南雄市紫色砂頁(yè)巖區(qū)的水土流失與綜合治理

盧少華

(南雄市水土保持辦公室，廣東南雄512400)

南雄市位于廣東省東北部，地處珠江水系北江支流湞江河的上游，西北與廣東仁化縣交界，南與廣東始興縣相鄰，東北及東南均與江西省接壤，面積2 361.46 km2。據(jù)2006年遙感調(diào)查，全市水土流失面積359.46 km2，占土地總面積的15.2%，其中紫色砂頁(yè)巖區(qū)流失面積266.46 km2(溝狀侵蝕124.56 km2，面狀侵蝕141.90 km2)，占全市水土流失面積的74%。南雄市紫色砂頁(yè)巖流失區(qū)主要分布在人口稠密、土地耕墾率高的湞江河兩岸的南雄盆地，屬?gòu)V東省水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。

1 紫色砂頁(yè)巖特性及影響土壤流失的因素分析

紫色砂頁(yè)巖，南雄當(dāng)?shù)厝罕娝追Q之為紅砂嶺，其表面的頁(yè)巖易風(fēng)化，遇暴雨沖刷易流失，母質(zhì)裸露，堅(jiān)硬如石，侵蝕溝支離破碎。土壤呈堿性或中性，pH值為7～7.5(少數(shù)地區(qū)有呈酸性的)，含有效氮0.047%、磷0.071%、鉀0.032 4%，適宜多種作物生長(zhǎng)，特別是種植豆科作物和煙草的價(jià)值很高。

1.1 紫色砂頁(yè)巖地表堅(jiān)硬，滲透性差，產(chǎn)流量多

紫色砂頁(yè)巖巖層表面僅有一層2 cm厚的碎屑層，吸濕性好，附著力差，一次濃霧就能使其濕潤(rùn)蓬松，一場(chǎng)小雨會(huì)使地面水分飽和而產(chǎn)生徑流，引起沖刷。據(jù)觀測(cè)，在坡度11°、降雨量14.72 mm、雨強(qiáng)僅0.61 mm/h的情況下，徑流沖刷泥沙量達(dá)142.5 m3/hm2。

1.2 紫色砂頁(yè)巖巖性是造成侵蝕的內(nèi)在因素

紫色砂頁(yè)巖成土母質(zhì)系紫色頁(yè)巖夾薄層砂巖的半風(fēng)化物，母巖成分是由不同粒徑的礫石、砂、黏土組成，成分以石英為主，孔隙度大，巖體疏松有裂隙，遇水易軟化、崩解，加上母質(zhì)顏色為紫色，巖體表面和內(nèi)部吸熱與放熱的速度差異很大，即熱脹冷縮的速度不一樣，物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈，當(dāng)母質(zhì)裸露后，只需要經(jīng)過(guò)較短時(shí)間的日曬、雨淋即風(fēng)化形成碎屑物。據(jù)我市太和徑流站觀測(cè)，60 cm厚的紫色砂頁(yè)巖，僅僅裸露40天即可風(fēng)化成碎屑物。

1.3 暴雨是形成侵蝕的外動(dòng)力

南雄市地處高溫多雨、溫差大、暴雨集中的亞熱帶季風(fēng)區(qū)，這種環(huán)境有利于加速紫色砂頁(yè)巖風(fēng)化，也容易產(chǎn)生徑流。在流失嚴(yán)重的紫色砂頁(yè)巖區(qū)，一場(chǎng)小雨因地面植被覆蓋少也易產(chǎn)生徑流，每遇暴雨即造成大量泥沙下泄，有些造成了嚴(yán)重的水土流失危害。南雄市水土流失集中發(fā)生在每年4—8月份的汛期，其流失量占年流失量的85%～90%。不同降雨強(qiáng)度下的土壤流失量見(jiàn)表1。

表1 南雄市不同降雨強(qiáng)度下的土壤流失量

由表1可知:降雨強(qiáng)度與土壤流失量成正比，降雨強(qiáng)度大徑流含沙量和土壤流失量就大。當(dāng)雨強(qiáng)為0.7 mm/h時(shí)，順坡耕作與橫坡耕作比較，其含沙量之比達(dá)2.6∶1;當(dāng)雨強(qiáng)為2.03 mm/h時(shí)，順坡耕作與橫坡耕作比較，其含沙量之比達(dá)3.1∶1。

