滇中山地经果林水土保持功能研究

摘要 采用标准径流小区法，研究了滇中荒草地和经果林地径流泥沙特征和径流产沙特征。结果表明：相比荒草地，经果林能够有效拦截地表径流，减少土壤泥沙量，达到蓄水保墒、保土的效果。因此，经果林的水土保持功能优于荒草地。经果林作为我国退耕还林主要林种之一，具有经营周期短、经济效益高的特点，同时也具有良好的蓄水保土效益，适宜推广种植。

关键词 经果林；土地利用类型；径流泥沙特征；水土保持功能；滇中山地

中图分类号 S157 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）04-0172-03

Abstract Using standard plot method，characteristics of runoff and sediment of grassland and economic fruit forest in central Yunnan Province were researched in this paper. The results showed that economic fruit forest achieved the effect of soil and water conservation because compared with grassland，it could intercept surface runoff more effectively，reduce the amount of soil and sediment.Therefore，the conservation function of economic fruit forest was better than grassland. As one of main forests in returning farmland to forest，economic fruit forest has the characteristics of short operating cycle and high economic efficiency，it also has good soil and water conservation benefits，so it was suitable to plant.

Key words economic fruit forest；land use type；runoff and sediment characteristics；soil and water conservation function；mountainous area of central Yunnan Province

我是世界上水土流失最为严重的国家之一，由于特殊的自然地理和社会经济条件，使水土流失成为了主要的环境问题。经调查表明：我国水土流失状况表现出分布范围广、面积大的特点[1]。严重的水土流失会给我国的社会经济发展和人民群众的生产生活带来许多方面的危害[2]，一方面，水土流失会带走大量肥沃的土壤，从而使土层变薄、土地石化和砂砾化，导致土地严重退化，耕地面积逐渐减少，最终失去农业利用价值[3]；另一方面，大量泥沙下泄淤积江河湖库，降低了水利设施的调蓄功能和天然河道的泄洪能力，从而加剧了下游的洪涝灾害[4]。

近年来，由于特殊的地理位置、复杂的自然条件，加上人地矛盾突出，致使云南省水土流失越来越严重。据统计，云南省水土流失面积达14.13万km2，占土地面积的37%，年流失土壤5.18亿t，主要发生在>8°的坡地上，占总面积的90%以上[5]。因此，防治水土流失显得尤为重要，水土流失的防治是发展经济、保护国土、保护环境的一项重要工作[6]。

随着生产的发展和科学技术的进步，人类对于水土流失危害的认识日益深刻和系统。经果林作为重要的水土资源开发性治理措施之一，不但经济效益高，而且保水保土保肥能力强，生态效益明显，成为我国退耕还林工程建设的主要林种[7]；在农业人口众多的丘陵地区或山区，由于耕地少、坡耕地所占比重很大，发展经果林成为这些地区广大农民增收致富的主要经济来源。但由于在树种选择、品种搭配、种植模式和林分结构等方面不合理，导致大多数经果林地依然存在严重的水土流失[8]。刘 斌等[9]的研究结果表明，林草植被通过林冠截流、林下草灌和枯枝落叶层的拦蓄及植物根系对土壤的固结作用来保持水土、涵养水源、改善土壤肥力。本文以研究经果林和荒草地的水土保持功能为出发点，通过观测径流小区内地表径流泥沙规律，进一步探究经果林的水土保持功能。

1 区域概况与研究方法

1.1 试验地概况

试验地位于珠江流域西江水系南盘江上游玉溪大河支流的红塔区二龙潭小流域，地处云南省玉溪市中心城区东南部，地理位置为北纬24°08′30″～24°32′18″，东经102°31′40″～102°37′12″，流域南发源于红塔区高仓镇龙树村，由南向北直接汇入东风水库，属东风水库三大径流区之一，是玉溪市重要供水水源地东风水库径流区。流域总面积18.629 km2，主沟道长度为15.5 km。

二龙潭小流域属北亚热带半湿润冷冬高原季风气候，地貌属波状起伏线切割中山区，多年平均降雨量909.1 mm，最大年降雨量1 413.7 mm，最小年降雨量591.5 mm，多年平均暴雨天数为15 d/年，年均蒸发量为1 624.9 mm。

1.2 试验设计

根据小流域地形条件，选择荒草地和经果林地2种不同土地利用类型，在小流域典型地段布设了水平投影面积为5 m×20 m的标准径流小区，观测地表径流和土壤侵蚀量。在2个小区的附近布设了一个重庆水文仪器厂制造的JDZ1型数字自记雨量计测定每场降雨的降雨量、降雨历时。径流小区基本特征见表1。

1.3 指标测定

按《水土保持试验规程》（SL419―2007）进行径流小区观测，观测内容包括降雨场次降雨日期、降雨量、降雨历时、径流深、径流量、泥沙总量、土壤流失量等。

为便于试验分析，将经果林径流小区和荒草地径流小区分别编号，其中经果林径流小区编为1#，荒草地径流小区编为2#。

2 结果与分析

2.1 降雨分析

根据国家气象局颁布的降水强度等级划分标准，单次降雨的降雨强度可以用平均雨强或时段雨强来描述。试验期间（2016年5―10月），二龙潭小流域共有23次降雨，其中小雨3次、中雨7次、大雨12次、暴雨1次，可见大雨和中雨是试验区产生地表径流、造成水土流失的主要雨型。最大降雨出现在2016年7月7日，为82 mm，最小降雨量出现在2016年6月7日；平均雨强最大值出现在2016年6月6日，为16 mm/h，平均雨强最小值出现在2016年6月7日，为0.7 mm/h。试验小区雨季单次降雨数据见表2。

