貴州典型喀斯特單元生態(tài)治理區(qū)水土流失機(jī)理研究.pdf

1、貴州喀斯特地區(qū)的水土流失足生態(tài)環(huán)境退化的一個(gè)重要因素，嚴(yán)重制約著該地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。由于特殊的地質(zhì)背景，貴州喀斯特生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失機(jī)理與中國其它區(qū)域存在一定的差異，加強(qiáng)對(duì)喀斯特山區(qū)水土流失機(jī)理的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本研究以貴州三個(gè)不同典型喀斯特地貌為單元，參照中科院南京土壤研究所土壤理化性質(zhì)分析方法以及水利部水土流失因子調(diào)查方法，從2006年4月至2008年12月，對(duì)研究區(qū)內(nèi)41個(gè)樣方每年三次分別在4

2、月、8月、12月共計(jì)9次野外取樣和監(jiān)測(cè)進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集，利用GIS、EXCEL、PHOTOSHOP、SPSS11.0等軟件系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)與圖件進(jìn)行分析處理。本研究從貴州畢節(jié)喀斯特高原山地、清鎮(zhèn)喀斯特高原盆地和花江高原峽谷區(qū)的時(shí)空角度，研究喀斯特典型區(qū)水土流失機(jī)理及時(shí)空變化規(guī)律，為水土流失防治宏觀決策的制定提供理論依據(jù)。研究取得以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)： (1)造成水土流失的自然因素中，植被、地形、氣候影響最大。從2006年到2008年，畢節(jié)

3、鴨池示范區(qū)、清鎮(zhèn)紅楓湖示范區(qū)、貞豐—關(guān)嶺花江示范區(qū)植被覆蓋與土壤侵蝕模數(shù)比較來看，植被覆蓋率增加幅度分別為31.84％、48.19％、9.01％，土壤侵蝕模數(shù)降低幅分別為22.53％、21.61％、31.25％，植被覆蓋率與植被保土作用呈正相關(guān)，與水土流失呈負(fù)相關(guān)。三個(gè)示范區(qū)的平均坡度大小為畢節(jié)喀斯特高原山區(qū)(20.917°)＞花江喀斯特峽谷區(qū)(19.167°)＞清鎮(zhèn)喀斯特高原盆地(15.947°)，與水土流失強(qiáng)度大小關(guān)系一致，說明地形

4、對(duì)水土流失影響較大。氣候制約水土流失強(qiáng)弱的大環(huán)境，降雨是水土流失的主控因素。研究區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，水熱量條件較好，年降雨量850～1200mm，集中分布在4～10月，水土流失也集中在此時(shí)段發(fā)生，占全年80％以上。冬季12月份至第二年春季4月份的野外侵蝕線調(diào)查顯示，水土流失很微弱?？λ固氐貐^(qū)的土壤侵蝕的強(qiáng)弱主要取決于降水量和降水強(qiáng)度。土壤侵蝕量與30分鐘最大雨強(qiáng)在0.01水平上呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.881，這表明30分鐘最大雨強(qiáng)對(duì)水

5、土流失的影響明顯。 (2)地下水土流失受地質(zhì)地貌、巖性、氣候、水文、植被、土壤等因素相互影響、相互制約。由于巖石受構(gòu)造應(yīng)力作用而產(chǎn)生裂隙是水對(duì)碳酸鹽巖作用的主要通道，加上強(qiáng)烈的喀斯特化過程，形成喀斯特地表、地下二元結(jié)構(gòu)，在濕熱氣候條件下，有利于植被生長，植被能增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和提高土壤的抗蝕、抗沖性，抑制地下水土流失的發(fā)生。土壤物理性質(zhì)是影響水土流失的重要因子．地下洞穴土機(jī)械組成以＜0.001mm的含量最高，一般為41％～63

6、％，而0.25～0.01mm的含量只為15％～45％，砂粒含量較低。說明地表土壤長期被侵蝕而顯示出砂粒含量較高，土壤中細(xì)小顆粒被地表徑流攜帶到地下沉積，使地下土的＜0.001mm的含量高。 (3)針對(duì)不同喀斯特地貌單元的土壤性質(zhì)變化，選取土壤呼吸這一反映微生物活性的重要指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。不同植被類型下土壤的濕度和溫度不同，土壤呼吸強(qiáng)度也不同。土壤空氣的變化過程主要是氧的消耗和二氧化碳的積累。土壤通過排出二氧化碳，促進(jìn)農(nóng)作物的光合作用

7、。植被覆蓋率高的土壤呼吸強(qiáng)度較大，說明土壤呼吸強(qiáng)度與植被有相關(guān)性。因此，土壤呼吸強(qiáng)度是間接影響水土流失一個(gè)重要因子。研究區(qū)土壤呼吸強(qiáng)度變化規(guī)律表現(xiàn)為灌草叢＞水保林＞經(jīng)果林＞坡耕地＞置荒地。 (4)土壤理化性質(zhì)變化顯著。示范區(qū)的土壤機(jī)械組成中，＞00．05mm砂粒含量均較大，平均值在40％左右，表現(xiàn)為貞豐-關(guān)嶺花江示范區(qū)＞畢節(jié)鴨池示范區(qū)＞清鎮(zhèn)紅楓湖示范區(qū)，與三地水土流失強(qiáng)度一致，說明長期的水土流失，導(dǎo)致土壤細(xì)小顆粒被水沖走，而使土

8、壤砂化。＜0.01mm土壤顆粒含量，一般在50％左右，說明研究區(qū)的土壤易于流失。＞0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)粒總含量為畢節(jié)鴨池示范區(qū)＞清鎮(zhèn)紅楓湖示范區(qū)＞貞豐—關(guān)嶺花江示范區(qū)。水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞率大小關(guān)系是畢節(jié)鴨池示范區(qū)＞貞豐—關(guān)嶺花江示范區(qū)＞清鎮(zhèn)紅楓湖示范區(qū)。土壤總孔隙度平均達(dá)50％，毛管孔隙度平均為33.10％，非毛管孔隙度平均為16.32％。非毛管孔隙度和飽和滲透率較小，易導(dǎo)致較強(qiáng)的地表徑流。土壤飽和滲透率表現(xiàn)為土壤表層大于下層，易加大水