摘要:在總結紅壤丘陵區水土保持治理措施效益的基礎上,探討了不同治理措施在花崗巖和第四紀紅粘土發育的紅壤上的治理效果。結果表明:單一的耕作措施要與其他措施配合才能取得理想的治理效果;在花崗巖紅壤區,適宜布置魚鱗坑和竹節溝,梯田較不適宜在該區布置;在第四紀紅粘土上適宜布置梯田措施,不適合布置魚鱗坑和竹節溝。
關鍵詞:紅壤丘陵區;土壤侵蝕;治理模式
中圖分類號:TB 文獻標識碼:A 文章編號:16723198(2014)05019101
我國水土流失嚴重,土壤侵蝕面積超過國土總面積的三分之一,其中南方水土流失面積約34萬km2。嚴重的水土流失導致了農業生產效益的降低,生物多樣性減退,地質災害的加劇。本文通過對不同母質發育的紅壤丘陵區各種治理措施效益的分析,構建出經濟可行的坡耕地治理體系,為紅壤丘陵區的水土流失治理提供依據。
1、研究區概況
南方紅壤丘陵區地形起伏大,降雨量多而集中,母巖抗蝕力弱,人口密度大,因而導致該區自然植被破壞嚴重,人地矛盾突出,是我國水土流失最嚴重的區域之一,尤其是花崗巖區和第四紀紅色粘土區。
花崗巖發育的紅壤侵蝕面積約占紅壤總面積的4310%,巖石礦物受到強烈風化形成深厚疏松的風化層,土壤極為貧瘠,表土以沙粒為主,導致該地區土壤抗蝕性低。第四紀紅粘土發育的紅壤侵蝕面積約占紅壤總面積的1480%,質地粘重,土層深厚,土壤通氣和透水性較差,徑流系數大,具有酸、黏、板、瘦等不良特性。
2、母質對治理措施效益的影響
(1)對工程措施水土保持效益的影響。傅勤認為水平梯田得開發和治理適用于人多地少坡度小于15°的緩坡地,而坡式梯田的治理開發主要用于地多人力輸出遠離村莊的陡坡地。水平階和魚鱗坑適用于荒坡和荒山的治理,是坡地植樹造林的較常見的一種整地方法。
花崗巖紅壤區不適于作物的生長,單一的梯田措施很難取得較好的治理效果。以閩北為例,閩北地形起伏大,絕大多數的土地面積坡度大于25°,不適合梯田的修建。耐旱耐瘠得植物對于改善坡地干旱貧瘠具有較好的作用,魚鱗坑和水平階造價底實施快,配合植物措施能明顯發揮攔泥蓄水的作用,并且受坡度的制約較小,適用于花崗巖紅壤區的土地治理。
第四紀紅粘土粘性大和透水性差,梯田措施能減緩坡度和截短坡長起到很好的貯水保水作用,防止農田果園的水、土、肥的流失,為作物生長創造良好的基礎條件。
(2)對植物措施水土保持效益的影響。植物籬是一種有效的坡地農林復合經營模式。蔡強國的研究表明,植物籬技術經過10余年或者更長的時間便可使坡耕地逐漸演替為平地,實現保土保水效益。
植物籬適用于所有母質發育的紅壤區,在樹種草種的選擇上,應以本地樹種草種為主。第四紀紅粘土主要以種植香根草為主,花崗巖紅壤區主要種植胡枝子、香根草、楊梅、寬葉雀稗等。
(3)對耕作措施水土保持效益的影響。耕作措施的水保效益與坡度的大小有直接的關系,隨著坡度的增加,耕作措施的水保效益會顯著降低。
根據彭娜對不同利用方式紅壤坡地土壤水分分配的研究,在坡度為8°~11°第四紀紅土發育的紅壤區,常規農作產流月際差異大,產流量高,休閑荒地和茶園的產流穩定,且產流量顯著低于常規農作,要避免采取常規農作這種利用方式。
