对象

本次研究对象为昆明经济技术开发区内3处在建的房地产项目，总开发面积63.80 hm2，场内总体上平整。3处项目均已全面开工建设，建筑物区域已经有1层的地上部分雏形，还有部分被施工材料、施工机械及工棚覆盖，其余地面基本裸露。对照地选择项目区附近的经果林地，树龄11 a，株行距2.5 m×4.0 m，林下杂草较多，植被盖度约50%。经果林地是该区域房地产项目主要的占地类型。

2 试验设计及方法

在项目区现场区分裸露松散堆体、压实堆体、场内路面3个地面类型，经果林选择林木长势均匀区域。采集表层0～10 cm土壤，测定含水率、容重、孔隙度、土壤质地、有机质含量、微团聚体、水稳性指数、水稳性大团聚体含量、抗冲系数等指标。测定抗冲系数时在每个地面类型上分别采集6个土壤样本，其余指标分别采集3个样本，实验室内3次重复测定，取平均值。

(1)土壤水分采用烘干法测定，土壤容重及孔隙度使用环刀法测定，有机质含量采用外加热法测定，土壤微团聚体和机械组成均采用吸管法测定。

(2)土壤微团聚体计算公式为

团聚状况(%)= >0.05mm微团聚体含量(%)-

>0.05 mm颗粒含量(%)

(1)

(2)

分散率(%)=

(3)

分散系数(%)=

(4)

(3)水稳性指数采用静水崩解法测定，计算公式为

(5)

式中：K为水稳性指数；i为时间，min，i=1,2,3,…,10；Pj为10 min内没有分散的土粒数量，粒；Pi为第i分钟的分散土粒数量，粒；Ki为第i分钟的校正系数；A为试验的土粒总数(50粒)。

(4)水稳性大团聚体含量采用湿筛法测定。湿筛中大于0.25 mm的团聚体为大团聚体，计算公式为

水稳性大团聚体含量(%)=

(6)

(5)抗冲性采用原状土冲刷槽法测定。土壤取样器尺寸为20cm×10cm×5cm(长×宽×高)。用取样器取得原状土并在水中浸泡使其吸水饱和。将饱和后的原状土样品放置于冲刷槽内，冲刷槽坡度为5°，设计流量为0.9 L/min，恒压水箱为其供水。从开始产流时计时，在冲刷开始后，分别测定每一分钟的泥沙量，共测3 min，计算抗冲刷系数(C)，用来评价土壤抗冲性，计算公式为

(7)

式中：Q为需水量，L；t为冲刷时间，min；w为冲走土质量，g。

3 结果与分析

3.1 土壤基本物理性状

扰动土壤的含水率、容重、孔隙度等均与对照经果林地有一定差异，详见表1。松散堆体容重小、孔隙度大，而被强烈碾压的路面和平整压实的土体则容重大、孔隙度小，其中项目区内土壤只有松散堆体的容重比经果林地小。压实堆体含水率较高，为15.99%，松散堆体最低，为7.40%(由于是在旱季进行的试验，所以各处土壤含水率均较低)。场内土壤均为轻壤土，经果林地为沙壤土。

表1 土壤物理特征

容重小、孔隙度大有助于水分入渗，减少地表径流和侵蚀，但是松散的土壤在径流冲刷下更易被运移，紧实的土壤则相反。

3.2 土壤抗蚀性

表征土壤抗蚀性的指标众多，经常采用的有有机质含量、水稳性指数、水稳性大团聚体含量、团聚状况等[2]。各指标值详见表2。

土壤有机质含量是水稳性团粒的主要胶结剂，对提高土壤的抗蚀能力具有重要作用，有机质含量越高，土壤抗蚀性越强[3]。水稳性大团聚体是指由性质稳定的胶体胶结团聚而形成的具有抵抗水破坏的能力，且在水中浸泡、冲洗情况下不易崩解的粒径大于0.25 mm的土壤团粒。水稳性大团聚体具有较高的稳定性，其含量是评价土壤抗蚀性的重要指标，含量越高，土壤抗侵蚀能力越强[4]。团聚度、团聚状况反映土壤的团聚化程度，其值越大，抗蚀性越强[5]。分散率与分散系数是土壤易蚀性指标，土壤的分散率和分散系数愈大，其抗蚀抗冲性越差[6]。水稳性指数(K)是土壤团粒结构的重要反映，土壤水稳性指数是检验土壤抗蚀性强弱的主要指标，指数越大，土壤团粒结构就越好，抗蚀性就越好[7]。

