分析有無土保持截水工程措施板栗林土壤特性的差異,生態(tài)環(huán)境保護(hù)論文

分析有無土保持截水工程措施板栗林土壤特性的差異,生態(tài)環(huán)境保護(hù)論文隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)構(gòu)造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式的改變，水土流失的方式、強(qiáng)度和類型都在發(fā)生變化，這些新的水土流失特征，給水土保持研究帶來了新的挑戰(zhàn)，華而不實(shí)經(jīng)濟(jì)林地水土流失就是這一新形勢(shì)下的典型。部分經(jīng)濟(jì)林地由于缺乏有效的水土保持措施，林下侵蝕導(dǎo)致林地土壤理化性質(zhì)變差，惡劣的土壤環(huán)境影響了經(jīng)濟(jì)林的發(fā)展，進(jìn)而構(gòu)成惡性循環(huán)。有研究表示清楚山核桃〔Caryacathayensis〕林地土壤流失量為1280t/km2,有機(jī)質(zhì)流失量為691kg/km2,而通過林下種植紫穗槐〔AmorphafruticosaLinn.〕和黑麥草〔LoliumperenneL.〕后，土壤流失量減少了80%,有機(jī)質(zhì)流失量缺乏對(duì)照的50%.橘〔Citrusre-ticulataBlanco〕園清耕地土壤流失量可超過4000t/km2,而施行草帶治理措施后，基本不發(fā)生土壤流失,并且土壤理化性質(zhì)得到較好的改善.研究指出，水平梯田壁裸露的果園土壤理化性質(zhì)趨于惡化，而梯田裸露壁植草后土壤理化性質(zhì)明顯得到改善。在紅壤坡地上，橫坡耕作措施固然有明顯的水土保持作用，但土壤流失量仍然超過南方紅壤區(qū)的容許土壤流失量；因而，要從根本上控制水土流失，還需要與其他措施配合.例如橘園梯壁植草梯田的保土效益比梯壁裸露梯田高30.1%,緩坡梯田板栗〔CastaneaMollissima〕林地施行林下套種、連種經(jīng)濟(jì)作物和梯邊生物地埂措施都具有明顯的攔沙效益,桃樹〔AmygdaluspersicaL.〕林設(shè)置野生牧草金蕎麥〔Fagopyrumdibotrys〔D.Don〕Hara〕植物籬可減少林地土壤流失量92.06%.張緯玲等研究得出在梯田臍橙〔CitrusaurantiumL.〕經(jīng)濟(jì)林的上、中、下坡位套種百喜草〔PaspalumnotatumFlugge〕植物籬，其攔沙效益分別為51%,55%和36%,并對(duì)土壤密度、土壤肥力具有明顯的改善作用；王昭艷等也以為果園草本間作具有顯著的圖1坡面采樣點(diǎn)分布Fig.1Distributionoftopsoil-samplingpointsonslope攔沙和改善土壤的作用。學(xué)者們主要從經(jīng)濟(jì)林林下草本植被恢復(fù)措施的水土保持效益和改善土壤特性的作用方面進(jìn)行了討論，而對(duì)水土保持截水工程措施對(duì)經(jīng)濟(jì)林地土壤特性的影響研究相對(duì)較少。筆者選擇浙江省安吉縣板栗林地為研究對(duì)象，通過采集坡面表層土壤樣品，比照分析有無水土保持截水工程措施板栗林土壤特性的差異，旨在弄清水土保持截水工程措施的生態(tài)環(huán)境效益，為本區(qū)域水土流失綜合治理措施布設(shè)規(guī)劃提供實(shí)踐根據(jù)。1試驗(yàn)區(qū)大概情況試驗(yàn)區(qū)位于浙江省湖州市安吉縣〔E11941,N3038〕,屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，光照充足、氣候溫和、四季分明、雨量充沛，年平均降雨量1480mm,全年降雨主要集中在3-9月，約占全年降雨量的75%;年均氣溫16.6℃；土壤以花崗巖母質(zhì)發(fā)育的紅壤為主；林木覆蓋面積達(dá)71%,境內(nèi)經(jīng)濟(jì)林面積分布較廣，華而不實(shí)板栗林是該區(qū)主要經(jīng)濟(jì)林樹種之一。本研究選擇境內(nèi)約20多年生板栗林作為研究對(duì)象，在林地設(shè)置水土保持截水工程措施和無水土保持措施進(jìn)行比照分析，華而不實(shí)有水土保持截水工程措施板栗林位于安吉縣繅舍村，坡面坡向?yàn)镋S28，坡長(zhǎng)45.2m,坡面不等距設(shè)置兩道橫向土質(zhì)截水溝，把坡面分成3個(gè)區(qū)域，溝內(nèi)有自然生長(zhǎng)的荒草，華而不實(shí)第1道截水溝距坡頂約23m,第2道截水溝距坡頂約40m,截水溝攔截坡面水流后流入縱向排水溝，最后匯入天然溝道。