紅壤典型小流域水土流失演變規(guī)律及治理范式研究.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，水土流失引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題受到人們的普遍關(guān)注，紅壤退化地生態(tài)恢復(fù)是研究熱點(diǎn)，本文以具有典型代表性的紅壤退化地長(zhǎng)汀縣朱溪河小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，應(yīng)用GIS和遙感技術(shù)，對(duì)朱溪河小流域進(jìn)行地形因子、土地利用、植被類(lèi)型、土壤類(lèi)型、治理措施等研究，并對(duì)土壤侵蝕狀況進(jìn)行調(diào)查，探討小流域內(nèi)不同地形因子、土壤植被、治理措施條件下水土流失演變規(guī)律，結(jié)合紅壤小流域開(kāi)發(fā)治理過(guò)程中的水土流失時(shí)空演變規(guī)律及影響因素，建立紅壤退化地水土流失治理范式，研究不同

2、治理措施和治理范式在紅壤小流域土壤侵蝕適用性和技術(shù)上的可行性，在整體經(jīng)營(yíng)管理中解決水土流失問(wèn)題，為紅壤退化地水土流失治理提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，1999～2007年間，朱溪河小流域土壤侵蝕面積逐漸下降，無(wú)明顯侵蝕面積上升，土壤侵蝕強(qiáng)度等級(jí)明顯降低，以降低一個(gè)等級(jí)為主，從地形因子看，水土流失集中于高程300～450m，坡度8～15°的范圍內(nèi)，陽(yáng)坡分布范圍大，流失重；針對(duì)紅壤退化地水土流失特征與規(guī)律，提出循環(huán)經(jīng)濟(jì)范式、復(fù)合農(nóng)林經(jīng)營(yíng)范式、林地

3、水土流失治理范式和崩崗治理范式等，在改善生態(tài)環(huán)境，提高生態(tài)安全具有重要意義；并運(yùn)用生態(tài)足跡模型對(duì)紅壤退化地的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r和生態(tài)安全狀況進(jìn)行分析。 水土流失引起生態(tài)環(huán)境惡化、河床抬高、江河淤塞、洪水泛濫、養(yǎng)分流失、土地退化、加劇貧困等一系列的環(huán)境問(wèn)題。水土流失是危及到人類(lèi)生存和發(fā)展的全球性問(wèn)題。我國(guó)南方紅壤退化地僅次于黃土高原區(qū)水土流失嚴(yán)重的區(qū)域。自然因素和人為因素決定紅壤退化地水土流失治理速度慢、流失重、侵蝕類(lèi)型多樣和邊破壞邊

4、治理的現(xiàn)象嚴(yán)重。加強(qiáng)對(duì)紅壤退化地的水土流失治理和控制關(guān)系到紅壤退化地的生態(tài)環(huán)境安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的步伐，科學(xué)發(fā)展觀的理念和要求。 小流域?yàn)槌叨冗M(jìn)行水土流失綜合治理越發(fā)得到重視，以紅壤退化地水土流失嚴(yán)重的朱溪河小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，朱溪河小流域被列入全國(guó)30條典型小流域，是福建省委省政府實(shí)施的為民辦實(shí)事的項(xiàng)目工程和長(zhǎng)汀縣首批重點(diǎn)治理的小流域，具有典型性和代表性，通過(guò)空間數(shù)據(jù)采集，對(duì)水土流失動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行

5、分析研究、定量評(píng)價(jià)水土流失治理程度及效果，同時(shí)針對(duì)朱溪河小流域特征，考慮整個(gè)紅壤退化地水土流失的普遍性和適用性，提出水土流失治理范式，對(duì)整個(gè)紅壤退化地的水土流失治理有重要的借鑒意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本研究是在國(guó)家973項(xiàng)目專(zhuān)題“南方紅壤區(qū)水土流失綜合治理范式及機(jī)理研究”的支持下，利用3S技術(shù)，建立朱溪河小流域數(shù)據(jù)庫(kù)，縱向分析朱溪河小流域土壤侵蝕強(qiáng)度、等級(jí)、范圍等變化，提出適合整個(gè)紅壤退化地水土流失治理的范式，并利用生態(tài)足跡模型對(duì)朱溪

6、河小流域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r和生態(tài)安全狀況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。研究的主要結(jié)論如下： 1、運(yùn)用3S技術(shù)，結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查與定位觀測(cè)的資料，建立朱溪河小流域數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。以時(shí)間尺度對(duì)不同時(shí)期朱溪河小流域水土流失演變規(guī)律進(jìn)行分析，結(jié)果表明： (1)朱溪河小流域水土流失的原因可以歸結(jié)為：先天發(fā)育不足(自然因素)和后天營(yíng)養(yǎng)不良(人為因素)； (2)從朱溪河小流域水土流失時(shí)間演變規(guī)律來(lái)看，朱溪河小流域水土流失面積先升后降，呈拋物線(xiàn)形發(fā)展態(tài)