1.4 坡度與坡向?qū)ν寥狼治g的影響

在坡向、年降雨量相同的條件下，坡度越陡土壤流失就越嚴(yán)重。在南雄市流失的面積中，16°—25°的土地占31.1%，＞25°的占35.1%。據(jù)觀測(cè)，在坡向和年降雨量相同的情況下，29°的坡地比20°的坡地土壤流失量多48 m3/hm2(表2);在坡度、年降雨量相同但坡向不同的情況下，西北向坡地除降雨侵蝕外冬季風(fēng)蝕也嚴(yán)重。據(jù)觀測(cè)與分析，西北向坡面秋冬兩季巖層受到陽(yáng)光曝曬后，在強(qiáng)烈的西北風(fēng)作用下，其土壤流失量比東北向坡面增加24.7%，年土壤流失量比東北向坡地多35.85 m3/hm2(表2)。

1.5 耕作方式的影響

南雄市的經(jīng)濟(jì)作物大多種植在丘陵山坡上，且多采用順坡耕作，這種不科學(xué)的耕作方式加劇了水土流失的形成。

表2 不同坡度與坡向的土壤流失量與土壤沖刷深

1.6 紫色砂頁(yè)巖侵蝕方式

南雄市紫色砂頁(yè)巖區(qū)以溝狀侵蝕為主，由于徑流匯集下切的速度比坡面片狀侵蝕的速度快，因此加大了侵蝕坡面的破碎程度，以致坡面被切割得支離破碎。南雄市紫色砂頁(yè)巖區(qū)的侵蝕溝長(zhǎng)一般為20～150 m，溝谷切割深1.2～6 m，溝底寬1～5 m。

2 紫色砂頁(yè)巖流失區(qū)的綜合治理措施

南雄市紫色砂頁(yè)巖流失區(qū)主要采取兩種治理模式:一是在人少耕地多或坡度＞25°的地區(qū)，以營(yíng)造生態(tài)林為主，采用以等高生物壩為主的喬灌草相結(jié)合的治理模式;二是對(duì)坡度＜25°及人多耕地少的地區(qū)，以開(kāi)發(fā)利用為主，采用以修水平梯田為主的治理與開(kāi)發(fā)相結(jié)合的治理模式。

2.1 以等高生物壩為主的喬灌草相結(jié)合治理模式

2.1.1 工程措施

在25°以上的陡坡，沿等高線自上而下采用挖掘或爆破的方式開(kāi)挖等高生物壩，壩底寬0.6 m、深0.7 m、頂寬1.2 m，上下壩間水平距2.5 m，壩中填客土種樹(shù)，并形成外高內(nèi)低的反坡水平階。

在25°以下坡地采用挖掘或爆破方式修筑水平等高埂，埂高0.8～1m，埂頂寬0.8 m，埂底寬2.4 m，上下埂間水平距5～10 m，埂上種3行植物。在溝壑密度大和溝深大的溝道內(nèi)建谷坊群工程，谷坊高1.5～2 m、頂寬0.8 m，谷坊密度根據(jù)集水面積大小與溝坡陡緩而定。

2.1.2 植物措施

在已筑好的等高生物壩或埂上種植喬灌草植物，形成綠色的等高生物帶。植物品種的選擇:喬木有黃檀、臺(tái)灣相思、任豆等;灌木有新銀合歡、夾竹桃、胡枝子、馬桑、布荊等;草本植物有龍須草、皇竹草、木豆、菠蘿麻、草木樨、籽粒莧等。配置形式有兩種:一種是以開(kāi)發(fā)利用為主的，種植菠蘿麻、劍麻，間種草木樨等牧草;另一種是喬、灌、草三層混交種植，1行喬木2行灌木，喬灌間種植草類，每公頃種樹(shù)、種草各約4 500株。這種工程造林的方法能起到“人工造土”和縮短坡長(zhǎng)、節(jié)節(jié)攔沙蓄水的作用，有利于改變惡劣的生態(tài)條件，確保植物正常生長(zhǎng)。

2.2 以水平梯田為主的溝坡治理與開(kāi)發(fā)相結(jié)合的治理模式

自上而下進(jìn)行布設(shè):第一級(jí)自山腰到山頂為綠化生物帶;第二級(jí)自山腰到山腳修成水平梯田，形成以種植經(jīng)濟(jì)林果為主的經(jīng)濟(jì)作物帶;第三級(jí)處于紅砂嶺與坡地交界處，采用開(kāi)挖環(huán)山截洪溝和種植綠色生物帶攔截山坡上方來(lái)水;第四級(jí)為紫色土坡地，將其修成水平梯田，同時(shí)采取橫耕輪作套種煙葉、花生、辣椒等，保持地面常年有植被覆蓋;最下面的第五級(jí)為水稻耕作區(qū)，以改低產(chǎn)田建高產(chǎn)田、排有毒水為主，在四、五級(jí)間應(yīng)設(shè)有排洪圳，以排泄山坡上方多余的來(lái)水。