耕作措施在水土保持中的应用
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摘要:水土流失直接导致了生态环境恶化,我国坡耕地的水土流失问题日益严重,本文通过对陇东黄土高原坡耕地水土流失现状及其成因的分析,详细介绍了多种不同的水土保持耕作措施,最后通过实验数据分析,对不同耕作措施在不同降雨强度影响下对水土的保持作用以及不同耕作方式的有效运用进行研究,希望能够为陇东黄土高原持续性的水土保持工作提供依据,为农业的可持续发展和生态环境建设提供决策支持。
Abstract: Soil and water erosion directly leads to deterioration of ecological environment. The slope cropland erosion problem is increasingly serious in China. This article analyzes the status of slope cropland erosion problem in Longdong loess plateau and the causes, introduces a variety of soil and water conservation tillage measures in detail, finally, studies the soil and water conservation function of different cultivation measures and the effective use of different farming methods under different rainfall intensity through the analysis of the experimental data,hoping to work for sustainability of soil and water conservation in Longdong loess plateau, and provide decision support for the sustainable development of agriculture and ecological environment construction.
关键词:水土流失;耕作措施;应用研究
Key words: soil and water erosion;cultivation measures;application research
0 引言
陇东黄土高原位于甘肃省东部,庆阳和平凉地区是这一地区的主体组成部分,大面积地表被各类黄土覆盖,特别是马兰黄土,极易受到水的冲刷和潜蚀。随着人们对林木的滥砍滥伐、对耕地的过渡开垦的日益加剧,在集中降雨时期,导致大量的水土流失,也是导致黄河泥沙量增加的主要因素之一。目前,陇东黄土高原水土流失呈现如下特征:一是水土流失的范围逐步扩大,总面积不断增加,目前已有近百分之三十的土地水土流失严重;二是多种因素导致水土流失现象日益严重,其中百分之六十以上的水土流失是水力侵蚀造成的;三是坡耕地水土流失尤为严重,导致作物减产,甚至是无法再进行耕作。
不可避免的自然因素是导致水土流失的重要原因,而人类的无意之为更加剧了水土流失现象。导致陇东黄土高原水土流失的自然因素:首先是每年7-9月的集中降水,特别是暴雨,极易对土壤造成侵蚀。其次是地形多属于丘陵沟壑区,坡度越陡,地表径流越快,冲刷侵蚀力越强;坡面越长,地表径流量越大,冲刷力越强。再次,受地形地势以及农民耕作习惯的影响,直接导致耕地积水严重和雨水冲刷力强,从而造成严重的水土流失现象。最后是,黄土本身抗腐蚀性差,土壤疏松,透水性差,另外缺少植被覆盖保护,也是造成水土流失的重要原因之一。
造成水土流失严重的人为因素主要表现在,人们对土地资源的不合理开发利用,如过度开荒农耕造成植被锐减,失去了水源涵养和土壤保护的天然屏障,加重了雨水和地表水对土壤的侵蚀。二是耕作制度不科学,造成土地的使用和养护严重失调,土壤的有机物质流失严
重,土壤生产力难以恢复,产能严重下降;另外由于大型机械使用受限,土壤翻耕次数越来越少,导致土壤透水性和蓄水能力明显降低。三是土地资源利用率有所提高,未利用土地面积减少,但是产能仍未充分发挥,目前耕地面积减少较快,林地面积有所减少,牧草地呈下降趋势。
本文通过对陇东黄土高原坡耕地水土流失现状及其成因的分析,详细介绍了多种不同的水土保持耕作措施,最后通过实验数据分析,对不同耕作措施在不同降雨强度影响下对水土的保持作用以及不同耕作方式的有效运用进行研究,希望能够为陇东黄土高原持续性的水土保持工作提供依据,为农业的可持续发展和生态环境建设提供决策支持。
1 水土保持耕作措施的主要类型
为了应对日益严重的陇东黄土高原水土流失问题,除了采取修筑梯田等工程措施和增加植被等措施,还广泛采取水土保持耕作措施来防止水土流失,具体措施主要有以下几种:
一是横坡耕作,即等高耕作,在平行于等高线的方向上形成众多蓄水沟,有效涵养水源,增加透水性,既可以增加农作物产量也可有效减少水土流失。坡耕地如果采用传统的顺坡耕作,势必会造成严重的水土流失,而采取横坡耕作更利于水土保持的。
二是秸秆覆盖,目前已被广泛推广的一种集节水、生态、有机、环保于一体耕作方式,可以起到增肥、改善土质的作用,并有效改善微生物循环,在冬季还可以起到保温的效果,有效改善农作物的生长环境,起到保持水土的作用。
三是等高种植,即按照一定的间距种植灌木等作物,既有一定的经济价值,又有很好的生态效益。灌木等作物可以有效防止水土流失,提高土壤生产力,有效保护土地资源。目前,该种耕作方式已被广泛运用于多个国家,与工程措施相比,等高种植投入少,对生态的破坏小,还可以作为天然的隔离屏障,有效减少病虫害的传播。四是水平梯田,是一种较为传统的保持水土的有效措施,起作用原理主要是通过延长地表径流的滞留时间,使其充分渗透至土壤下层;另外长缓坡改成水平梯田后,其坡度减缓,可以使地表径流的流速降低,减弱水的冲刷力,有效保持水土。
2 不同耕作措施在水土保持中的有效应用
2.1 不同耕作方式的水土保持效果
本文通过选择一定坡度的天然降雨和人工降雨小区,通过观察、实验和数据统计分析等方法,分别对等高种植、秸秆覆盖、横坡耕作裸地、顺坡耕作裸地、裸地、垄向区田、深松地等不同耕作方式下产流产沙过程进行分析,并结合对降雨强度和侵蚀性的研究,综合评价不同水土保持耕作方式的效果。
二是第2次天然降雨情况下的实验数据分析。据统计数据(如图4、图5和图6所示),可知裸地的径流量依然是最大,其余的依次为顺坡裸地、横坡裸地、等高种植、秸秆覆盖、和深松地及垄向区田。地表越粗糙,其径流量越少,滞留时间越长。