7、勢(shì)，與紅壤退化地水土流失發(fā)展趨勢(shì)大致相吻合。 (3)朱溪河小流域土壤侵蝕的年內(nèi)變化規(guī)律與降水量年內(nèi)分布規(guī)律大致相同，兩者呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，總體呈現(xiàn)雙峰型，梅雨季4～6月與臺(tái)風(fēng)季8～9月為土壤侵蝕最為嚴(yán)重。 (4)選用1999年、2003年和2007年3個(gè)時(shí)段土壤侵蝕圖，對(duì)朱溪河小流域土壤侵蝕數(shù)量、空間位置方向及時(shí)空演變特征進(jìn)行定量分析研究：無(wú)明顯侵蝕面積上升，土壤侵蝕面積逐漸下降，與治理措施及治理程度相關(guān)。從土壤侵蝕強(qiáng)度等

8、級(jí)的變化看，侵蝕等級(jí)一半左右保持不變。在變化的部分，又以降低一個(gè)等級(jí)為主，尤其以強(qiáng)度土壤侵蝕降低最為明顯，土壤侵蝕已呈現(xiàn)出明顯的減弱趨勢(shì)；空間上看，小流域中游水土流失最為嚴(yán)重，上游次之，下游水土流失相對(duì)較輕。 (5)從朱溪河小流域地形因子與水土流失耦合關(guān)系上來(lái)看：水土流失分布于地勢(shì)起伏較小的丘陵地帶，海拔大多在300～450m的范圍內(nèi)，人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)烈，植被長(zhǎng)期受到破壞，加上未能及時(shí)修復(fù)導(dǎo)致水土流失，是治理的關(guān)鍵所在；從坡向上看，陽(yáng)

9、坡和半陽(yáng)坡土壤侵蝕較陰坡和半陰坡嚴(yán)重。 (6)從植被、土壤和土地利用與紅壤退化地水土流失的關(guān)系看：植被覆蓋度越高，水土流失越輕，但“遠(yuǎn)看青山在，近看水土流”的“空中綠化”現(xiàn)象存在，需避免林下流的現(xiàn)象；從土壤類(lèi)型看，侵蝕紅壤的土壤侵蝕率較高，減少對(duì)土壤擾動(dòng)可以有效地控制水土流失；從土地類(lèi)型來(lái)看，土壤侵蝕分布與土地利用分布是相互關(guān)聯(lián)的，合理的土地利用方式可有效地控制土壤侵蝕。 2、從紅壤退化區(qū)的宏觀尺度出發(fā)，以朱溪河小流域的

10、微觀尺度對(duì)紅壤退化地水土流失治理范式進(jìn)行剖析，結(jié)果表明： (1)循環(huán)經(jīng)濟(jì)范式是從資源觀、生態(tài)觀和價(jià)值觀入手，依靠生態(tài)型資源循環(huán)來(lái)治理水土流失、發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一種效益良好范式，主要集中于以農(nóng)村居民點(diǎn)為中心，充分利用閑暇勞動(dòng)力的基礎(chǔ)上進(jìn)行水土流失治理。 (2)復(fù)合農(nóng)林經(jīng)營(yíng)范式應(yīng)用復(fù)合農(nóng)林業(yè)經(jīng)營(yíng)，因地制宜，采取各種農(nóng)林措施治理水土流失，它是解決我國(guó)農(nóng)耕地減少，防治水土流失，利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，主要集中于坡度適中、高度350～450m

11、、水土流失較嚴(yán)重的區(qū)域。 (3)林地水土流失治理范式由于林下植被退化，土壤流失，林下水土流失嚴(yán)重，形成了“遠(yuǎn)看青山在，近看水土流”的現(xiàn)象，尤其是紅壤退化地“空中綠化”現(xiàn)象嚴(yán)重。主要集中于離海拔高度、坡度較大的區(qū)域，但水土流失相對(duì)較輕的區(qū)域。 (4)崩崗治理范式是水土流失治理關(guān)鍵之一，崩崗是存在于我國(guó)南方紅壤區(qū)一種特殊的水土流失形式，是紅壤退化地最嚴(yán)重的土壤侵蝕類(lèi)型。對(duì)崩崗的治理一般采取上截、中間削和下堵的方法進(jìn)行治理，可

12、以將崩崗區(qū)變成水土保持生態(tài)治理區(qū)、以經(jīng)濟(jì)作物為主的多種經(jīng)營(yíng)區(qū)，甚至還可以將它變成工業(yè)園區(qū)等。 3、將生態(tài)足跡模型引入小流域尺度，把生態(tài)足跡作為衡量小流域可持續(xù)發(fā)展的方法之一，同時(shí)引入小流域生態(tài)安全的概念，對(duì)朱溪河小流域生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：朱溪河小流域生態(tài)足跡需求不斷上升，生態(tài)承載力逐漸下降，生態(tài)赤字逐漸增大。從生態(tài)壓力指數(shù)看，朱溪河小流域生態(tài)壓力處于極不安全狀態(tài)，從生態(tài)占用指數(shù)看，朱溪河小流域經(jīng)濟(jì)水平較低，發(fā)展較快，從生