防治林業(yè)耕地土壤水蝕的探討

摘 要：土壤對樹木的生長具有十分重要的作用，所以作為林業(yè)工作人員應(yīng)該認(rèn)真做好林地土壤保護工作。文章指出了水蝕原因和水蝕過程，提出了用增強土壤滲透性的方法來防治水蝕。

關(guān)鍵詞：林業(yè)；耕地；土壤；水蝕；滲透性；探討

引言

訥河市林業(yè)局地處小興安嶺西坡，地貌以丘陵為主。訥河市林業(yè)耕地大都分布在丘陵漫崗上，坡度多為緩坡，很容易受到水蝕，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，以致將來造林也難以成活。事實上，訥河市林業(yè)耕地的表土層流失十分嚴(yán)重，已有40%的地塊出現(xiàn)了侵蝕溝。目前，水蝕現(xiàn)象呈越發(fā)嚴(yán)重之勢，而且還缺少防治水蝕的有效方法。事實上，在世界上的大部分地區(qū)中，土壤表面上流動的水分，在引起土壤侵蝕上，是比風(fēng)更為嚴(yán)重得多的因素，而坡地越發(fā)明顯。

1 土壤水蝕的原因

只有當(dāng)降雨的速率超過水分進入土壤里的滲入速率時，水分才會在土壤表面發(fā)生徑流。徑流必定帶走土壤表層顆粒，便產(chǎn)生了水蝕。徑流越大，水蝕越嚴(yán)重，將土壤母質(zhì)沖破，形成侵蝕溝。

實施不適當(dāng)?shù)霓r(nóng)耕法，是導(dǎo)致土壤嚴(yán)重水蝕的主要原因。精心經(jīng)營管理的森林和牧場草地，幾乎是不會發(fā)生土壤水蝕的；而任何農(nóng)耕地，只要在大暴雨時期有大片的裸露土壤存在，就有容易引起嚴(yán)重的土壤水蝕之害。

2 土壤水蝕的過程

2.1 降雨導(dǎo)致土塊破碎

土塊破碎的主要原因，是在降雨發(fā)生時，迅速降落的雨滴的撞擊，因為這些雨滴具有極大的動能或動量。降雨強度越大，雨滴也可能愈大，降落也愈快；由于暴風(fēng)雨中空氣亂流的作用，雨滴的降落速度甚至?xí)^自由落體的速度。作為小雨代表性的雨滴，直徑為1毫米，幾乎就具有3.8米/秒的終速度；而大暴雨的雨滴直徑一般為4.5毫米，則具有9米/秒的終速度，大雨滴的動能將比小雨滴大500倍。所以，暴風(fēng)雨越猛，雨滴的撞擊碎土作用也越大，而消散于這上面的動能也是很可觀的。例如，強度為每小時5厘米的暴雨，其所消散的動能為5.6千瓦/公頃，而強度為每小時7厘米的暴雨，消散的動能則約為520千瓦/公頃，幾乎為前者的一百倍。如果這些暴雨延續(xù)1小時，它們所消散的能量，足可把15厘米厚的表土層分別抬起90厘米和84米。每小時小于2或3厘米的低強度暴雨雨滴，其能量往往不足以打碎土塊，盡管它們會使干土塊因濕潤而松散。

2.2 徑流帶走土壤表土

雨滴能把土塊撞擊破碎，并濺起一些帶有細(xì)土粒和砂粒的小水滴，這些被濺起的細(xì)土粒和砂粒大多小于0.2毫米。高性能的攝影設(shè)備把雨滴打到水膜時所發(fā)生的濺水現(xiàn)象的瞬息記錄得非常清晰。它顯示出小水滴的濺飛情形，而每個小水滴都可能帶有細(xì)土粒。如果侵蝕并不嚴(yán)重，這種作用導(dǎo)致其中含有許多土壤腐殖質(zhì)的細(xì)土粒中的一部分分散在水中，并從地表流走，而留下了較粗的砂粒。因此，由于擊濺造成的侵蝕就有使土壤質(zhì)地變粗的趨向。事實上，這類侵蝕對質(zhì)地的影響是微小的。因為其中含有分散細(xì)粒的徑流水的流速常常大得足以把大部分砂粒一起帶走，所以也就使土壤均勻地從地表移走，因此，這就是所說的片狀侵蝕。這些分散了的較細(xì)的顆粒，還會填塞土壤表面所有的大孔隙，這個過程在由于單個土塊的破碎而使地表變平和因雨滴的打擊使土表變緊實的配合作用下，就使表面硬蓋得以形成。這種表面大硬蓋，具有更大的能力抵抗雨滴撞擊和擊濺的破壞作用。所以，在暴雨時更易破壞，并且有更多的含腐殖質(zhì)的細(xì)粒易隨徑流損失。因此，提高土壤腐殖質(zhì)的含量，并不能增強土塊抵抗雨滴的破壞能力，因為土塊的濕潤強度低，同時各個土粒之間的內(nèi)聚力也弱；反之，由氫氧化鐵膠結(jié)而具有穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的土壤，如由富鐵的玄武巖或基性火成巖形成的土壤，它們具有濕潤強度很大的團塊，所以能抵抗雨滴的破壞作用；而由含鐵的巖石，如花崗巖發(fā)育而成的土壤，細(xì)砂含量高，則具有濕潤強度低的團塊，易遭受雨滴破碎，因則很易遭受侵犯。

