小開河引黃泥沙堆積區(qū)綜合修復(fù)措施的改土效應(yīng)評價

王景元，劉翠麗，王興霞，王　力，李勇強(qiáng)

（1.濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州　256600；2.濱州市水利局，山東 濱州　256600）

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小開河引黃泥沙堆積區(qū)綜合修復(fù)措施的改土效應(yīng)評價

王景元1，劉翠麗1，王興霞2，王力1，李勇強(qiáng)1

（1.濱州市小開河引黃灌溉管理局，山東 濱州256600；2.濱州市水利局，山東 濱州256600）

摘 要：黃河是高含沙河流，引黃必然引沙，小開河引黃灌區(qū)沉沙池的清淤棄土區(qū)多年累計了大量泥沙，又稱泥沙堆積區(qū)，因缺乏植被保護(hù)，土地沙化和水土流失現(xiàn)象特別嚴(yán)重。2011年采取工程技術(shù)及配套生物修復(fù)措施進(jìn)行了綜合治理并跟蹤監(jiān)測，探討了泥沙堆積區(qū)不同植被類型對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響和對土壤速效N、P、K含量的影響，對引黃泥沙的綜合治理具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：綜合措施；監(jiān)測方法；有機(jī)質(zhì)影響；速效N、P、K影響

小開河引黃灌區(qū)（117°42′～118°04′E，37°17′～38°03′N）位于黃河下游利津水文站上游60 km，隸屬黃河三角洲腹地，灌區(qū)屬黃河沖積平原，屬半干旱、半濕潤季風(fēng)氣候，年均降水量584 mm，6—9月平均降水量457 mm，占全年的78.25%；平均水面蒸發(fā)量1 154 mm，平均氣溫12.3℃，極端最低氣溫-22.7℃，極端最高氣溫40.8℃，平均無霜期210 d，年光照時數(shù)2 400～2 700 h。

小開河引黃灌區(qū)采取長距離輸沙技術(shù)，沉沙池建在距離渠首51.3 km處，集中沉沙、以挖待沉。由于每年清淤30萬m3，66.1 hm2的棄土場堆積了大量泥沙，高出地面2～3 m，因缺乏植被保護(hù)，土地沙化和水土流失現(xiàn)象特別嚴(yán)重。

1　綜合治理措施實施

在泥沙堆積區(qū)內(nèi)，對清淤棄土區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格化封閉筑堤，棄土區(qū)四周建立擋土壩，既作排淤圍堰，又作綠化平臺，營建喬木、灌木及草本的立體配置模式，水平配置以混交林營建為主，做到防風(fēng)固沙。網(wǎng)格間的地塊用來種植農(nóng)作物，秋末莊稼收獲后對部分堆積泥沙外運進(jìn)行資源化利用，或用來填筑路基、園林綠化、農(nóng)村建設(shè)，顆粒較細(xì)的用來燒磚，然后清淤時用泥漿泵清淤棄土，并盡量淤平。春秋進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植，增加植被覆蓋率，做到清淤、改土、用土、種植良性循環(huán)。

1.1工程措施

建立棄土場，將沉沙池內(nèi)的清淤泥沙引入棄土場地，全面平整后進(jìn)行地塊分割，以利于農(nóng)林經(jīng)營；在棄土場內(nèi)根據(jù)實際地形，每隔200～250 m設(shè)置1道分割壩，壩頂寬3.0 m，壩高2.5 m，外坡1∶2；在棄土場四周建立擋土圍壩，壩頂寬5.0 m，壩高3.0 m，外坡1∶2。這樣一來，泥沙堆積形成12個長200～300 m、寬200～250 m的網(wǎng)格池。

1.2生物措施

在網(wǎng)格池內(nèi)進(jìn)行農(nóng)林間作，農(nóng)作物以玉米、棉花、花生和大豆為主，主要采取對外承包模式，鼓勵群眾采用覆膜保墑、保土保肥種植方式；喬木樹種以速生楊樹為主，株行距為3.0 m×3.0 m，密度為1 100 株/hm2，隨著樹木郁閉度的增加，逐漸擺脫農(nóng)作物的種植。擋土壩上進(jìn)行喬灌草混交模式的栽植，喬木樹種以刺槐、白蠟為主，株行距平均為3.0 m×3.0 m，密度為1 100株/hm2；灌木樹種以紫穗槐、連翹為主；擋土壩外坡植草固坡，草本種類以當(dāng)?shù)氐墓肺膊?、地黃等為主。

