黄土高原土壤水分与水土保持措施相互作用
郝亮亮 田路
摘? 要:土壤水是极为重要的生态资源,同时也是水文要素中重要组成部分。在黄土高原地区中,该地区位于干旱半干旱地区,因此,黄土高原地区具有年际变化较大的降水量以及季节的分配极为不平均的特点,针对该地区的植物生长发育来说土壤水资源起到至关重要的影响作用。而水土保持措施能够有效促进土壤水分率提升,因此该文将针对黄土高原水土保持措施工程以及天然植被、人工植被等与土壤含有水分量的相互作用进行分析研究。
关键词:黄土高原;土壤水分;水土保持
中图分类号:S157? ? ? 文献标志码:A
0 前言
随着我国水土保持工作以及生态建设工作的全面开展,我国加强了对水土流失以及水土保持的各样研究,从实际情况来看,在水土保持中其重要研究对象就是水土保持措施以及土壤含有水分率的相互作用。但是,长时间研究以来,我国更为重视单项水土保护措施及土壤含水量的相互作用研究,并没有重视植被及土壤含有水分率的相互作用研究,要想全面分析水土保持措施以及土壤含有水分率的相互作用,那么就应重视植被以及土壤的相互作用。
1 水土保持中坡面工程措施以及土壤含水率
1.1 坡改梯措施以及土壤含有水分率
黄土高原的地形较为破碎,并且土地的种类极为丰富,地面的坡度较大,因此对于该地区的水土保持坡面工程措施来说,坡改梯是主要的工程措施。从表1能够看出,宁夏固原河谷断面中包含着以下5种土地类型,分别为坡中荒坡、二级台地、河滩台地以及梁顶耕地,在这其中主要的耗水层在0 m~1 m。另外根据表1能够看出不同的土地类型耗水量是不同的。
其次,宁夏固原修建了2年的梯田,表2为二级台地以及梯台、荒地的土壤含水量。
在不同土地类型的土层土壤含有水分率中、荒坡仅仅达到梯田的61%~75%,荒地为梯田的41%~53%,即使是已经修建了2年的梯田含有水分率还是比台地低。另外,隔坡梯田是由梯田以及上部分的坡面所形成的,其梯田类型属于聚流效果类型,根据与3年的实际情况测定分析,在隔坡梯田1 m的土层中含有水分率要高于约坡地的3%~12%。将隔坡梯田以及水平梯田的含有水分率进行比较,无论是处在雨季还是在旱季,隔坡梯田都要比水平梯田高[1]。
1.2 其他工程措施以及土壤含有水分率
在其他工程措施中包括反坡梯田以及鱼鳞坑、水平阶和水平沟等,一般情况下都是与造林种草融合的状态,进而通过保水促进造林种草的成活率以及保存率有效提升。反坡梯田对于地表径流拦蓄是根据分布随田面的宽度以及坡度、田面和自然坡面的宽度以及坡度等随之变化,这种情况下就会给反坡梯田的土壤含有水分率带来一定的影响。而在黄土高原降水量达到450 mm左右的地区中,当反坡梯田的反坡角处在20°左右时,反坡梯田中不同位置1 m以下的土壤层平均土壤含有水分率(百分比)要可以通过以下公式进行计算,1 m以下土壤层的土壤平均含水量=71038+01336反坡梯田田面宽度+01761自然坡面长度+01335距反坡梯田顶部的距离。反坡梯田的土壤含有水分率会受到田面宽度以及自然坡面长度的影响,当两者增加时,土壤含有水分率会随之增大。而在这其中自然坡面长度所带来的影响最大,假如长度增加1 mm,那么平均土壤含有水分率就会提升到0.176%。
其次,具有差异的造林整地方式对于土壤含有水分率所产生的影响。表3中详细介绍了甘肃西峰水保站的四种不同造林整地方式的土壤含有水分率。
根据表3格我们能够看出水平阶以及水平沟的整地土壤含有水分率最好,挖穴最差,鱼鳞坑属于中等状态。
2 水土保持中植被措施以及土壤含有水分率
2.1 人工植被以及土壤含有是水分率
