流域治理是减少土壤养分流失和防治土地退化的重要措施

《水土保持研究分第 �卷第 �期 � � � 年 �� 月 � � � � � � � ! � �� �� � � � � � � � � �� � � � � � ‘� �� � � � �� � � � � � � � � � , � � � � 流域治理是减少土壤养分流失和 防治土地退化的重要措施 张绒君 郭 锐 �黄委会西峰水保站 王愿昌 宋京全 ·甘肃西峰 · � � � � � � � 摘 要 通过对 马莲河流域 � � � �一 � � � �年实测洪水养分 、洪量 、输沙量等资料的分析表明 �该流域 的两个阶段 , 直接影响了流域土壤养分的变化 。根据建立的流域土壤养分流失方程推算 , 实施水土 保持措施较非治理阶段 , 该流域土壤中 � 、� 、 � 的流失量分别减少�� � � � 、 �� � � � 、 �� � � � 。进一步 证明流域治理是减少土壤养分流失和防治土地退化的重要措施 。 关键词 流域治理 养分流失 土地退化 � � �� �� � �� � � � � � � � � � � � � � � � � �� � � � �� � � �� �� � � � � � � � � � � � � � � � � ��� � � � � � �� � � � � � � � � ��� � � � � �� � � � � � � � � �� � � � � � , �� � � ��对� � � � � � � � � � � , �� � � � , � � � � , , � � � , , � � ��, � � 叮“� , � �� � �� � , � � � � � � � �� �� � , 习� ��� , � � � � ��� , � , ��产 � � �� � 〔沁 , � �阴 , � , �卿 �沁� , � � �� �� �� ��� �� ��� � 尺�� ,〔 , , � ��砂, � � � “ , � �“ , � � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � � �� � �� � � � � � � � � � � � �� � � � �� � � � � �� �� �� � � � � �� �� 一� �� , � �� �� � � � � � � � � � � � � � � � � � ��� ��� � � � � � � ��� � � � � �� � � � � � �� �� � � � �一 � � � � , �� � � � � � � �一�� �� � �� � �� � �� � � �� � � � � �� � � ��� �一� ��� � ��� � � � � � �� � � � � � � �� � � � � �� � �� �� ��� � � �� � � �� � � � � � � � � � �� � � � � �� �� � � � � � � �� � � � �� � � �� � �� � � �� � � � � , �� � � � � � �� � �� � �� � � � �� � ! ∀# ∃ ∀%∀∃ & ∋ �� () � ∗ + # ∗ � � , 一l t r o l t h e lo s s e s a m o u 一i t o f N , P a n d K d i m i n i s h e d 3 4 . 7 ; 石, 4 0 . 1 % a n d 1 3 . 4 % . r e s p e e t i v e l y , C o m p a r e d w i t h : , n e o n t n o l s t a g e s . A l l o f t h e s e r e s u l t s i l l t 一s t r a t e d w a t e r s h e d e o n t r o l i s a 一1 im p o r t a n t m e a s u r e o f d e e r e a s i n g 5 0 11 n u t r ie n t lo s s e s a n d p r e v e n t i n g 5 0 1 1 d e g e n e r a t i o l l . K e y w o r d s w a t e r s h e d e o n t r o l n t一t r ie n t l o s s e s 5 0 1 1 d e g e 一飞e r a t io 一1 流域 内土壤养分流失量的大小是衡量该流域土地退化和水土流失程度的一项重要指标 。 