水土保持工程措施对花岗岩红壤坡面异质性的影响

【摘要】花岗岩发育的红壤是我国南方的地带性土壤,由于自然和人为因素,水土流失极其严重。坡面工程是该地区治理水土的重要措施,措施布设后伴随对水土的拦蓄减流,区域内的土壤和水分在坡面上的分布状况发生了变化,研究改变后的土壤空间异质性不仅有利于全面评价工程措施效果,还对指导植被恢复和探讨合理的措施布局有重大意义。本研究以福建省长汀县的一处典型花岗岩红壤自然坡面为研究对象,从不同坡位和坡面措施内外两个方面对鱼鳞坑、反坡台地、水平沟三种措施以及对照小区的土壤各项性质指标进行观察测定,比较分析各个措施土壤空间异质性分布的特点和措施之间的差异,为进一步研究不同措施水土保持作用机理以及植被与措施布设提供理论依据。取得以下研究结果：(1)三种坡面工程措施都发挥出了减少水土流失的作用,三种措施减沙效益依次为水平沟(18.89%)>鱼鳞坑(15.23%)>反坡台地(7.45%),减流效益依次为水平沟(37.73%)>反坡台地(27.86%)>鱼鳞坑(21.90%),水平沟措施减流减沙效果最显著。(2)三种坡面工程措施均改变了土壤的空间异质特性。泥沙冲於量、土壤物理性质、养分含量、含水量和植被的空间分布差异程度均表现为水平沟>鱼鳞坑>反坡台地。鱼鳞坑小区泥沙淤积量从坡上至坡下逐渐减少,坡中部土壤物理性质状况良好,养分在这一区域富集。反坡台地泥沙的分布特性相比较于原状坡面发生了较大变化,坡上部是泥沙淤积的主要区域,土壤物理性质及水分分布特性未表现出较大差异。水平沟小区措施内是养分与水分富集的主要区域,异质性分布主要体现在措施内和措施外的差异。(3)措施和坡位在不同土壤性质指标的异质性分布中发挥的作用不同。泥沙冲淤量和土壤物理性质的空间分布与措施和坡位均有相关关系,不同处理小区间的措施内外和不同坡位上差异巨大,水分的空间分布只在措施尺度上表现出差异,各个小区措施内水分含量在各坡位上均高于措施外。(4)水土保持坡面工程措施发挥水土保持效益的主要机理是减缓了降雨在坡面的再分布过程,这种减缓作用的大小决定了措施水土保持效益的好坏。水平沟由于垄措施的存在,更为彻底的切断了径流流线,极大的减缓了降雨再分布过程,因此表现出了优于其他措施的水土保持效益。(5)根据土壤性质的空间分布规律,提出以促进植被恢复为中心的坡面工程措施与植被措施的布局方案,鱼鳞坑小区坡中部区域、反坡台地小区坡下部、水平沟措施顶部区域选取具有经济效益的树种种植,此外,三种措施均需在此次试验规格上加大坡上部的措施挖方量。根据三种措施水土保持效益的比较,建议在本研究区域和类似条件下,选取水平沟作为最适宜的坡面工程措施布设。
【作者】向风雅；
【导师】陈家宙；
【作者基本信息】华中农业大学，水土保持，2014，硕士
【关键词】鱼鳞坑；反坡台地；水平沟；产流产沙；土壤养分；

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