基于遼寧省坡耕地水土保持措施的空間配置研究

(新民市水土保持監(jiān)督管理處， 遼寧 新民 110300)

基于遼寧省坡耕地水土保持措施的空間配置研究

陳亮

(新民市水土保持監(jiān)督管理處， 遼寧 新民 110300)

本文分析了遼寧省坡耕地治理存在的主要問題，坡耕地的侵蝕程度受坡度影響較大，從耕作、工程、水保林草方面研究了坡度對水土保持措施的影響，提出坡度大小對水土保持措施選擇的影響。結(jié)果表明：對于不大于5°的平地及淺丘地應(yīng)以傳統(tǒng)耕作方式為主，水平梯田、植物籬等水保措施作為輔助措施；對于緩、中坡坡耕地，建議修建水平梯田，種植作物為輔；對于陡坡坡耕地，建議只采用植物籬；對于25°以上的坡耕地必須停止耕地，應(yīng)植樹、植草。

坡耕地；水土保持；空間配置；不同坡度

1 引 言

水土流失是制約全球生態(tài)環(huán)境的重要因素，受到越來越多國家和人民的關(guān)注。我國的水土流失情況尤為突出，作為我國六大水力侵蝕地區(qū)之一的北方土石山區(qū)，因其地理位置和土壤條件的特殊性，潛在侵蝕危險最為嚴(yán)重，已受到社會的高度重視。我國坡耕地面積約4637.85萬hm2，占全國耕地資源的1/3，坡耕地是旱區(qū)山坡表面不平整的耕地，由于土質(zhì)松散，雨水沖刷嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤肥力降低，農(nóng)作物產(chǎn)量不高。人們對坡耕地的無限度開墾，忽視保護(hù)土地資源是導(dǎo)致坡耕地水土流失的主要原因。本文通過分析遼寧省坡耕地治理存在的若干問題，提出坡度大小對水土保持措施選擇的影響，得出了平地、中坡地、陡坡地、較陡坡地水保措施的空間配置。

2 遼寧省坡耕地治理存在的問題

遼寧省處于北方土石山區(qū)內(nèi)，坡耕地面積達(dá)到132.73萬hm2，其中，西北部山區(qū)坡耕地面積較大，中部平原、東部山區(qū)坡耕地相對較少。坡耕地治理存在以下問題：?缺少穩(wěn)定的水保措施投入，坡耕地治理工作開展困難；?取消義務(wù)工后，部分群眾對自愿投入水土保持工作積極性低，組織群眾參與水保工作難度大；?建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，蓄水池、排水溝等配套工程落后，質(zhì)量低；?部分早期梯田損毀嚴(yán)重，治理困難；?地方相關(guān)部門對監(jiān)督工作重視度不高。

3 坡度對水土保持措施的作用

遼寧省坡耕地面積及比例組成見表1。坡度大小是制約雨水、地表徑流沖蝕能力的重要因素，影響坡耕地的侵蝕程度。根據(jù)眾多測量資料分析表明，一定條件下，坡耕地的坡度越大，土壤侵蝕越嚴(yán)重。因而，水土保持措施的關(guān)鍵在于減少坡度對水力侵蝕的影響。目前，主要從耕作、工程、水保林草方面對坡耕地采取水土保持措施，而坡度對措施的選擇起重要影響作用。

表1 遼寧省坡耕地面積及比例組成

3.1 坡度在耕作方面的影響

國際上針對小區(qū)域的地形進(jìn)行調(diào)整(如橫坡耕作、等高線種植、壟作區(qū)田等)、增加地面種植的作物種類及面積(如等高帶狀間作、輪作砂田等)、改變土壤物理性狀采用的少耕(或免耕)等對坡耕地耕作方面常采用的措施。但是由數(shù)據(jù)表明，坡度與耕作方面采用的儲水?dāng)r沙作用成反相關(guān)，如圖1所示。