無水土保持措施板栗林位于杭垓鎮(zhèn)九畝垅，坡面坡向ES20，坡長(zhǎng)48.0m,板栗株行距約6m4m.2研究方式方法2.1取樣方式方法根據(jù)坡面自然坡度，并按坡度相近原則，從坡頂向坡腳采集土壤表層土樣，表層土樣為25cm深度內(nèi)分3層采集的混合樣，華而不實(shí)有水土保持截水溝措施板栗林共采集8個(gè)表層土壤，無水土保持措施板栗林共采集10個(gè)土壤。采樣點(diǎn)在坡面上的位置分布見圖1〔圖中圓點(diǎn)表示取樣點(diǎn)〕.【圖1】2.2指標(biāo)測(cè)定方式方法將野外采集的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室分析土樣的有機(jī)質(zhì)、速效鉀、堿解氮、有效磷以及土壤顆粒組成，每個(gè)土壤樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值進(jìn)行分析。華而不實(shí)：土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定；速效鉀采用NH4OAC浸提，火焰光度法測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷采用0.05mol/LHCl-0.025mol/L〔1/2H2SO4〕鉬銻抗比色法測(cè)定。土壤顆粒組成采用比重計(jì)測(cè)定，根據(jù)國(guó)標(biāo)測(cè)定了砂?！?~0.05mm〕、粉?！?.05~0.002mm〕和黏粒〔0.002mm〕的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3結(jié)果與分析3.1有無坡面截水措施對(duì)土壤養(yǎng)分的影響2種典型板栗林土壤表層平均養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1.根據(jù)南方紅壤區(qū)土壤養(yǎng)分貧瘠化的劃分標(biāo)準(zhǔn),2種林地土壤有機(jī)質(zhì)均屬肥沃，氮、鉀屬于中度貧瘠，而磷屬于嚴(yán)重貧瘠。板栗林施行坡面截水措施后，除堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)比無截水溝林地高6.61%外，土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀和有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比無截水溝林地低5.88%、6.68%和33.54%.可見坡面截水溝措施對(duì)林地土壤表層養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒有明顯的改善作用。大量研究表示清楚坡面截水溝措施有較好的攔截泥沙的作用,但從改善土壤構(gòu)造和提高土壤養(yǎng)分角度評(píng)價(jià)時(shí)，工程措施的效益明顯小于植物措施以及工程植物結(jié)合措施.一方面截水溝只是攔截了坡面流失的徑流泥沙，并將流失泥沙聚集在溝道內(nèi)，但不能防止雨滴濺蝕和溝道間坡面的養(yǎng)分流失，因而有截水溝措施的林地溝道間坡面表層土壤養(yǎng)分與無措施林地沒有較大差異；另一方面可能由于截水溝設(shè)置距離不在有效減緩徑流距離內(nèi)，導(dǎo)致溝間坡面土壤侵蝕嚴(yán)重?？梢?，要改善林地土壤肥力不能單靠截水溝措施?！颈?】圖2反映了表層土壤養(yǎng)分在坡面上的變化趨勢(shì)。有措施板栗林地土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀和堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨坡面位置的變化波動(dòng)相對(duì)較小；華而不實(shí)土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈階梯狀下降，而有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降明顯，從坡頂?shù)?.14mg/kg下降到坡腳的0.70mg/kg,坡頂是坡腳的3倍。在坡面26.8m處，有機(jī)質(zhì)、速效鉀和有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)都出現(xiàn)較小值，而該處正好也是坡度發(fā)生較大變化之處，由于坡度陡增7，徑流沖刷較為劇烈，肥沃的土壤幾乎侵蝕殆盡。無措施板栗林地土壤養(yǎng)分沿坡面變化較為復(fù)雜〔圖2〕.土壤有機(jī)質(zhì)與堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體上呈現(xiàn)階狀下降的趨勢(shì)，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈微弱的上升趨勢(shì)，而有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在23~35m段〔中坡段〕高于上坡段和下坡段。