建设活动中下垫面条件与水土流失关系探讨

甄斌 李莉 杨春霞

摘要：认识不同立地条件的侵蚀特点是科学认识侵蚀分布和分区进行预防及保护的前提。本文结合实践中常见的几种扰动形式，结合已有研究成果对比分析了其侵蚀强度特点，同时对比分析了局部整地在植被恢复中的作用，研究结果可为生态保护和高质量发展大目标下的科学精准防护和植被恢复提供参考。

关键词：扰动;坡地;穴状整地;平茬措施;坡地;水土流失

中图分类号：X141 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.114

Discussion on the relationship between underlying surface conditions and soil and water loss in construction activities

Zhen Bin1，Li Li2，Yang Chunxia2

（1.Research Institute of Yellow River Survey， Planning and Design Co.，Ltd.，Zhengzhou Henan 450003，China;2.Yellow River Water Conservancy Research Institute Key Laboratory for soil and Water Loss Process and control， Some Random Place Somewhere，Zhengzhou Henan 450003，China）

Abstract：Understanding the erosion characteristics of different site conditions is the premise of scientific understanding of erosion distribution and zoning for prevention and protection.Combined with several common forms of disturbance in practice，the characteristics of erosion intensity are compared and analyzed， and the role of local land preparation in vegetation restoration is compared and analyzed.The results can provide reference for scientific and accurate protection and vegetation restoration under the goal of ecological protection and high quality development.

Key words：Disturbance;Sloping land;Hole-shaped land preparation;Stubble measures;Sloping land;Soil erosion

以生态保护和高质量发展为目标，对依托水土资源的生态建设活动提出了更高的要求。生产建设过程中注重保护，建设过程之后注重恢复及效果势在必行，因此寻求切实可行的方法尤为重要。

不同建设活动以扰动破坏地表及其生态功能开始，以恢复地表植被生态系统及功能结束，在这一过程中，存在多种形式的扰动破坏形式，研究各扰动形式危害大小并针对性地采取预防保护措施是贯彻生态保护和高质量发展的前提，本文结合实际工作认识和已有研究成果，探讨建设活动中不同扰动形式对水土流失的影响，以增加各领域工作者对扰动类型及其水土流失强度的直观认识。

1 坡面扰动形式及其水土流失特点

生产建设过程中，以坡地水土流失最明显，开挖扰动后形成密实度较高的裸坡、堆砌形成不同密实度的裸坡以及植被恢复初期等几种坡地形式为例，数据依据文献[1]整理，不同立地条件坡面产沙特征见表1.地形和侵蚀外力相似条件下，土壤密实和含水量对坡地水土流失度小的坡地，坡地侵蚀强度越高，如组次1-3的三种立地条件。对于有紫花苜蓿覆盖的小区也有类似表现，即土壤容重小、前期土壤湿润的坡地，侵蚀强度越大。对于原状弃耕自然草地坡面，由于植被覆盖结构完整，侵蚀产沙强度最低。

由于试验条件不同，各组次间不免存在系统间的误差，但不影响我们对原状坡面遭受破坏后侵蚀强度增加幅度的认识。比如，与原状自然草地坡面相比，径流冲刷模拟试验中显示，裸坡侵蚀强度增加65.6倍之多，新恢复的紫花苜蓿侵蚀强度也增加1.8倍，从紫花苜蓿和自然草地的侵蚀强度对比也可以看出，实施了人工种草后，侵蚀强度减少明显，也说明采取植被措施后，需要一定的植被恢复期才能充分发挥植被的水土保持作用。

模拟降雨试验中，与自然裸地对比，人为裸坡侵蚀强度增加21～24.55倍，试试紫花苜蓿2个月后的侵蚀强度有明显降低;但在人为裸坡上栽植冬青灌木后，由于地表没有植被覆盖，由于栽植初期冬青灌木头重脚轻，侵蚀强度反而增强23.15～28.18倍，且栽植密度越大，侵蚀强度增加越明显，可见在裸坡治理初期，不能盲目追求绿化效果，必须切合实际并做好植被恢复初期的防护。