本文 根据马莲河流域实测洪水流量 、输沙量 , 养分及各项水土流失治理面积资料 , 应用多种数学 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 , 对 流域土壤养分流失特点进行了量化研究和定性分析 , 同时对流域治理对土壤理化性状的影响也进 行了阐述 。试图 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 流域治理对流域土壤养分流失与土地退化的影响 。 收稿 日期 1994一()7一()l 水土保持研究 第l卷第5期 1 流域概况 马莲河系黄河的二级支流 , 流经陕 、甘 、宁三省区八个县 , 流域总面积19 oookm , 。地形以丘陵山 区为主 。土壤主要为黄绵土 , 北部有小片沙荒地 。其中流域南部的子午岭天然林 区 , 占流域总面积的 15.0% , 森林覆盖度为46 写 , 植物群落分布具有明显的立地类型特征 , 土壤为灰褐土 。流域年降水量 在 500 m m 左右 (林区 6 50 m m 左 右 ) , 多年 平均 径 流 量 · 2 . 3 27 亿 m ’、输 沙量1.06 8亿 t , 是黄河泥沙来源的重要地 区之一 。 1 9 4 9 年以来 , 对该流域进行了综合治理 , 但由于受 资金不足和 自然条件的影响 , 各阶段治理程度不一 , 加上缺 乏配套的法规建设 , 在治理的同时 , 人为破坏也极为严重 。 雨落坪水文站位于马莲河流域出口 , 1 9 5 3 年建站 , 主 要观测径流 、泥 沙 、洪水水 质等 , 本 次分 析均采用该 站 1958一1984 年 19 年的实 测资料 (1960 、 1 9 6 8 一1974年缺 测 ) , 由于流域在该时段内不存在工业 污染的影响 , 所行 结果可以代表整个流域径流 、泥沙及养分流失情况 。流域 示意图见图 l。 2 研究方法 样品的选取 :每月下旬在雨落 坪水文站对河流泥沙 和径流进行采样 , 作为化验样品 , 遇一次洪水增加取样一 次 。 图1 马莲河流域示意图 测定方法 :河流泥沙及径流中养分的测定采用农业化学常规的分析方法 , 即 N 、 P 用 比色法 , K 用火焰光度法 .文中测定的土壤养分流失量均为泥沙和径流中的有效养分 。 分析方法 :为了比较分析水土保持治理对整个流域不同时期土壤养分流失的影响 , 本文采用模 糊聚类分析法 , 即以流域土壤养分流失量 、洪量 、洪水输沙量 、汛期降水量等6个因子为指标 , 对整个 流域的养分流失特点进行分析〔‘〕 。其中 , 雨量采用扣除每次降水雨强小于2. sm m /h 或次降水总量 小于 15 m m 后的有效降水进行统计 , 并以此来考虑降水特性对土壤侵蚀的影响 。模糊聚类较合理地 考虑了上述影响流域土壤养分流失主要因子 .因此采用这种方法 , 便可分析出全流域不同时期水保 治理和降水变化对养分流失的影响 。 数据的初值化处理采用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化法[l] 。 X 二 X 注 一 X , S , ( 1 ) 式 中:X 二—初值标准化后的数值 ;戈‘— 原始资料数据 ;叉,—第 K 个指标序列原始数据均值 ;S ,—第 K 个指标序列原始数据方差 。求相似系数矩阵 ri , 时 , 相似 系数公式为 : 乙九Xj. 厉每 (2)式 (2) 中 戈 , 、x , 为标准化后数据 。另外采用多元回归方法建立非治理阶段土壤养分流失方程 。 