论文部分内容阅读
南方红壤丘陵区发生在坡面的侵蚀面积大，危害强，威胁到区域的生态安全和社会经济的发展。坡面工程措施已经被验证具有良好的水土保持效果，但措施效果受地形、母质、气候、植被等因素的影响较大。由于地形、母质的多样性，水土流失规律的复杂性，坡面工程措施的实施并没有体现出多样性和系统性，针对坡面工程措施寿命的研究鲜有报道，计算坡面工程措施效益存在难度。本研究在福建省长汀县河田镇18°花岗岩红壤坡面上，进行水平沟、水平阶、鱼鳞坑三种坡面工程措施水土保持效果研究。试验小区大小10×30m，坡向西，前期地表芒萁覆盖度30％，对三种工程措施均实施7.5m3的挖方量，研究各措施实施下径流量、泥沙量、土壤物理性质、土壤养分变化以及措施内泥沙的淤积情况。得到以下结论：
(1)三种坡面工程措施有效的减少径流量，鱼鳞坑小区、水平阶小区、水平沟小区比荒坡小区径流量分别减少了23.53％、34.60％、38.14％。水平沟小区减流效果最好，且措施效果稳定；鱼鳞坑小区的效果不稳定，减流效果在5.56％～33.90％，次降雨量较大的时候，鱼鳞坑减流效果不好；水平阶小区的减流效果随着降雨量的增大效果减弱。在减沙方面，鱼鳞坑、水平沟分别减少泥沙量19.14％、7.64％，水平阶小区并没有发挥出对泥沙的调控作用。
(2)三种坡面工程措施能对坡面土壤物理性质有较大影响。措施处理下容重从大到小依次为对照小区>水平沟小区>水平阶小区>鱼鳞坑小区，同时措施的实施使花岗岩红壤坡面砂粒含量增加，粉粒和粘粒的含量减小，三种措施表面砂粒含量分布大小顺序为鱼鳞坑>水平阶>水平沟。
(3)三种措施改善坡面水分和养分状况。三种措施处理减小坡面养分的流失，其中鱼鳞坑措施具有良好的保肥作用，全磷、全氮、碱解氮、速效磷、有机质含量比对照高43.36％、38.99％、7.55％、336.52％、23.23％；水平沟、水平阶措施对土壤各部位速效养分具有明显的提升，提升幅度均达到30％以上。三种措施处理下雨后地表0-8cm土壤储水量大小依次为水平阶(16.63mm)>水平沟(15.70mm)>鱼鳞坑(15.57mm)>对照(14.48mm)，而8-15cm土壤储水量大小依次为水平沟(18.54mm)>对照(16.56mm)>水平阶(16.32mm)>鱼鳞坑(14.31mm)，鱼鳞坑随土层深度的增加土壤储水亏缺程度增大，同时水分在坡面分布不均匀。水平沟小区对深层土壤水分补给较强。
(4)在花岗岩红壤坡面，三种工程措施牢固度和寿命差异较大。所设置三种坡面工程措施的寿命是水平阶>水平沟>鱼鳞坑，但措施保土效益大小是水平沟>鱼鳞坑>水平阶。措施实施两年后，鱼鳞坑基本被填满19个，占总数24.7％；在下沿冲出侵蚀沟36个，占总数46.8％，75％措施遭到不同程度的破坏。水平阶在措施中部产生侵蚀沟，在措施侧边泥沙淤积较多。水平沟措施稳固度高，措施并没有被破坏，有20％的部分被填满。