从表2可以看出，经果林地各项抗蚀指标值均优于房地产项目区内的土壤，比项目区的指标值大22.98%～325.60%，平均为90.31%，说明经过施工扰动后，项目区内裸露土壤抗蚀性显著下降。房地产项目区出现了不同的裸露地表，其中场内路面除分散率不是最优外，其余指标均优于松散堆体和压实堆体，说明场内路面的土壤抗蚀性最强；压实堆体仅有机质含量一项略低于松散堆体，其余抗蚀指标均优于松散堆体。以指标数值判断，项目区内部土壤抗蚀性从强到弱依次是场内路面、压实堆体、松散堆体。但是经过方差分析，项目区内部不同地面抗蚀指标差异并不显著(P=0.98>0.05)，项目区内部土壤和经果林地土壤抗蚀性指标值差异也不显著(P=0.39>0.05)。

3.3 土壤抗冲性

土壤抗冲性是土壤抵抗径流冲刷运移的特性，主要为土体抵抗冲击的性能，是土壤的基本性质之一[7]。抗冲系数的变化可反映出不同土壤在径流作用下抗冲性能随时间变化的特点，是影响土壤抗冲性的因素之一。各样地类型土壤抗冲系数如图1所示。

图1 不同样地类型抗冲系数

在坡度、冲刷流量相同的条件下，房地产项目区内的土壤抗冲系数为0.073～0.130 L·min/g，平均为0.107 L·min/g；经果林地土壤的抗冲系数最大，为0.153 L·min/g。房地产项目场内路面的抗冲系数最大，为0.130 L·min/g；松散堆体的抗冲系数最小，为0.073 L·min/g。说明开发建设项目扰动后土壤的抗冲性能减弱，但压实能有效提高土壤抗冲性。

经过对4个类型样地6组抗冲系数值的方差分析，发现无论是房地产项目区内还是经果林与房地产项目区间比较，土壤抗冲系数并无显著差异。

4 结论与讨论

研究结果表明，房地产项目场内施工建设扰动，导致土壤抗蚀抗冲性比无施工扰动的经果林地土壤弱，其中抗蚀指标值小29.83%～76.50%，平均小44.15%。抗冲系数小15.03%～52.29%，平均小30.28%。施工扰动引起土壤团聚结构破坏，土壤的胶结物质减少，从而进一步导致土壤抗蚀抗冲性下降。房地产项目区内平整压实土体的抗蚀抗冲性优于松散的土体，及时平整压实土体可有效提高土壤的抗蚀抗冲性，对减少土壤侵蚀具有积极意义，在目前的工程技术条件下，先压实处理后期再疏松利用也比较容易。

抗蚀抗冲是土壤本身的一种相对表现，具体的侵蚀情况是土壤与径流综合作用的结果。使用压实措施提高土壤抗蚀抗冲性，由此引起场内地表径流的增多，这种互相抵消的效应产生怎样的最终结果还需要进一步研究和分析。但是压实措施可以有效提高土体的抗蚀抗冲性，同时也提高了场地的稳定性，只要做好径流管理，对于防止土壤侵蚀还是积极有效的。

(感谢西南林业大学环境科学与工程学院为本次试验提供了试验条件，感谢昆明经开区水务局为选择采样地进行的协调工作。)

[1] 宋晓强，张长印，刘洁.开发建设项目水土流失成因和特点分析[J].水土保持通报，2007，27(5):108-113.

[2] 潘树林，辜彬，杨晓亮.土壤抗蚀性及评价研究进展[J].宜宾学院学报，2011(12):101-104.

[3] 王忠林，李会科，贺秀贤.渭北旱塬花椒地埂林土壤抗蚀抗冲性研究[J].水土保持研究，2000，7 (1):33-37.

[4] 邵明安，王九全，黄明斌.土壤物理学[M].北京: 高等教育出版社，2006：87.

[5] 李勇，徐晓琴，朱显谟，等.草类根系对土壤抗冲性的强化效应[J].土壤学报,1992,29 (3):302-309.

[6] 孙彩丽，薛萐，刘国彬，等.黄土区不同施肥对土壤颗粒及微团聚体组成的影响[J].植物营养与肥料学报,2014(3):550-561.

[7] 邹翔，崔鹏，陈杰，等.小江流域土壤抗冲性实验研究[J].水土保持学报，2004，8(2): 71-73.

(责任编辑 孙占锋)

S714.7

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1000-0941(2017)05-0044-03

刘艳琴(1978—)，女，山西五台县人，工程师，硕士，主要从事开发建设项目水土保持研究工作。

2017-02-05