川北丘陵区土地利用方式对地表侵蚀产沙的影响

地表侵蚀产沙是降水与下垫面相互作用的结果[1]，是流域地貌变化的主导因素之一，已受到国内外相关学者的高度重视[2-3]。国内外学者针对侵蚀产沙过程的研究主要集中于径流量、输沙量的变化规律及其影响因素等方面[4-5]，我国的相关研究多集中于黄河流域和长江流域中下游[6-8]，而针对长江上游嘉陵江流域侵蚀产沙过程的研究相对较少，且主要集中在水保措施的保土减沙方面[9-10]。如张明波等[10]研究发现实施水土保持治理，对控制嘉陵江流域内水土流失现象有积极作用，减沙效益可达20%以上，但减水效益不足5%。土地利用方式作为改变地表形态的重要手段之一，不仅影响流域的蒸散发性能，而且可以通过改变地表覆被类型及程度来影响流域的产流产沙[11-12]。然而，已有研究中多关注农田、城镇、水域、耕地、林地、交通用地等土地利用方式对土壤侵蚀过程的影响[13-14]，针对农地利用过程中因耕种导致的土地利用形式差异引起的土壤侵蚀过程发生变化的研究几乎没有。川北丘陵区是我国典型的农业区，坡耕地广泛分布、人地矛盾突出，耕作方式多样化明显，农地的不同利用方式对流域的侵蚀产沙也起着重要作用。因此，为弥补该区缺乏关于农地土地利用方式对土壤侵蚀过程影响的研究，本研究以嘉陵江西河流域为重点研究区，通过野外长期定位观测试验，深入研究川北丘陵区农地不同土地利用方式下产流产沙的变化过程，研究结果有助于建立适合嘉陵江流域的土壤侵蚀产沙预报模型，利于指导该区采用合理的土地利用方式减少区域的侵蚀产沙。

1 研究区概况

研究区位于四川省南部县境内，属嘉陵江支流西河流域（105°43′E，31°30′N），地处川东北低山深丘区，区内海拔为344～730 m。该区属亚热带湿润季风季候，夏季高温多雨，冬季温和湿润，多年平均降雨量和蒸发量分别为931 mm和513 mm，年内降水主要集中在5—10月，约占全年降水量的82%，多年平均气温为17.2 ℃[15-16]。该区母岩为白垩系下统城墙岩群砂泥岩，土壤类型以水稻土和黄壤土为主，其有机质含量较低，结构状况不良，易分散悬浮，抗蚀性、抗冲性均较差[15,17]。区内植被主要为亚热带常绿阔叶混交林，温带针叶林和次生植被，植物品种繁多，植被覆盖率约为35%[15]。该区粮食作物以水稻（Oryza sativa）、小麦（Triticum aestivum）、玉米（Zea mays）、红苕（Ipomoea batatas）为主，经济作物以油菜（Brassica napus）和棉花（Gossypiumspp.）为主。

2 材料与方法

2.1 数据来源

本研究选取了南充市升钟水土保持试验站（以下简称“水保站”）内降雨条件一致（表1）的4个相邻径流小区以分析不同土地利用方式对产流产沙变化的影响。鉴于数据的可得性和完整性，本研究选取了2005—2016年各径流小区的年总径流量和年侵蚀模数数据，以及2008—2016的年平均泥沙含量数据进行分析。其中，降雨数据通过径流小区附近的气象站获得，径流量通过直接测定径流池深度计算获得，泥沙含量通过烘干法测定，年侵蚀模数则通过年总侵蚀量与径流小区面积进行换算而得到。

表1 观测小区2005—2016年降雨情况Table 1 Precipitation in the monitoring area from 2005 to 2016年份 降雨量/m m 2 0 0 5 9 0 7.9 2 0 0 6 6 6 7.1 2 0 0 7 8 5 4.7 2 0 0 8 7 0 7.0 2 0 0 9 7 3 6.5 2 0 1 0 7 5 0.0 2 0 1 1 9 5 5.0 2 0 1 2 9 9 5.3 2 0 1 3 1 0 8 7.6 2 0 1 4 9 1 0.2 2 0 1 5 1 1 4 8.0 2 0 1 6 7 1 6.8

2.2 研究方法

选取4个径流小区进行对比研究，其长、宽、坡度均分别为20、5 m、5°，土壤类型均为黄壤。为研究土地利用方式对侵蚀产沙过程的影响，在保证其他条件一致的情况，对土地不同利用方式进行分析，见表2。其中，CK主要通过人工修剪的方式使其植被盖度常年维持在5%以下，且常年无其他干扰。T1、T3、T4均主要通过机耕或人工方式进行耕作，土壤扰动深度在10～15 cm以内，且相应作物种植根据节令进行，全年基本无闲置期。

表2 观测小区概况Table 2 Basic information of monitoring area处理 长/m 宽/m 坡度/(°) 种植情况T1 20 5 5 蔬菜CK 20 5 5 裸地T3 20 5 5 农作物混种（玉米-小麦-红薯轮作或套种）T4 20 5 5 饲草

2.3 数据处理

采用Excel 2013进行数据整理，通过SPSS 16.0和Origin 8.0对各径流小区的径流、侵蚀状况差异进行统计分析，并采用 Duncan 法进行方差分析，同时采用Sigmaplot 10.0进行图形绘制。

3 结果与分析

3.1 土地利用方式对径流量的影响

文章来源：《中国土地》 网址: http://www.zgtdzz.cn/qikandaodu/2021/0414/782.html