在坡面10~18m段坡度較大，土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較低；從18m段之后，坡度逐步變緩4，土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，可見在坡度發(fā)生較大改變的區(qū)段也是土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化明顯的區(qū)段，坡面坡度的增加，使得土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降。根據(jù)調(diào)查，管理者為了提高板栗雌花量，采樣前期板栗林地施用了磷肥，而在坡面33m處的采樣點(diǎn)位于撒施磷肥附近，因而導(dǎo)致了土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的突增?！緢D2】比照有無措施板栗林土壤養(yǎng)分變化可知：0~20m坡段〔上坡段〕無措施坡面土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于有措施坡面，有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)則相反，而速效鉀和堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈交替變化；在坡長(zhǎng)大于30m段，有無措施坡面土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)都下降明顯。3.2有無坡面截水措施對(duì)土壤顆粒組成的影響從土壤顆粒組成方面來看〔表2〕,有截水溝措施板栗林和無措施板栗林土壤顆粒組成均以粉粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，其次為砂粒，黏粒最低。有措施板栗林平均砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)比無措施板栗林高10.57%,而粉粒和黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)比無措施板栗林低8.75%和1.82%.可見有措施板栗林土壤粗化愈加嚴(yán)重，可能的原因在于截水溝距離較遠(yuǎn)，溝間坡面徑流沖刷仍較為嚴(yán)重，侵蝕的細(xì)顆粒土壤被沉積于截水溝內(nèi)，溝間坡面上留下的是較粗的土壤顆粒。而無措施板栗林，細(xì)土顆粒既有被徑流帶走的經(jīng)過也有重新沉積于坡面的經(jīng)過，因而粗化程度相對(duì)弱于有截水溝板栗林。【表2】從圖3能夠看出，有措施板栗林坡面不同部位土壤顆粒組成主要以砂粒和粉粒為主，并且砂粒、粉粒和黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)在坡面不同部位較為一致，表示清楚截水溝的設(shè)置，使坡面不同位置土壤顆粒組成相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)于無措施板栗林〔圖3〕,坡面不同部位土壤顆粒組成主要以粉粒為主，但在坡度發(fā)生變化的區(qū)段，土壤顆粒組成也發(fā)生較明顯的變化。坡面0~15m區(qū)段，砂粒、粉粒和黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)較為穩(wěn)定；15~23m段是坡度發(fā)生較大改變的區(qū)段〔坡度逐步增加〕,土壤顆粒各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化也大，華而不實(shí)砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，粉粒和黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)減少；而坡面23~48m區(qū)段，坡度變緩并且均勻，粉粒和黏粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈增加的趨勢(shì)，砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈減少趨勢(shì)，這可能是由于侵蝕土壤細(xì)顆粒的沉積作用導(dǎo)致?！緢D3】對(duì)于無措施板栗林〔圖3〕,坡面不同部位土壤顆粒組成主要以粉粒為主，但在坡度發(fā)生