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三峡库区小流域水土流失预测评价与生态环境调控

倪九派  
【摘要】:水土资源是人类最宝贵的自然资源和生存基础,随着人口增长和对资源开发强度的增大,水土肥的流失已成为区域可持续发展中不可忽视的问题。二战以来,世界各国均十分重视水土保持生态环境建设与水土资源的合理利用。由重庆至宜昌三斗坪的三峡库区是《全国生态环境建设规划》长江上游重点治理区的重中之重,这一地区的水土保持生态环境状况,不仅关系到三峡工程的安危和经济运行年限,而且还关系到长江中上游乃至整个长江流域经济的可持续发展,目前,无论是综合治理开发,还是退化生态系统的恢复与重建,均是以小流域为单元来进行的,小流域尺度已被证明是符合我国山地特点和社会经济发展的合理的空间尺度。本文通过对三峡库区典型小流域的研究,以重庆市开县芋子沟小流域和丰都县三合水土保持生态园区为例,从以下5个方面对三峡库区小流域水土肥流失及生态环境调控进行了探讨。建立三峡库区小流域水土肥流失预测与评价的方法和模型,探求三峡库区小流域生态环境调控模式,为三峡库区水土资源的合理利用服务。 1 三峡库区小流域土壤侵蚀危险性评价 在ARC/INFO 8.0.2地理信息系统软件和SPSS 10.0的支持下,探讨了基于GIS的土壤侵蚀危险性评价单元的划分方法,运用层次分析法和系统聚类法对重庆市丰都县三合水土保持生态园区土壤侵蚀危险性作了评价。评价中综合考虑了影响土壤侵蚀危险性的坡度、坡向、土层厚度、有机质含量、母质、植被覆盖、植被恢复、降雨强度和径流强度等各个因素,避免了仅仅根据土层厚度来衡量土壤侵蚀危险性带来的局限性和不确定性。结果表明,在三合水土保持生态园区,土壤侵蚀危险性主要受坡度、土层厚度和植被覆盖度三个因素的影响;园区内危险型、强险型和极险型土地面积占园区总面积的57.49%,土壤侵蚀危险性大。在园区内进行“退耕还林”时,不宜过多的营造经济林,应经济林和生态林并重 发展。 2三峡库区小流域水上肥流失预测 通过室内人工模拟降雨实验和径流小区观测,阐明了紫色土与石灰性黄壤水 土流失与养分流失之间的关系。养分主要随土壤细粒的流失而流失,随径流流失 的养分在养分流失总量中占次要地位;但与紫色土相比,石灰性黄壤上随径流流 火的芥分在养分流失总量l。P占有教大的比重,且随径流流失的多为可溶性养分, 不容忽视。依据实地调查资料及相关图形资料,建立了芋子沟小流域地理数据库。 在地理信息系统ARC/INFO支持下,直接利用GIS软件的栅格分析功能,以栅 ’格图层建库,根据通用土壤流失方程式(USLE)对数据库实施运算操作,预测 了芋子沟小流域土壤侵蚀量。结果表明,芋子沟小流域年平均输沙模数为 3893.38t/krnZ,侵蚀强度属中度;占流域面积 29.48%的坡耕地的产沙量占流域总 产沙量的 81.98%,占流域面积 69.52%的其它地类对流域土壤侵蚀量的贡献率仅 为18刀二%,坡耕地年均土壤侵蚀量为10826.54t/kmZ,属于极强度侵蚀。养分流 失量的统计结果表明:芋子沟小流域年平均养分流失模数有机质为 111.74ha‘, 全氮为 6.70W旷,全磷为 3乃stlkln,全铆为 92.31毗旷。坡耕地是芋于沟小流 域水土流失的策源地,小流域水土流失治理的关键是实现流域内坡耕地的合理利 用。依据实地调查资料及相关图形资料,建立了丰都县三合水上保持生态园区地 理数据库。在地理信息系统软件的支持下,将流域划分为77独立的坡面,通过 独立坡面上水土肥流失量的计算来预测小流域的水上肥流失量。预测结果表明, 三合水土保持生态园区的年均土壤侵蚀模数为4054.87t/kmZ,年平均养分流失模 数有机质为 137.46t/km‘,全氮为5.15 i,全磷为2.72 i,全钾为 120.84 o。 3三峡库区小流域水上肥流失治理的耕作模式 坡耕地严重的水土流失和土地退化对山区农业的可持续发展形成了极大的 威胁,不同耕作模式对坡耕地水土肥流失的影响很大,对不同的耕作模式与坡耕 地水土流失关系的分析,探求坡耕地合理开发利用和保护的途径显得十分必要。 通过对顺坡耕作农作系统、横坡耕作农作系统、梯田农作系统、秸秆覆盖农作系 统、垄沟格网式耕作农作系统和等高植物篱农作系统水土肥流失治理效益的研 究,对三峡库区小流域坡耕地适宜的耕作模式进行了探讨。坡耕地综合开发利用 模式至少应包括以下几个方面:坡面,沟道,植物防护体系;坡耕地作物种植体 系;提高坡耕地水土肥利用率农业措施技术体系。研究坡耕地综合开发利用模式 的目的就是根据当地的实际情况,把合理的耕作模式,适宜的种植模式和有效的


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