人工植被措施主要是指恢复人工植被,在这其中包含改造天然低产林草植被以及建设高产人工植被。在黄土高原中生态效益以及经济效益较好的典型人工植被有杨树、刺瑰、杏桃以及红豆、沙打旺等,表4、表5为高原中所包括的几种主要的人工植被的土壤含有水分率。
與黄土高原相接近的土壤水分地带中,由于灌木林地具有较强的吸水力,这就导致了乔木林地的土壤含有水分率要超过于灌木林地。尽管黄土高原地区中的降水量不能够满足于某些人工植被的水分需求,但是黄土高原地区中具有较为特殊的后层黄土,这就情况下就意味着直根系类的植物以及深根系类的植物可以运用深层厚土实现存水,这样就能够在一定时间内满足植被的水分需求[2]。
2.2 天然植被以及土壤含有水分率
在黄土高原地区中,最大的次生林区位于陕西省以及甘肃省两地之间的子午岭林区,在子午岭林区内,土壤田间持水量为20%~21%,凋萎湿度在6%左右,0 cm~50 cm土层土壤中其密度在110 g/cm3~111 g/cm3。不同类型的土壤含有水分率见表6。
除了农地以外测点草丛密集,草的高度在30 cm~50 cm。根据以上表格能够看出测点在1 m~5 m土壤含有水分率时,林间草地达到最高,其次是林缘草地,林地是处在最低的状态。从黄土高原的土壤水地带分布来说,子午岭林区草地土壤含有水分率是最高水平。
其次,在黄土高原中仅剩下一个草地自然保护区,那就是宁夏固原云雾山草原保护区。表7是非保护区以及天然草地保护区的土壤含有水分率分析。
非保护区是指放牧过度的荒坡地,在非保护区中地面裸露,产生草量不足300 kg/hm2,而针对于天然草地保护区来说已经经过了十多年的封锁培育,草的高度已经达到了50 cm~60 cm,并且地面的覆盖度高达95%以上,产生草量达到了8 250 kg/hm2。与人工植被相比,天然草地保护区以及非保护区的土壤含有水分率都要远远的超过于人工沙打旺草地区的土壤含有水分率。所以天然草地保护区的土壤含有水分率得到了较为明显的改善[3]。
3 结论
水库中水量收支对比关系能够反映出土壤自然含有水分率,针对黄土高原的土壤自然含有水分率来说具备地带性分布特征以及非地带性分布特征。如果是在相似的土壤水分带中坡面工程水土保持措施以及植被水土保持措施将下垫面性质改变,这种情况下就导致了区域水分的静态分布以及动态过程发生了不同现象,进而使得土壤自然含有水分率产生一定的变化。通过将地形改变进而使得径流线缩短、入渗提高、径流量减少等降水入地蓄拦以及入渗得以强化,这种情况下就能够有效地提高土壤自然含有水分率,因此在水土保持以及林草植被建设的过程中,水平沟、水平阶以及反坡梯田等被普遍运用。另外,水土保持措施能够在很大程度上提升林草的成活率以及林草保存率、植被的生产力,还能够提高作物产量,与此同时,林草植被也能够促使地表径流有效减少,土壤存水量有效提高。
产生以上问题的主要原因有可能是黄土高原区域中的降水量不能够满足人工林草的品种的水分需求,也有可能是林草植被的生长年限较短,不能够达到需求的涵养水源的成果。总而言之,对土壤自然含有水分率之间的差异进行研究,对改善黄土高原地区资源环境,使其更好的发展具有重要的现实意义以及参考价值。
参考文献
[1]赵佰礼,穆兴民,高鹏,等.黄土丘陵沟壑区不同退耕草地土壤水分研究[J].水土保持研究,2019,26(4):111-115.
[2]魏童,谭军利,马中昇.黄土高原地区水土保持措施对土壤水分影响研究综述[J].节水灌溉,2018(10):97-99,103.
[3]李小英,段争虎.黄土高原土壤水分与植被相互作用研究进展[J].土壤通报,2012,43(6):1508-1514.