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不同土地利用方式水土流失与降雨特性的关系

江淼华  
【摘要】: 本文针对闽江流域上游降雨丰富的特点,运用坡面径流小区法研究了杉木林、封山育林、锥栗林、果园和裸露地(对照)的水土流失与天然降雨的关系。较为系统的探讨了闽江上游地区的降雨分布特征,不同土地利用方式的水土流失动态,不同土地利用方式水土流失与降雨量、降雨强度、降雨历时、前期降雨等的关系,在此基础上,初步探讨了闽江上游的降雨侵蚀力,并建立了不同土地利用方式水土流失与降雨特性有关的回归方程。研究结果对于调整闽江流域的土地利用方式、采取合理的水土保持措施以减轻闽江的洪灾危害有重要意义。主要研究结果表明: (1)闽江上游地区降雨明显的可分为三个季节。雨季一般出现在3~6月,特点是降雨量大、降雨类型丰富、降雨次数多,以大雨、暴雨和大暴雨居多;11月~翌年2月为旱季,降雨特点是降雨次数和降雨量少,降雨类型几乎都为小雨和中雨;而7~10月则因受台风影响较严重,台风多的年份大雨和暴雨较多,反之则少。 (2)不同土地利用方式的水土流失量具有很大差异。不同土地利用方式年产流量大小顺序为对照(459.34mm)>果园(42.26mm)>锥栗(25.88mm)>封山育林(18.90mm)>杉木林(16.79mm),对照年径流系数高达25.29%,杉木林仅0.92%。而土壤流失量的大小顺序为对照(52.527t·hm~(-2))>果园(0.171t·hm~(-2))>锥栗(0.128t·hm~(-2))>杉木林(0.029t·hm~(-2))-封山育林(0.028t·hm~(-2))。对照土壤侵蚀模数超过5000t·km~(-2)·a~(-1),属严重土壤侵蚀强度范围,而其它土地利用方式土壤侵蚀模数均小于200t·km~(-2)·a~(-1),属正常侵蚀范围。 (3)水土流失与降雨量一样具有明显的季节变化。雨季径流量均占全年的50%以上,而旱季径流量占全年的17%以下;而不同土地利用方式的土壤流失量占全年流失量的比例则较为复杂,对照土壤流失量占全年的60%,而其它土地利用方式由于植被覆盖、耕作和管理措施的季节性可能发生3~6月的土壤流失量小于7~10月的流失量,但旱季土壤流失量所占比例均最小。 (4)相同降雨类型下不同土地利用方式的水土流失量具有很大差异。裸露地(对照)小雨时也可能产生水土流失,而大雨以上降雨会产生严重水土流失;具有一定植被覆盖且采取水土保持措施的果园和锥栗林的径流量和泥沙量大幅度减少;而植被覆盖良好的杉木林和封山育林地即使大雨以上降雨也仅产生极轻微的水土流失。 (5)不同降雨类型对水土流失的影响不同。中雨产生的土壤流失次数最多,而大雨 以上的降雨是产生土壤流失的主要降雨类型,产流量占80%以上,土壤流失量 占65%刀5%。降雨量与径流量的均呈极显著线性相关,降雨量越大,径流量越 大;而降雨量与土壤流失量的相关性明显小于降雨量与径流量的相关性,影响 土壤流失量的因素比径流量复杂。 (6)相同雨强下不同土地利用方式的水土流失具有很大差异。土地利用方式对低强 度降雨的产流次数和高强度降雨的土壤流失最影响较大,而对高强度降雨的产 流次数和低强度降雨的土壤流失量影响较小,良好植被被盖的土地对减小地表 径流和土壤流失的作用在高强度降雨时更加显著。不同降雨强度对水土流失的 影响不同.降雨强度成4mm’h-l时的降雨产生的土城流失次数占土壤流失总数的 71叹卜78%,而产流童占总径流里的70帆卜 78%。土壤流失量与降雨强度的关系在 不同土地利用方式中差异较大。在降雨最相近条件下,降雨强度对土壤侵蚀起 着主导作用.由于降雨雨型的差异,导致平均降雨强度与径流量和土壤流失量 的相关性均不好。 (7)降雨历时与径流量呈极显著的线性相关,但相关系数较低,而与土壤流失次数、 土壤流失量均无明显的相关性。历时较长的降雨在所有土地利用方式中均产生 较多的径流量,历时较短的降雨对缺乏植被覆盖土地的土壤流失量产生较大影 响,而对植被覆盖良好的土地影响较小;在长历时的降雨条件下,植被的水土 保持作用将被削弱。 (8)在其它条件相似时,不同土地利用方式的径流量和土坡流失量基本与前3天降 雨的关系最大‘.把所有降雨综合起来分析时,由于其它因素之间的互相影响, 前期降雨与水土流失的关系不显著。 (9)研究区艺Ello与土壤流失量的相关性最高,本研究初步确定计算降雨侵蚀力的降 雨参数组合为艺Ello。观测期内卜8月的R值占年R值的82.4%,早季的R值 仅占年R值的6.5%,4-8月是水土流失的危险期和高峰期.大雨以上降雨产生 的R值占年R值的80%以上,是产生水土流失的主要降雨类型。降雨侵蚀力与 土壤流失量的相关性好于降雨量、降雨强度、降雨历时、前期降雨等单因子与 土壤流失量的相关性. (10)初步建立了以降雨因子为主的预测径流量和土坡流失量的回归方程。


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