根據趙輝對花崗巖紅壤區不同土地利用類型坡地產流與侵蝕產沙的研究,土壤侵蝕模數排序為:裸露荒地坡耕地旱地疏林地典型林分林地。由此看出,坡耕地在花崗巖紅壤區侵蝕產沙嚴重,要與其他的治理措施結合才能達到有效的水土流失治理效益。
3、治理措施在不同母質發育的紅壤丘陵區的優化配置
(1)花崗巖紅壤區治理措施的優化配置體系。
花崗巖紅壤區屬于強度流失區,可以采用“大封禁,小治理”模式。以福建河田為例,山地植物以馬尾松為主,植物根部裸露,首先應該在林下補種草灌,促成植物群落的恢復。隨著喬、灌、草的有效結合,水土流失降低,土壤結構趨于穩定,可以采用工程措施和生物措施的結合,取得一定的經濟效益。
在坡度為0°~5°的丘陵區,主要以耕作措施為主,其中等高耕作和等高溝壟耕作能很好的攔蓄地表徑流,配合地面覆蓋和植物籬等措施以取得更好的保土保水效益,但是要注意植物的選擇,防治植物與農作物之間的爭水、爭光、爭肥的現象,喬灌草合理搭配。在坡度為5°~15°的坡地,可選擇梯田、竹節溝或魚鱗坑等措施,在立地條件較好的情況下主要以水平梯田為主,配合布設蓄排水措施和植物措施,如在梯田措施配合排水溝(竹節溝)、內溝外埂、梯坎植草等徑流調控措施的模式,發展經濟林和果園。在坡度為15°~25°的坡地,重力梯度較大,地質災害嚴重,土壤修復性差,在這一帶應避免修建梯田,主要以魚鱗坑為主。對坡度在25°以上的陡坡,是崩崗侵蝕和滑坍侵蝕的集中區,應采取封禁治理,避免一切人、畜進入從事各種活動。
(2)第四紀紅粘土發育的紅壤治理措施的優化配置體系。
江西水保生態科技園區通過近幾年的規劃與發展,為我國南方紅壤區特別是第四紀紅粘土母質紅壤的水土保持生態建設提供了支撐和示范,此處主要以該園區的水土保持徑流調控技術與模式進行分析和研究。
在坡度為0°~5°的丘陵區,可以采用等高耕作和等高溝壟耕作攔蓄地表徑流,減少土壤養分流失;“間套綠肥、地面覆蓋”模式,以秸稈、麥稈、稻草等實施地面覆蓋技術。在坡度為5°~15°的坡地,主要以梯田措施為主,其他措施為輔,前埂后溝梯田的保土保水效益最佳,其次是梯壁植草梯田。在坡度為15°~25°的坡地,主要以植物籬措施為主,其他措施為輔,植物籬在短期內效果不明顯,但在2~3年后植物籬就會超過梯田的蓄水保土效益。在坡度為25°以下的坡耕地,可修建水平階類的窄梯田,田內種植果樹,利用坡面徑流調控分流、聚流、貯流與利用技術,配合截水溝和蓄水池的布置。對坡度在25°以上的陡坡,水土流失嚴重,土壤貧瘠,不利于措施的布設和作物的生長,應選擇退耕還林。
4、結論
花崗巖紅壤區由于它的不穩定性,在布置措施時除了考慮投入產出外還要避免崩塌的發生,單一的植物籬措施在15°~25°的坡地不能很好的發揮蓄水保土作用,要結合魚鱗坑的布置才能取得較好的治理效益;第四紀紅粘土發育的紅壤質地均勻,結構穩定,布置措施主要考慮投入產出,植物籬措施在15°~25°的坡地上能起到很好的蓄水保土作用,在15°以上的坡地,由于造價過高,土壤利用率底,不適合梯田的布置。
在具體的實施過程中要注意因地制宜合理安排,經濟發達可選擇布置梯田,經濟落后可選擇植物籬。單一的措施往往存在缺陷,不能很好的發揮水土保持效益,在坡面的治理中應結合當地的實際情況做到以一種措施為主,多種措施為輔的治理模式。