圖1 坡度與能量削減率的關(guān)系

圖2 降雨強度與能量削減率的關(guān)系

圖1是降雨強度1.0mm/min不變時，坡度與能量削減率的關(guān)系，坡度越大，削減率越小，其中在坡度為15°時能量削減最大，因此坡耕地的坡度采用15°時，水土流失程度最輕。圖2是耕地坡度為10°時，降雨強度同地表水能量削減率的關(guān)系，削減率隨降雨強度的增加而降低，從1.5mm/min開始作用明顯。

3.2 坡度在工程方面的作用

在工程措施方面，我國主要修建梯田、水平溝、水平階等。水平溝和水平階主要用來攔截流水、泥沙沉積、改善環(huán)境。《水土保持法》中規(guī)定“禁止在25°以上坡面種植作物”，水平溝和水平階較適合此情況。梯田分類及特征見表2。水平梯田的水土保持效果較明顯、穩(wěn)定，仍是遼寧省坡耕地采用的最主要的工程措施。同時，水平梯田的寬度隨坡度的增大而減小，同樣，土層越薄，梯田寬度越小，但是一般寬度不應(yīng)小于4m。

表2 梯田分類及特征

3.3 坡度在水保林草方面的作用

水保林草措施包括植樹造林、種植草坪、封山育林等水土保持措施。其中，農(nóng)林混交是坡耕地最主要的一種方式，也是一種重要的植被措施。植物籬是指接近連續(xù)的狹窄帶狀植物群，具有一定密集度，閉合種植。植物籬在坡面的空間配置，可對地表覆蓋率、土壤條件、緩坡設(shè)計、減小坡體長度等進(jìn)行改善，進(jìn)而減輕土壤侵蝕程度。當(dāng)坡度小于25°時，采用植物籬除了減少水土流失程度，還增加了綠色植物光合作用強度，優(yōu)化環(huán)境。

4 不同坡度水土保持措施的空間配置

4.1 平地(<5°)的水保措施配置

趙廷祥等認(rèn)為通過保護(hù)性耕作措施，能減少50%以上的地表徑流，同時降低土壤損失率達(dá)20%，減少揚塵風(fēng)沙；在坡度較小的坡體上采用農(nóng)耕方式水土保持效果明顯，僅橫坡耕作的阻沙效益達(dá)2/3；對于坡度為3°～7°的緩坡沿坡體壟作，其徑流攔截率達(dá)85%～100%，泥沙攔截率達(dá)到90%～100%，大豆產(chǎn)量比之前提高15%，玉米產(chǎn)量比之前提高16%。

水平梯田、植物籬等措施對水土保持起到一定作用，但對于緩坡耕地，其水土保持效益同耕作方式得到的水土保持效益差別較?。凰教萏镄奁鲑M用高、植物籬的成本較高還需要常年維護(hù)；修筑水平梯田和植物籬占據(jù)部分作物空間，降低了土地使用面積。傳統(tǒng)耕作方式投入少、土地利用率較高，且經(jīng)過長期耕耘，土地較平整，可降低水土流失程度。因而，對于不大于5°的平地及淺丘地應(yīng)以傳統(tǒng)耕作方式為主，水平梯田、植物籬等水保措施作為輔助措施。

4.2 緩、中坡坡耕地(5°～15°)的水保措施配置

通常坡度越大，傳統(tǒng)耕作方式的水保效果越低，傳統(tǒng)耕作方式更適用于坡度較小的坡耕地，而水平梯田和植物籬則對25°以內(nèi)無限制。只考慮保持土壤方面，水平梯田和植物籬對5°～15°的坡地具有很好的保持土壤作用。坡度小于15°的耕地便于修建梯坎高度不大于3m的水平梯田，梯田穩(wěn)定性好，蒸發(fā)量低，耕地使用率高；水平梯田較平整，水保效果穩(wěn)定，特別對于徑流的攔截效果顯著，攔截率可達(dá)90%，作物抗旱能力提高，進(jìn)而保證了作物的產(chǎn)量；水平梯田也有效緩解了人多地少的問題。植物籬措施投入較低，但其水保效果有一定的延擱時期，尤其是前期植物籬與作物存在競爭營養(yǎng)的現(xiàn)象，且植物籬對攔截沙土效果低，不超過70%，不利于作物抗旱。