年 12月 张绒君等: 流域治理是减少土壤养分流失和 防治土地退化的重要措施 3 结果与分析 对流域1958一1984年实测的汛期有效降雨 、洪量 、输沙量 、流失的 N 、 P 、K 、 5 0 不“ 、 C a 、 M g 、 C O 了’ 等资料 ;应用模糊聚类方法 , 经计算机处理如下图(图2) 。 由树形图可看出 , 当截集 几一 0. 78 时 , { 5 、 18 、 !愉!流l邢 17 4 一本 1 6 13 1 0 盆1 12 阵9 图2 模糊聚类结果图 17 、 4 、 1 6 、 1 3 、 1 0 、 1 1 、 1 2 、 1 9 }即1975一1984年聚为一 类 ;当截集 又= 0 . 7 2时 , { 6 、 8 、 1 、 7 、 9 、 2 、 3 } 即1958一 1967年聚为一类 。这两类相应于两个阶段即剧烈流 失阶段和轻度流失阶段 , 为了检验聚类结果的合理 性 , 我们从以下几方面对聚类结果进行分析 。 3 . 1 两阶段径流 、泥沙及养分流失t 对比分析 为了扣除天然降水年际变化对泥沙养分流失 量的影响 , 采用单位降水产流 、产沙及养分流失量对 比分析法 , 结果见表1 。 表l 阶段土壤养分流失对比分析 编号 阶段(年) 有效降水(m m ) 单位降水 产流量(义 1 ()‘m 3 / m m ) 单位降水 产沙量 (X 104t/m 杭 ) 有效 N 流失量 (义 10 2t /m m ) 有效 P 20 5 流失量 ( 义 10 2 r / m m ) 有效 K + 流失量(丫 10 2t/ m m ) 19 5 8一1967 1975一198 4 变化率(% ) 变化率(% ) 3462 3511 8.7 65。 3 2 6 2 。 ( ) 0 5 . 0 8 l ( ) . 0 7 3 6 . 9 5 2 9 ( ) 0 2 1 6 《) 1 9 . 8 7 0 0 4 9 0 . 0 2 3 5 3 . 3 ()() 3 9 . 4 ()0 2 . 7 7 火 10 一 4 1 . ()2 5 又 1 0 一 4 6 2 。 9 9 4 5 . 4 ( ) 1 0 3 2 0 . 9 8 5 4 . 6 0 吕。 9 ( ) ,工n乙34 注 :第4行为考虑降水对流域产沙贡献率 31 .5% 的影响量后的计算结果 。 由表l可看出 , 1 9 5 8 一1967年无论泥沙还是养分的流失量都明显多于 1975一1984年 。两者相比 , 1 9 7 5 一1984年泥沙 、有效氮 、有效磷 、有效钾 流失量分别减少 19 .87 % 、 39 . 40 % 、 45 . 40 % 和 8. 90 % 。 由此可见 , 1 9 5 8一 1984年间分为土壤养分剧烈流失和轻度流失两个阶段 , 聚类结果较为合理 。 3 . 2 两阶段各种水利水保措施对比分析 为了分析造成两阶段养分 、泥沙流失量差异的原因 , 我们对整个流域 1958 一1984年各种水利水 保措施实施情况 (表2) 和子午岭林区夭然植被变化情况进行定量和定性分析 。 表2 流域治理情况表 时段 面(km Z尸 坡面治理 面积(k m Z) 坡面 治理度(% ) 淤地坝拦泥量(义 10 4t) 水库拦泥量(义 10 4t) 1 9 5 8一 196 7 1975一 1986 19 000 19 000 129.8 2 196 3.9() 0.68 l().30 1986。 0 0 3 3 5 6 . 7 0 1 2 . 6 0 1 9 8 4 . 0 0 从表2可以看出 , 剧烈流失阶段 (1958一1967 )对应的整个流域的治理程度较低 ;1975一1984年 间由于开展了大规模的水土保持工作 , 取得了防治土地退化拦蓄径流 、保持水土的明显效益 。因 此 ,从两阶段对应的治理情况来看 , 聚类结果也较合理 。 另外 , 流域内唯一的夭然林区(子午岭林区 ) , 在两阶段的变化 , 对流域泥沙 、养分的流失影响也 很大 。据庆阳地区林业志记载 , 子午岭林区 1958一1967年由于人为大量耕垦 、乱砍滥伐 , 植被遭到严 重破坏 , 致使林线两边界后移10k m , 比 50 年代初期减少林地17 .33 万 hm Z。 1 9 7 7 年以后 , 由于撤销了 农场 , 迁移了部分林区人口 , 使林区植被逐渐得到恢复 。