北方偉業(yè)計量集團有限公司
通過植樹造林減少人為活動,實現(xiàn)生態(tài)自我修復(fù),可有效阻止地表徑流的產(chǎn)生,減輕土壤流失。為了掌握植樹造林對土壤流失與地表徑流的影響,義縣進行了土壤流失與地表徑流監(jiān)測研究。
義縣近幾年一直在加大荒山造林力度,為了掌握植樹造林對土壤流失與地表徑流的影響,特進行了土壤流失和地表徑流監(jiān)測研究。監(jiān)測歷經(jīng)3個觀測年,即2014年、2015年、2018年,現(xiàn)已全面完成了監(jiān)測內(nèi)容。
1監(jiān)測點的選擇
按照水土保持監(jiān)測設(shè)施通用技術(shù)條件(SL324—2006)標(biāo)準(zhǔn),在義縣劉龍臺鎮(zhèn)謝屯村選擇水土保持監(jiān)測點。該監(jiān)測點距縣城35km。
1.1監(jiān)測點徑流小區(qū)建設(shè)
監(jiān)測點徑流小區(qū)于2014年4月開始選址、設(shè)計、建設(shè),6月上旬建成。監(jiān)測點建設(shè)3個徑流小區(qū),集中布設(shè)。小區(qū)分別由磚混砌筑而成。小區(qū)由徑流小區(qū)、集流槽、徑流桶、觀測平臺、小區(qū)圍欄、觀測維修步道、排水設(shè)施等組成。小區(qū)維護由雇傭監(jiān)測人員完成,包括監(jiān)測點日常管護、剪枝除草等作業(yè)。
1.2開展監(jiān)測人員的培訓(xùn)和現(xiàn)場指導(dǎo)
對監(jiān)測人員進行培訓(xùn),使監(jiān)測人員掌握并了解監(jiān)測的目的、內(nèi)容、工作方法、預(yù)期結(jié)果、監(jiān)測小區(qū)設(shè)計與建設(shè)和植被覆蓋度、植物多樣性調(diào)查方法、土壤容重度現(xiàn)場取樣和測試方法等。使監(jiān)測人員熟練掌握地表徑流觀測、水樣取樣、降水量觀測、小區(qū)維護等方法。
1.3開展現(xiàn)場觀測活動
根據(jù)義縣氣候特點,每年汛期是6月至9月末。6月前和10月后很難產(chǎn)生降雨。所以現(xiàn)場觀測從6月開始至9月末為徑流觀測期。現(xiàn)場觀測包括降雨,徑流,取水樣、土樣,植物多樣性,植被蓋度測定等。
1.4監(jiān)測點基本情況
劉龍臺鎮(zhèn)謝屯村監(jiān)測點地處遼西低山丘陵區(qū),海拔120m,土壤類型為石質(zhì)土。監(jiān)測區(qū)造林樹種為大扁杏,造林時間2012年,水平槽整地,造林株行距2m×3m。監(jiān)測小區(qū)占地1200m2,小區(qū)地面坡度10°。
2監(jiān)測方法與結(jié)果分析
2.1監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)定
設(shè)立3個標(biāo)準(zhǔn)地,每個標(biāo)準(zhǔn)地面積200m2,長20m、寬10m。標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)調(diào)查喬木的郁閉度,灌木、草本的蓋度和喬木、灌木、草本的種類。
調(diào)查方法:在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)對造林的喬木、現(xiàn)有灌木、草本進行調(diào)查,還要對通過天然下種的喬木、灌木進行調(diào)查。需調(diào)查喬木、灌木的種類、高度、冠幅、數(shù)量,還要調(diào)查草本的蓋度。
2.2監(jiān)測時間
分別于2014年、2015年和2018年進行監(jiān)測,每年8月中、下旬進行。
2.3結(jié)果分析
2.3.1降雨情況