綜上所述，對于遼寧省緩、中坡坡耕地，建議修建水平梯田，以保證山區(qū)人民生活之需，并種植作物為輔。種植一定量的植物籬不僅可以保水、保土、保肥，還增加當(dāng)?shù)厝罕姷氖杖搿?/p>

4.3 陡坡地(15°～25°)的水保措施配置

陡坡地修建梯田面臨較大挑戰(zhàn)，梯田地埂高不低于3m，坡面石多土少，穩(wěn)定性較差，易坍塌；陡坡上修建梯田土壤損失率約1/10～1/3，坡度越高，損失率越高，增大土地資源壓力；此外，陡坡坡耕地修建水平梯田成本較高，不經(jīng)濟(jì)。相比較而言，植物籬方式適合于除不適宜種植作物的坡度，且在采取該方式后4年左右，水保效果突出。同時，由于橫坡植物籬阻攔了部分流失土壤，減小陡度，提高土壤有機元素含量。

因此，對于遼寧省陡坡坡耕地，建議種植生命力強、可為農(nóng)民帶來額外經(jīng)濟(jì)收入的植物籬，如紫穗槐，并且確定合理的植物籬間距，從而減少水土流失程度。

4.4 較陡坡耕地(>25°)的水保措施配置

參考《水土保持法》，25°以上的坡耕地必須退耕還林、還草，以減輕水土流失程度。退耕還林初期可以修建魚鱗坑、水平階等設(shè)施，以攔截泥沙，改善環(huán)境。

5 結(jié) 語

a. 坡度大小是制約雨水、地表徑流的沖蝕能力的重要因素，影響坡耕地的侵蝕程度。坡耕地的坡度越大或降雨強度越大，能量削減率越小，土壤侵蝕越嚴(yán)重。其中，在坡度為15°時能量削減率最大，因此坡耕地的坡度采用15°，水土流失程度最輕。坡度小于25°時，種植一定量的植物籬不僅可以保水、保土、保肥，還能增加當(dāng)?shù)厝罕姷氖杖搿?/p>

b. 針對四個坡度范圍分別進(jìn)行水土保持措施的空間配置。對于不大于5°的平地及淺丘地應(yīng)以傳統(tǒng)耕作方式為主，水平梯田、植物籬等水保措施作為輔助措施；對于緩、中坡坡耕地，建議修建水平梯田，種植作物為輔；對于陡坡坡耕地，建議種植生命力強、可為農(nóng)民帶來額外經(jīng)濟(jì)收入的植物籬；對于25°以上的坡耕地，必須停止耕地、開墾，應(yīng)該植樹、植草。

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StudyonthespatialconfigurationofsoilandwaterconservationmeasuresbasedonslopingfarmlandinLiaoningProvince

CHEN Liang

(XinminSoilandWaterConservationSupervisionandManagementOffice,Xinmin110300,China)

In the paper, subjective problems of sloping farmland management in Liaoning Province are analyzed, the erosion of sloping farmland is greatly affected by gradient. The influence of gradient on soil and water conservation measures is considered from the aspects of farming, engineering and water conservation forest and grassland. The influence of gradient on selection of soil and water conservation measures is proposed. The results show that the horizontal land and shallow hilly areas with gradient of less than 5° should be dominated by traditional farming methods. Horizontal terraces, plant hedgerows and other water conservation measures are regarded as auxiliary measures. It is suggested to build horizontal terraced fields and plant crops in farmland with gentle or moderate sloping farmland as auxiliary measures. It is suggested to adopt hedgerows only in the sharp sloping farmland. Farming must be suspended in the sloping farmland with gradient of more than 25°, trees and grasses should be planted in the farmland.

sloping farmland; soil and water conservation; spatial configuration; different gradients

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.12.008

TV213.4

A

2096-0131(2017)12-0031-04