2 坡面穴状整地措施及其水土流失特点

生产建设过程中，植被恢复重建、施工迹地恢复、原有植被经营管理等实践活动中都存在整地方式，一般情况下，整地方式对下垫面及地表均有一定的影响，尤其是坡地上的整地措施与水土流失强度关系密切。常見的整地措施有深翻整地、穴状整地、水平阶、植被平茬等措施。有关研究表明，全面整地后的植被栽植初期，坡地水土流失明显[1]，尤其是深翻整地，植被建设之初，由于地表土壤的土质比较疏松，抗蚀性弱。水平阶可以增加径流入渗，切断坡面径流，抑制径流泥沙发生，水平阶整地措施可以大大减少坡面水土流失。各种整地措施应用环境不同，对水土流失影响也不同。以穴状整地措施为例。

穴状整地实践活动在甘肃天水罗玉沟试验场坡面实施，种植穴直径×深约为30cm×30cm，穴坑呈品字形交错排列，穴状整地面积占小区总面积的24.75%;种植穴坑内覆土松软，穴坑外原状土致密坚硬。对比观测情况。

降雨降落到地表转化为入渗量和地表径流量两部分（忽略填洼），将坡面小区有径流流出的时间记为产流时间，产流之前的入渗量即为降雨量，产流之后的入渗量按降雨强度和产流量推算;产流时间越长说明坡面入渗能力越强;和未整地的对比坡面小区相比，穴状整地坡面降雨产流时间明显滞后，入渗系数明显较高，降雨产流量明显低于未实施穴状整地的对比坡面小区。对于裸地小区，穴状整地后，产流时间从1′38″（93.50mm/h）延迟到4′55″，使产流时间比对比裸地滞后3′17″;整体入渗系数从0.34提高到0.60，入渗率由0.31mm/min提高到0.57 mm/min，穴状整地后，强化入渗率达0.26 mm/min，致使產流量从1 290.11L降低到857.77L。对于自然草地小区亦是如此，在降雨强度相当的情况下（104.45、104.60mm/h），实施穴状整地措施的自然草地降雨产流时间延迟了1′04"，入渗系数由0.69提高到0.79，入渗率从0.66mm/min提高到0.76 mm/min，强化入渗率0.105 mm/min，产流量降低到未整地自然草地小区的69.51%。

3 结论与讨论

在建设活动扰动地表、植被恢复建设过程中，建设期的扰动破坏极大地增加了土壤侵蚀强度，同时建设初期植被恢复形式和整地措施也对下垫面的土壤侵蚀环境产生一定的影响。

扰动后的坡地侵蚀强度较自然草地增加明显，人工种草措施可以明显降低侵蚀强度，但草被措施水土保持功能的恢复需要时间;穴状整地是一种局部整地方式，可以避免大范围整地带来的侵蚀强度增加危害，同时可以起到增加降雨入渗减少径流和侵蚀的作用，在各领域的植被恢复实践中可以推广应用。

原状地表和自然植被水土保持功能稳定，建设过程中应注意保护，各立地条件下水土流失特征差异明显[3]，生产实践中适时采取有效预防保护措施具有重要意义。以生态保护和高质量发展为目标，需要结合生产建设过程中其他扰动方式、各种预防保护措施及整地措施开展研究，以便遴选出生产实践中更适合的方案。

参考文献

[1]杨春霞，姚文艺，肖培青，等.不同立地条件下坡面水土流失的差异性试验研究[J].水土保持研究，2010，17（1）：222-224.

[2]王萍，王克勤，李太兴，等.反坡水平阶对坡耕地径流和泥沙的调控作用[J].应用生态学报，2011，22（05）：1261-1267.

[3]李鹏，崔文斌，郑良勇，等.草本植被覆盖结构对径流侵蚀动力的作用机制[J].中国水土保持科学，2006（01）：55-59.

收稿日期：2020-09-27

基金项目：国家自然科学基金项目（41701326）;水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验室开放课题（201601）。

作者简介：甄斌（1976-），男，汉族，学士，高级工程师，研究方向为水土保持技术及咨询服务。