2.3 強徑流導(dǎo)致侵蝕溝

在地表上流動的水如果是成厚水層狀，由于水層中的湍流也使土壤懸浮在水中。水層越厚和流速越大時，則它分散和運輸土壤的力量也就越強。沿斜坡奔流的水一般都是小股匯成大股，終于形成能把土地切成深溝，并且能把大土塊、石塊，甚至漂礫夾走的急流。這侵蝕類型就是所謂的溝蝕。因為它從小溝或溝谷中沖走的表土和心土多于從這些溝谷之間的地面上所沖走的，所以造成了不平坦的地面。溝蝕能引起驚人的侵蝕，而且只能設(shè)法防止水分向谷道匯集時才能加以控制。

3 增強土壤滲透性的分析

減輕侵蝕或減少徑流的基本原則，是保證水分在地面緩慢地移動。如果目的在于保持水分，其根本原則是盡可能長久地使表土保持滲透性，而保持滲透性本身自然就得使分散在水中的土壤數(shù)量保持最小量；如果目的在于泄水，后者也是必須的，因為清水挾帶土壤的力量比已經(jīng)混有土壤的水小。

保持滲透性的有效方法，首先是保護裸露土壤的團塊盡可能不受雨滴的直接撞擊。歐洲科學(xué)家曾做過一個簡單的試驗來說明其重要性。他們用紗網(wǎng)緊貼著蓋在裸露的土壤表面來保護土壤，這樣可使徑流從41%減少到1%，而土壤的年流失量就從每公頃150噸降低到5噸。每公頃用1.2噸左右的秸稈作覆蓋時，也有顯著的保護作用。所以，如果殘茬本身沒有太多的不良后果時，殘茬覆蓋耕作法在防止中刷上是很有效的，作物的葉子也有這種保護作用，盡管葉片有時會把落在其上的水加以匯集并使這成股流失，這種股狀水本身可能引起土壤沖刷。暴雨開始時，粗糙不平的耕層比細(xì)碎平整的耕好，部分原因是前者能減緩水分的移動。還可以用其他耕地措施來使水分的移動減緩，例如，按一定間隔坡等高筑壟，或是采用壟溝筑埂或行間挖坑。然而，如果土壤的滲透性太低時，這種方法是有危險的。因為如果大暴雨接踵而來時，上一次暴雨存積在水坑中的水分可能一直保持到下一次下雨，或者坑中的土壤一直是潮濕的；又因為這種方法會使細(xì)粉砂和粘粒積聚在坑底，從而降低了坑中土壤的滲透性，直到這些土壤干燥開裂為止。再有，停留在無論是壟溝中還是水坑中地面上的水分都會使土壤發(fā)生危害作物或殺死作物的還原條件。

凡是能保持滲透性或使徑流速率降低的方法，都有助于減小水的侵蝕能力。例如，如果把寬行株距的作物沿著等高線成帶狀栽培，并間以草帶，則從保護較差的土地上流出來的泥水，其流速就被草帶減緩下來，并使其所攜帶的土壤沉落在草上沿的草棵中間，因則流出的清水在達到草帶下沿之前，就有滲進土壤里去的機會。然而，易受侵蝕的作物帶一定不能太寬，否則水分不但不能均勻地流過這個地帶，而且還會挾帶著數(shù)量過多的泥沙，致使草帶無法接受。

如果必須從地面排走多余的水分時，有時可以把作物種在沿著略偏高方向布置的具有畦溝的畦上，使多余的水分沿著畦溝流走。如果沒有什么侵蝕危險時，哇溝的間距可以10米或更遠(yuǎn)，兩溝之間留下寬度足供機械耕作的“條田”。但是，田間的斜坡一般都太復(fù)雜而不能這樣做時，則要沿著稍偏離等高線修筑地埂，以聚集沿斜坡向下流動的水分，并使水分在地埂內(nèi)側(cè)流動。地埂的長度、地埂間的間距、以及地埂內(nèi)側(cè)溝槽的坡度都必須周詳設(shè)計，務(wù)使水流既不沖刷地埂基部，又不使地埂內(nèi)側(cè)積水，以防水分漫頂或沖壞地埂。