貴州典型喀斯特單元生態(tài)治理區(qū)水土流失機理研究.pdf

1、貴州喀斯特地區(qū)的水土流失足生態(tài)環(huán)境退化的一個重要因素，嚴重制約著該地區(qū)國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。由于特殊的地質背景，貴州喀斯特生態(tài)環(huán)境脆弱，水土流失機理與中國其它區(qū)域存在一定的差異，加強對喀斯特山區(qū)水土流失機理的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本研究以貴州三個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分析方法以及水利部水土流失因子調查方法，從2006年4月至2008年12月，對研究區(qū)內41個樣方每年三次分別在4

2、月、8月、12月共計9次野外取樣和監(jiān)測進行基礎數(shù)據(jù)的收集，利用GIS、EXCEL、PHOTOSHOP、SPSS11.0等軟件系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)與圖件進行分析處理。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)的時空角度，研究喀斯特典型區(qū)水土流失機理及時空變化規(guī)律，為水土流失防治宏觀決策的制定提供理論依據(jù)。研究取得以下幾點認識： (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，與水土流失呈負相關。三個示范區(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°)，與水土流失強度大小關系一致，說明地形

4、對水土流失影響較大。氣候制約水土流失強弱的大環(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查顯示，水土流失很微弱?？λ固氐貐^(qū)的土壤侵蝕的強弱主要取決于降水量和降水強度。土壤侵蝕量與30分鐘最大雨強在0.01水平上呈顯著相關，相關系數(shù)為0.881，這表明30分鐘最大雨強對水

5、土流失的影響明顯。 (2)地下水土流失受地質地貌、巖性、氣候、水文、植被、土壤等因素相互影響、相互制約。由于巖石受構造應力作用而產生裂隙是水對碳酸鹽巖作用的主要通道，加上強烈的喀斯特化過程，形成喀斯特地表、地下二元結構，在濕熱氣候條件下，有利于植被生長，植被能增強土壤結構穩(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。土壤物理性質是影響水土流失的重要因子．地下洞穴土機械組成以＜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)針對不同喀斯特地貌單元的土壤性質變化，選取土壤呼吸這一反映微生物活性的重要指標進行監(jiān)測。不同植被類型下土壤的濕度和溫度不同，土壤呼吸強度也不同。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，促進農作物的光合作用

7、。植被覆蓋率高的土壤呼吸強度較大，說明土壤呼吸強度與植被有相關性。因此，土壤呼吸強度是間接影響水土流失一個重要因子。研究區(qū)土壤呼吸強度變化規(guī)律表現(xiàn)為灌草叢＞水保林＞經(jīng)果林＞坡耕地＞置荒地。 (4)土壤理化性質變化顯著。示范區(qū)的土壤機械組成中，＞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)，與三地水土流失強度一致，說明長期的水土流失，導致土壤細小顆粒被水沖走，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—關嶺花江示范區(qū)。水穩(wěn)性團粒結構破壞率大小關系是畢節(jié)鴨池示范區(qū)＞貞豐—關嶺花江示范區(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，易導致較強的地表徑流。土壤飽和滲透率表現(xiàn)為土壤表層大于下層，易加大水