到 19 85年 , 森林覆盖度 已由1977年的37 .4% 提高到 46 % 。 从以上分析可知 , 1 9 5 8 一1967年由于流域 内各种水保措施实施面积小 , 再加之人为对流域夭然 植被的破坏 ,使得该阶段泥沙养分流失量明显增大 , 土壤肥力下降 , 土地退化屯也就是说流域治理是 水土保持研究 第1卷第5期 减少土壤养分流失和防治土壤退化的重要措施 ;1975一1984年间 , 随着流域内各种水利水保措施的 实施 , 天然植被的恢复及降水量的减少使得该阶段泥沙 、养分流失量 明显减少 。 3 . 3 对土壤养分变化影响的典型调查 治理不仅减少了大量的土壤养分流失 , 而且改善了土壤的理化性状 , 提高了土壤肥 力 , 预防和 减轻 了土地的退化 。根据甘肃省平凉水保所范钦武等1977一1979年对拦泥田块地试验结果表明 , 拦 泥后土壤中的有机质 、 N 、 P 、 K 较对照地分别增加 64 .4 % 、 4 5 . 5 % 、 2 4 . 6 % 、 50 % 。土壤各级颗粒含量 (% )也发生了明显变化 (见表3)。各级颗粒含量的变化与洪水的大小和前期干旱程度有关 。 表3 土壤颗粒含t 变化表 深 度 地 点 各级颗粒 含量变化率(% ) 0 。 0 5 ~ ( ) . 0 2 5 ( ) 。 0 2 5 ~ 0 . 0 1 〔) 0 1 ~ 【) . 0 0 5 ( 0 . 0 () 5 < 0 . () 0 1 备 注 南义沟 姚 店 3 . 4 : ’ : : : ‘ : : ; { : 或 长’岁 飞.了 ;:: “ 一 ”号表示减少 治理对流域土壤养分流失t 的影响计算 由以上两方面的分析可知 , 在降水量年际变化不大的情况下 , 流域治理是造成流域内土壤养分 在不同阶段流失程度不同的主要原因 。为了说明 197 5一 1984年间各种水利水保措施发挥作用和林 区植被恢复后养分流失量的减少程度 , 我们采用多元回归分析法 , 对剧烈流失阶段有效 N 、 P 、 K 流 失量与汛期降水 、洪量 、洪水输沙量的关系进行了分析 , 建立的多元线性回归方程见表4 。各方程中 , Y 为有效养分流失量 (1护t) , X l 为洪量 (10‘m ’) . X Z为洪水输沙量(l少t ) , X 3为汛期有效降水 (m m )。 表4 剧烈流失阶段养分流失t 多元回归模型 有效养分 方 程 相关系数 精度 (% ) N Y = 一 (). 1 2 3 9 + 4 . 76 8 义 l()一 SX 一+ 1 . 4 9 义 l()一 3X 2 0 . 9 7 9 5 . 9 P Y 一 一 (). ()2 2 + 7 8 9 x l《)一 7 X I + 7 8 7 义 1 一犷5X 2 (). 97 8 9. 5 K Y = 1 15 7 . 6 + 4 又 1 0 一 7 X 一十(). 0 1 2 X : + o .4 2X 3 0 . 75 9 1. 3 将轻度流失阶段洪量 、洪水输沙量及汛期降水量数据代入相应的方程式 , 可求得 1975一1984年 治理对土壤养分流失量的影响量 ,结果见表5 。由表 5可以看出治理前后流域养分的变化是非常明显 的 。 表5 1975一1984年治理对土壤养分流失t 的影响 土壤养分流失量 (又 1 。+z t) 三祠 ‘ 芍 决火 目 _ , 一闪 厂 入 计算流失量 实测流失量 变化率 (% ) 变化率(% ) 163.2 80 50 34.7 0.867 9 0 360 9 58.5 40.1 4245.9 3457.5 19.5 13.4 ,工宁目,J 注 :表中第4行为考虑降水对流域产沙贡献率31 .5% 的影响量后 的计算结果 。 4 结 语 流域治理对土壤养分流失与土地退化起着至关重要的作用 。该流域治理的两个阶段 , 直接影响 了土壤养分的变化特性 。治理除了蓄水拦泥 , 提高土地生产力外 , 更重要的是减少土壤中各种养分 的消失 , 减轻土地退化程度 .也就是说流域进行治理后首先发生变化的是土壤养分流失量的锐减 。 参考文献 l 杨义群主编.回归 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 及多元分析— 在农业中应用.陕西杨陵:天则出版社 , 1 9 90