南方红壤低山丘陵植物篱坡面的水土流失特征分析

陈海生 梅道亮

摘 要：采用野外径流小区实验，以自然裸露坡地作为对照，利用2016年8月14日安吉县山湖塘综合观测场的降雨和土壤侵蚀过程数据，研究了不同植物篱对降雨条件下红壤坡面径流深和土壤流失量的影响。结果表明，在各种植物措施中，毛竹林保留林下植被小区由于植被盖度达到95%，其水土保持效果最好、最稳定，其次是竹子全面抚育小区，最差的是落叶经济林全面抚育小区。

关键词：植物篱；红壤丘陵；径流深；土壤流失量

中图分类号 S157.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）18-0102-02

我国南方红壤丘陵区是以水力外营力为主的水土流失类型区，该区域由于降水强度大、山地坡度大等特点，再加上传统的耕作方式，水土流失十分严重。而在坡面上利用植物措施来进行水土保持，不但具有明显的挡水、挡土、防治水土流失的效果，而且具有改良土壤、抑制病虫害和杂草生长的作用。Paningbatan[1]的研究表明，在坡面上种植豆科灌木植物能够大幅度降低土壤侵蚀量。宇淑慧等[2]发现在坡耕地上种植草带可显著降低径流量和侵蚀量。谢庭生等[3]的研究表明，香根草、芦竹栽植可迅速恢复紫色土侵蚀沟植被。本研究拟选择浙江省安吉县山湖塘综合观测场作为典型研究区，在分析野外径流小区降雨产流过程数据的基础上，研究不同植物措施对坡面径流深、土壤流失量的影响，以期为南方丘陵区红壤坡地的植物篱措施优化配置提供依据。

1 研究区概况与试验方法

1.1 自然概况 安吉县山湖塘综合观测场属于太湖流域，东经119°34′00″，北纬30°37′00″。观测场是建立在安吉水土保持科技示范园区内，位于递铺镇净土社区，距中心城区8km。观测场所在的水保园区地貌类型属低山丘陵，土壤以红壤为主，土层浅薄，较易风化，从而导致水土流失严重。该区域总土地面积57.88hm2，土地利用状况为：有林地、疏林地和荒坡35.88hm2，坡耕地20hm2，水面2hm2。原有水土流失面积31hm2，占总土地面积的53.6%。

1.2 径流小区布设与监测内容 安吉县山湖塘综合观测场，共设标准径流小区9个，尺寸均为20m×5m（长×宽），面积100m2，坡度20°。每个径流小区下均设3级集流池，每个集流池尺寸为1m×1m×0.9m（长×宽×高），每级之间设置5个分流孔，4个分流孔分流到池外，1个分流孔分流道下一级，集流池均没有遮盖。观测场各径流小区中，1号小区为梯地种植农作物，2号小区为顺坡种植农作物，3号小区为裸地，4号小区为顺坡种植白茶，5号小区为梯田种植白茶，6号小区为落叶经济林全面抚育，7号小区为落叶经济林保留地被，8号小区为竹子全面抚育，9号小区为竹子保留地被。2016年8月14日，用自记雨量计来记录雨量和降雨过程，记录降雨的起止时间和各阶段的雨强。小区地表径流通过集水槽和导水管流入径流收集池中，径流收集池容量按100年一遇暴雨设计。采用定位观测的方法，在降雨后测量径流深和泥沙量。径流深在量水池中用体积法求得，观测径流的同时，将量水池中的水搅拌均匀后取样，经过滤-烘干-称重，求算土壤流失量。监测方法是在径流小区产流停止后，将集水槽中沉积的泥沙扫人径流池中，再用搅拌器将水池中所盛混合物搅匀后，用采样器在池中水位一半处分别采集3瓶水沙样，每瓶所取水沙样约800～1000mL，用烘干法对所取水沙样含泥沙量进行测定，分别取平均值获得该次降雨各个径流池所采水沙样的含泥沙量，从而对比各个径流小区的土壤流失量[4]。植被盖度的测定：采用样方法进行调查[5]。分别记录9个径流小区内的植被盖度和植株的平均高度。

