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延河流域植被与侵蚀产沙特征研究

王志杰  
【摘要】:黄土丘陵沟壑区是黄土高原土壤侵蚀最严重的区域,也是黄河粗泥沙的主要来源地。而植被是控制水土流失、恢复生态环境的关键因子。自1999年退耕还林(草)工程实施以来,黄土丘陵沟壑区的植被覆盖度显著增加,水土流失明显减轻。但该区的植被景观恢复到了什么程度?土壤侵蚀是否得到了有效的控制?现阶段流域侵蚀产沙特征如何?今后水土保持、植被建设和生态恢复的重点区域在哪里?这些科学问题尚没有明确答案。因此,本研究以黄土丘陵沟壑区延河流域为研究对象,通过对其从南到北9个典型小流域的立地环境和植被格局特征、不同植被类型的土壤侵蚀特征分析的基础上,结合典型小流域滑坡、崩塌侵蚀和沟道(河道)泥沙淤积的调查,研究了典型小流域及延河流域的侵蚀产沙特征。主要研究结果如下: 1.延河流域9个典型小流域现阶段的主要植被类型有33个植物群系,包括6个人工乔木林群系、2个人工灌木林群系、4个自然乔木林群系、6个自然灌木林群系和15个半灌木草本群系。其中:南部的3个小流域有24个群系,以自然乔、灌植物群系分布最广,主要为辽东栎、侧柏、三角槭、丁香和狼牙刺等群系;中部的3个小流域有19个群系,以刺槐和铁杆蒿群系为主,茵陈蒿、长芒草、白羊草、狼牙刺、柠条和沙棘等群系也分布较广;北部的3个小流域有25个群系,以铁杆蒿群系为主,刺槐、沙棘、白羊草、茭蒿、长芒草以及茵陈蒿群系也有广泛分布。 2.人工植被随坡度表现出“随机性”分布特征;自然演替中后期的辽东栎、狼牙刺、铁杆蒿、茭蒿和白羊草等植物群系主要分布在坡度大于25°的沟坡,而中前期的茵陈蒿和长芒草群系主要分布在坡度小于25°的梁峁坡。白羊草和狼牙刺群系表现出对阳坡、半阳坡的敏感性,辽东栎和丁香群系主要分布在阴坡或半阴坡,其他植物群系未表现出明显的坡向敏感性。小流域植被盖度由北到南呈现逐渐增大的趋势,北部平均植被盖度在33-40%之间,中部在38-42%之间,而南部达到60%以上。 3.根据侵蚀针的监测结果,14种主要植物群系的土壤侵蚀强度变化在805.7-5149.6t/km2.a之间。自然乔木林植被减蚀能力最强,其次为自然灌木植被,再次为人工灌丛植被、15年人工刺槐植被和自然演替中后期的草本植被,而自然演替中前期的草本植被和6-8年人工刺槐植被最弱。 4.延河流域在2013年暴雨条件下,小流域坡沟土壤侵蚀强度均小于2500t/km2.a,其中北部和南部以微度侵蚀为主,中部以轻度和中度侵蚀为主。9个典型小流域中度及以上侵蚀均主要分布在人工乔灌林植被或自然演替中前期的草本植被覆盖的沟坡。 5.2013年暴雨条件下,延河流域各小流域的滑坡、崩塌侵蚀严重,表现为南部最大(7357.7t/km2),其次为中部(3706.9t/km2),北部最小(1678.1t/km2)。 6.延河流域2013年总侵蚀产沙量约0.27亿t,主河道总淤积量约0.04亿t,甘谷驿水文站输沙量计算值为0.23亿t(实测值为0.24亿t)。其中:平均坡沟土壤侵蚀强度为1614.5t/km2,呈现中部强、北部次之、南部较小的趋势;平均滑坡、崩塌侵蚀强度为3354.2t/km2,表现出由南到北逐渐减小的趋势。侵蚀产沙强度大于5000t/km2的区域主要分布在西川河流域、南川河流域和蟠龙川流域的部分地区以及杏子河和延河的上游。 7.现阶段延河流域坡沟良好的植被覆盖已能有效抵御暴雨侵蚀,在特大暴雨条件下重力侵蚀占主导地位。因此,今后应在保护现有坡面退耕成果的前提下,加强沟间地降雨径流的蓄排措施,减小坡面径流下沟的影响,防止沟坡重力侵蚀,控制沟蚀发展,减轻沟道冲刷,以更有效地防止水土流失,促进秀美山川的实现。


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