2014年時段內(nèi)降雨次數(shù)15次,總降水量356.8mm;2015年時段內(nèi)降雨次數(shù)17次,總降水量306.7mm;2018年時段內(nèi)降雨次數(shù)10次,總降水量210.6mm。
2.3.2徑流情況
2.3.2.12014年監(jiān)測點
小區(qū)共產(chǎn)生徑流7次,全時段徑流量10.8m3,最大徑流量1.93m3,產(chǎn)生于8月5日;最小徑流量0.485m3,產(chǎn)生于7月20日;時段平均徑流量1.21m3。大扁杏林地、梯田處理小區(qū)產(chǎn)生徑流6次。
2.3.2.22015年監(jiān)測點
小區(qū)共產(chǎn)生徑流4次,全時段徑流量1.83m3,最大徑流量0.59m3,產(chǎn)生于7月15日;最小徑流量0.413m3,產(chǎn)生于6月28日;時段平均徑流量0.458m3。大扁杏林地、梯田處理小區(qū)全年沒有產(chǎn)生徑流。
由于2018年沒有產(chǎn)生徑流的有效降雨,故均未發(fā)生徑流。
2.3.3土壤流失量情況
2.3.3.12014年監(jiān)測點
年度內(nèi)小區(qū)發(fā)生徑流8次,對應(yīng)地表徑流取水樣8次。全時段小區(qū)土壤流失量531.8kg,最大一次土壤流失量143kg,時段平均土壤流失量64.8kg。大扁杏林地、梯田處理小區(qū),全時段小區(qū)土壤流失量7.1kg,最大流失量2.5kg,全時段小區(qū)土壤流失量1.21kg。
2.3.3.22015年監(jiān)測點
年度內(nèi)小區(qū)發(fā)生徑流4次。經(jīng)分析,全時段小區(qū)土壤流失量42.8kg;最大一次土壤流失量14.92kg。大扁杏林地小區(qū)全年無徑流,即無土壤流失量。
2.3.3.32018年監(jiān)測點
年度內(nèi)未發(fā)生徑流,沒有土壤流失。
2.3.4降雨、徑流量、土壤流失3年結(jié)果分析
監(jiān)測點3年總降水量874.1mm,能夠產(chǎn)生徑流的有效降雨412mm。而從大扁杏林地和對照區(qū)產(chǎn)生徑流與土壤流失情況來看相差很大。大扁杏林地3年共產(chǎn)生徑流1.09m3,產(chǎn)生土壤流失量6.89kg。對照區(qū)產(chǎn)生徑流10.8m3,比大扁杏林地多8.8倍;土壤流失量達562.1kg,比大扁杏林地多80倍。說明荒山造林有效阻止了地表徑流和土壤流失。
3結(jié)論
3.1土壤理化性質(zhì)
監(jiān)測點內(nèi)原土壤為沙質(zhì)土,栽樹前土壤板結(jié),栽樹后由于植物根系和枯枝落葉作用,使土壤得以改良。
3.2實行生態(tài)自我修復(fù),使生態(tài)環(huán)境大大改變
通過對觀測點的監(jiān)測結(jié)果來看,監(jiān)測小區(qū)的植被蓋度和植物種類大大增加,植被蓋度達到了100%。喬木樹種,除了大扁杏外,通過天然下種增加了山杏、白榆、山棗,灌木也通過天然下種增加了荊條、沙棘子,草本植物也增加很多。這些植物的進入增加了樹種的多樣性,對防止水土流失起到了關(guān)鍵作用。
3.3土壤侵蝕影響因子的改變,大大降低了水土流失
2016年沒有發(fā)生地表徑流和土壤流失,主要原因包括:(1)近幾年連續(xù)干旱,地下水位下降,土地滲透能力增加,使徑流發(fā)生次數(shù)減少。(2)植被覆蓋率已經(jīng)達到100%,高低錯落的喬、灌、草植物群落,避免雨水直接到達地面,短時間內(nèi)不會發(fā)生地表徑流。(3)監(jiān)測點地表土壤被枯枝落葉所覆蓋,其吸收了一部分雨水,降低了地表徑流的發(fā)生。(4)通過近幾年的封育,不管是喬木還是灌木、草本,都已經(jīng)深扎于地下,土壤已經(jīng)被這些植物根系固定住了,即使發(fā)生地表徑流也很難發(fā)生土壤流失。
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