2 结果与分析

2.1 不同植物篱的植被盖度和株高 在南方红壤坡地中，寸草不生的纯粹裸地比较少见，但灌草生长数量极少的裸地在坡面上还是常见的。在本实验条件下，这些裸地的植被盖度一般都在5%左右（见表1）。其他有植被覆盖的8个径流小区中，以竹子保留地被的植被盖度最大，为95%，其次是竹子全面抚育，其植被盖度为90%，这2个径流小区的的植株高度都为2.5m。顺坡种植白茶和梯田种植白茶的植被盖度只有25%，为最低，它们的株高只有0.2m。其余各径流小区的植被盖度从高到低依次是落叶经济林保留地被、顺坡种植农作物和梯田种植农作物，其相应的植株高度分别为1.8m、0.5m、0.5m。

2.2 植物篱措施对丘陵坡地径流深的影响 径流深是指在某一时段内通过河流上指定断面的径流总量除以该断面以上的流域面积所得的值。它是某一时段内从流域某断面流出的水量，折算成该断面上游的汇水面积内的平均水深。从表1可以看出，各径流小区中，裸地的地表径流深是所有小区中最大的，为9mm。而在不同植被之中，则是落叶经济林全面抚育小区最大，地表径流深为6mm，地表径流深最小的是竹子保留地被小区，只有1mm，落葉经济林全面抚育小区的径流深是竹子保留地被小区的6倍。顺坡种植农作物、顺坡种植白茶和梯田种植白茶小区的径流深都是3mm，梯田种植农作物、落叶经济林保留地被和竹子全面抚育小区的径流深都是2mm。

2.3 植物篱措施对丘陵坡地土壤流失量的影响 通过对径流小区坡面水土流失状况的观测，在地貌、土壤、坡度等自然条件及降雨条件基本一致的9个陡坡面径流小区，裸地和有植被覆盖的径流小区土壤流失量相差很大。裸地的土壤流失量为0.53t/hm2，比顺坡种植白茶的0.01t/hm2高53倍。而在各植被覆盖的径流小区中，以落叶经济林全面抚育小区土壤流失量最大，为0.46t/hm2，其次是顺坡种植农作物和梯田种植白茶，这些径流小区的土壤流失量为0.07t/hm2，竹子全面抚育径流小区的土壤流失量也比较少，只有0.02t/hm2。

3 结论与讨论

综合起来看，毛竹林保留林下植被径流小区的水土保持效果最好、最稳定，其地表径流深是所有植物篱措施中最少的，只有1mm；土壤流失量也比较少，只有0.02t/hm2。这是因为该植物措施植被盖度最高，为95%。雨滴在经过林冠层、草本层以及枯枝落叶层后，其动能明显降低，对土壤的冲击力明显降低。所以单次的降雨所产生的侵蚀作用远远低于其他植物措施的径流小区。因此，在建造植物篱时，应考虑建立合适的乔灌草相结合的植物复层结构，以达到最佳的水土保持效果。

参考文献

[1]Paningbatan E P，ciesiolka C A，coughlan K J，et al.Alley cropping for managing soil erosion of hilly lands in the Philippines[J].soil technology，1995，8（3）：194-204.

[2]字淑慧，吴伯志，段青松.不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响[J].水土保持学报，2005，19（5）：39-42.

[3]谢庭生，罗蕾.紫色土丘陵侵蚀沟建植物篱自然植被恢复及水土流失特征研究[J].水土保持研究，2005，12（5）：62-65.

[4]刘凤仙，覃莉，顾再柯.贵州省水土保持监测点观测数据整编的做法及存在问题[J].中国水土保持，2014（3）：59-61.

[5]尉淑珍，昝亚玲.不同植被恢复方式对无机盐工业废弃地生物多样性影响[J].环境与可持续发展，2017（2）：77-79.

（责编：张宏民）