2.2 大雨条件下径流泥沙特征分析

为明确大雨条件下径流深、径流系数、径流量、泥沙总量、土壤流失量之间的关系，利用SPSS软件分析对2016年12次大雨的径流深、径流系数、径流量、泥沙总量、土壤流失量进行皮逊相关分析，结果表明：经果林径流小区中，径流深与径流系数呈显著相关；径流深与径流量、泥沙总量呈极显著相关；径流深与土壤流失量呈显著相关。径流量与泥沙总量呈极显著相关；径流量与土壤流失量呈显著相关。荒草地径流小区中，径流深与径流系数、径流量、泥沙总量呈极显著相关；径流系数与径流量、泥沙总量呈极显著相关；径流量与泥沙总量呈极显著相关。大雨条件下经果林各降雨特征因子相关关系见表3，大雨条件下荒草地各降雨特征因子相关关系分析见表4。

2.3 中雨条件下径流泥沙特征分析

为明确中雨条件下径流深、径流系数、径流量、泥沙总量、土壤流失量之间的关系，利用SPSS软件分析对2016年7次中雨的径流深、径流系数、径流量、泥沙总量、土壤流失量进行皮尔逊相关分析，结果表明：经果林径流小区中，径流深与径流量、泥沙总量呈极显著相关；径流深与土壤流失量呈显著相关；径流量与泥沙总量、土壤流失量呈显著相关；泥沙总量与土壤流失量呈极显著相关。荒草地径流小区中，雨量与径流深呈极显著相关；雨量与泥沙总量、土壤流失量呈显著相关；径流深与径流量、泥沙总量、土壤流失量呈极显著相关；径流量与泥沙总量、土壤流失量呈极显著相关；泥沙总量与土壤流失量呈极显著相关。中雨条件下经果林各降雨特征因子相关关系分析见表5，中雨条件下荒草地各降雨特征因子相关关系分析见表6。

降雨是产生地表径流的先决条件，降雨量在很大程度上决定了地表径流量的大小[10]。降雨及其产生的地表径流又是造成土壤侵蚀的动力，进而产沙量随着地表径流量的增加而增加[11]。降雨强度是影响地表径流和土壤侵蚀的重要因子。相关研究认为，雨强对土壤侵蚀的作用大于对地表径流的作用。降雨强度越大，雨滴终极速度和打击动能越大，对表土稳定性的破坏越大，从而土壤侵蚀就越严重[12]。

2.4 经果林与荒草地径流产流特征对比分析

经果林与荒草地降雨、产沙特征因子对比分析见图1～4。可以看出，经果林与荒草地径流深最大值出现在9月10日，其中：经果林为1.8 mm，荒草地为4.3 mm。经果林与荒草地径流量最大值出现在9月10日，其中：经果林为0.181 m3，荒草地为0.430 m3。经果林与荒草地泥沙总量最大值亦出现在2016年9月10日，其中：经果林为0.519 kg，荒草地为1.75 kg。经果林土壤流失量最大值出现在5月21日和5月24日，为0.07 t/hm2，荒草地土壤流失量最大值出现在8月10日和8月11日，为0.3 t/hm2。

总体来看，经果林径流小区的径流深、径流量、泥沙总量、土壤流失量小于荒草地的径流深、径流量、泥沙总量、土壤流失量。

经分析，试验期间经果林径流小区累积径流量为0.717 m3，累积泥沙总量为0.074 kg，累积土壤流失量为0.35 t/hm2。荒草地径流小区累积径流量为1.35 m3，累积泥沙总量为4.86 kg，累积土壤流失量为1.32 t/hm2。综合经果林和荒草地径流产沙特征分析，经果林的累积径流量、累积泥沙总量、累积土壤流失量均小于荒草地。从减流减沙角度看，经果林地优于荒草地。

3 结论与讨论

综合以上分析，通过研究经果林径流小区与荒草地径流小区径流泥沙特征和径流产沙特征，结果表明，相比荒草地，经果林能有效拦截地表径流，减少土壤泥沙量，达到蓄水保墒、保土的效果。出现该结果，一方面是荒草地因人畜践踏严重，使土壤板结，而经果林地土质疏松，能吸收大量水，减少了地表径流；另一方面是由于植被种类不同，导致水土流失状况也不同，植被对地表径流及土壤侵蚀的影响是由林冠层、枯枝落叶层和土壤层的综合效能决定的。林木的林冠对降雨有良好的阻隔作用，林冠截留降水，可降低雨滴动能，有效降低土壤侵蚀量，最终导致经果林地产流产沙量较荒草地少。因此，经果林的水土保持功能优于荒草地。

4 参考文献

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