2　監(jiān)測方法

以不同工程措施及配套生物修復(fù)措施下的典型植被為研究對象，并以侵蝕區(qū)內(nèi)的裸地作為對照，主要分析不同植被類型下的防風(fēng)固沙、蓄水保土改土功能。

在泥沙堆積區(qū)內(nèi)選取典型工程技術(shù)及配套生物修復(fù)措施下的不同樣地，具體樣地類型見表1。

表1 試驗樣地概況

選取楊樹+花生農(nóng)林間作和大豆農(nóng)田作為研究對象，同時選取棄土場外圍圍堰上的刺槐純林作為研究對象，并以該區(qū)的裸地作為對照。

侵蝕區(qū)內(nèi)，在各植被類型標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，分別選取200～300 m2不等的標(biāo)準(zhǔn)樣地3個，在各樣地內(nèi)按S形均勻布設(shè)4個試驗樣點，分0～20、20～40 cm2層進(jìn)行分層采樣，土壤樣品風(fēng)干后測定土壤理化性質(zhì)。

3　泥沙堆積區(qū)土壤養(yǎng)分功能改善

3.1不同植被類型對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖1可知，在泥沙堆積區(qū)，不同植被類型土壤有機(jī)質(zhì)含量均值表現(xiàn)為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農(nóng)林間作、農(nóng)作物大豆土壤有機(jī)質(zhì)含量分別是裸地的4.92、4.14和4.87倍。各植被類型下，土壤表層的有機(jī)質(zhì)含量明顯高于20～40 cm土層。

圖1　泥沙堆積區(qū)不同植被類型下的土壤有機(jī)質(zhì)含量

3.2不同植被類型對土壤速效N、P和K含量的影響

由圖2可知，在泥沙堆積區(qū)，不同植被類型土壤速效N含量均值表現(xiàn)為楊樹+花生>大豆>刺槐>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農(nóng)林間作、農(nóng)作物大豆的土壤速效N含量分別是裸地的1.94、2.72和2.63倍。各植被類型下，土壤表層的速效N含量明顯高于20～40 cm土層。由圖3可知，不同植被類型土壤速效P含量均值表現(xiàn)為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農(nóng)林間作、農(nóng)作物大豆土壤速效P含量分別是裸地的2.65、3.80和4.34倍。各植被類型下，土壤表層的速效P含量明顯高于20～40 cm土層。

圖2　泥沙堆積區(qū)不同植被類型下的土壤速效N含量

圖3　泥沙堆積區(qū)不同植被類型下的土壤速效P含量

圖4　泥沙堆積區(qū)不同植被類型下的土壤速效K含量

由圖4可知，在泥沙堆積區(qū)，不同植被類型土壤速效K含量均值表現(xiàn)為刺槐>大豆>楊樹+花生>裸地，其中刺槐純林、楊樹+花生農(nóng)林間作、農(nóng)作物大豆土壤速效K含量分別是裸地的3.67、2.46和3.06倍。各植被類型下，土壤表層的速效P含量明顯高于20～40 cm土層。

4　結(jié)論

在泥沙堆積區(qū)，不同植被類型土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地；土壤速效N含量表現(xiàn)為花生+楊樹>大豆>刺槐>裸地；土壤速效P含量表現(xiàn)為大豆>楊樹+花生>刺槐>裸地；土壤速效K含量表現(xiàn)為刺槐>大豆>花生+楊樹>裸地。各植被類型下，土壤有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分含量土壤表層明顯高于20～40 cm土層。改善土壤養(yǎng)分能力農(nóng)作物大豆、楊樹+花生農(nóng)林間作較好，而刺槐純林較差。

參考文獻(xiàn)

［1］夏青，尚潤陽.植被覆蓋對土壤水蝕的影響評價［J］.海河水利，2014（2）：1.

［2］韓鵬，李秀霞.黃河流域土壤侵蝕及植被水保效益研究［J］.應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報，2008（2）：4.

中圖分類號：S157.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-7328（2016）01-0046-03

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.01.017

收稿日期：2015—10—23

基金項目：山東省重大水利科研與技術(shù)推廣項目（SDSLTG201225）

作者簡介：王景元（1961—），男，研究員，主要從事引黃灌區(qū)管理工作。