紅壤典型小流域水土流失演變規(guī)律及治理范式研究.pdf

1、長期以來，水土流失引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題受到人們的普遍關(guān)注，紅壤退化地生態(tài)恢復(fù)是研究熱點，本文以具有典型代表性的紅壤退化地長汀縣朱溪河小流域為研究對象，應(yīng)用GIS和遙感技術(shù)，對朱溪河小流域進(jìn)行地形因子、土地利用、植被類型、土壤類型、治理措施等研究，并對土壤侵蝕狀況進(jìn)行調(diào)查，探討小流域內(nèi)不同地形因子、土壤植被、治理措施條件下水土流失演變規(guī)律，結(jié)合紅壤小流域開發(fā)治理過程中的水土流失時空演變規(guī)律及影響因素，建立紅壤退化地水土流失治理范式，研究不同

2、治理措施和治理范式在紅壤小流域土壤侵蝕適用性和技術(shù)上的可行性，在整體經(jīng)營管理中解決水土流失問題，為紅壤退化地水土流失治理提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，1999～2007年間，朱溪河小流域土壤侵蝕面積逐漸下降，無明顯侵蝕面積上升，土壤侵蝕強(qiáng)度等級明顯降低，以降低一個等級為主，從地形因子看，水土流失集中于高程300～450m，坡度8～15°的范圍內(nèi)，陽坡分布范圍大，流失重；針對紅壤退化地水土流失特征與規(guī)律，提出循環(huán)經(jīng)濟(jì)范式、復(fù)合農(nóng)林經(jīng)營范式、林地

3、水土流失治理范式和崩崗治理范式等，在改善生態(tài)環(huán)境，提高生態(tài)安全具有重要意義；并運(yùn)用生態(tài)足跡模型對紅壤退化地的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r和生態(tài)安全狀況進(jìn)行分析。 水土流失引起生態(tài)環(huán)境惡化、河床抬高、江河淤塞、洪水泛濫、養(yǎng)分流失、土地退化、加劇貧困等一系列的環(huán)境問題。水土流失是危及到人類生存和發(fā)展的全球性問題。我國南方紅壤退化地僅次于黃土高原區(qū)水土流失嚴(yán)重的區(qū)域。自然因素和人為因素決定紅壤退化地水土流失治理速度慢、流失重、侵蝕類型多樣和邊破壞邊

4、治理的現(xiàn)象嚴(yán)重。加強(qiáng)對紅壤退化地的水土流失治理和控制關(guān)系到紅壤退化地的生態(tài)環(huán)境安全、社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力和社會主義新農(nóng)村建設(shè)的步伐，科學(xué)發(fā)展觀的理念和要求。 小流域為尺度進(jìn)行水土流失綜合治理越發(fā)得到重視，以紅壤退化地水土流失嚴(yán)重的朱溪河小流域為研究對象，朱溪河小流域被列入全國30條典型小流域，是福建省委省政府實施的為民辦實事的項目工程和長汀縣首批重點治理的小流域，具有典型性和代表性，通過空間數(shù)據(jù)采集，對水土流失動態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行

5、分析研究、定量評價水土流失治理程度及效果，同時針對朱溪河小流域特征，考慮整個紅壤退化地水土流失的普遍性和適用性，提出水土流失治理范式，對整個紅壤退化地的水土流失治理有重要的借鑒意義和現(xiàn)實意義。 本研究是在國家973項目專題“南方紅壤區(qū)水土流失綜合治理范式及機(jī)理研究”的支持下，利用3S技術(shù)，建立朱溪河小流域數(shù)據(jù)庫，縱向分析朱溪河小流域土壤侵蝕強(qiáng)度、等級、范圍等變化，提出適合整個紅壤退化地水土流失治理的范式，并利用生態(tài)足跡模型對朱溪

6、河小流域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r和生態(tài)安全狀況進(jìn)行分析評價。研究的主要結(jié)論如下： 1、運(yùn)用3S技術(shù)，結(jié)合野外實地調(diào)查與定位觀測的資料，建立朱溪河小流域數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。以時間尺度對不同時期朱溪河小流域水土流失演變規(guī)律進(jìn)行分析，結(jié)果表明： (1)朱溪河小流域水土流失的原因可以歸結(jié)為：先天發(fā)育不足(自然因素)和后天營養(yǎng)不良(人為因素)； (2)從朱溪河小流域水土流失時間演變規(guī)律來看，朱溪河小流域水土流失面積先升后降，呈拋物線形發(fā)展態(tài)

7、勢，與紅壤退化地水土流失發(fā)展趨勢大致相吻合。 (3)朱溪河小流域土壤侵蝕的年內(nèi)變化規(guī)律與降水量年內(nèi)分布規(guī)律大致相同，兩者呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，總體呈現(xiàn)雙峰型，梅雨季4～6月與臺風(fēng)季8～9月為土壤侵蝕最為嚴(yán)重。 (4)選用1999年、2003年和2007年3個時段土壤侵蝕圖，對朱溪河小流域土壤侵蝕數(shù)量、空間位置方向及時空演變特征進(jìn)行定量分析研究：無明顯侵蝕面積上升，土壤侵蝕面積逐漸下降，與治理措施及治理程度相關(guān)。從土壤侵蝕強(qiáng)度等

8、級的變化看，侵蝕等級一半左右保持不變。在變化的部分，又以降低一個等級為主，尤其以強(qiáng)度土壤侵蝕降低最為明顯，土壤侵蝕已呈現(xiàn)出明顯的減弱趨勢；空間上看，小流域中游水土流失最為嚴(yán)重，上游次之，下游水土流失相對較輕。 (5)從朱溪河小流域地形因子與水土流失耦合關(guān)系上來看：水土流失分布于地勢起伏較小的丘陵地帶，海拔大多在300～450m的范圍內(nèi)，人類活動強(qiáng)烈，植被長期受到破壞，加上未能及時修復(fù)導(dǎo)致水土流失，是治理的關(guān)鍵所在；從坡向上看，陽

9、坡和半陽坡土壤侵蝕較陰坡和半陰坡嚴(yán)重。 (6)從植被、土壤和土地利用與紅壤退化地水土流失的關(guān)系看：植被覆蓋度越高，水土流失越輕，但“遠(yuǎn)看青山在，近看水土流”的“空中綠化”現(xiàn)象存在，需避免林下流的現(xiàn)象；從土壤類型看，侵蝕紅壤的土壤侵蝕率較高，減少對土壤擾動可以有效地控制水土流失；從土地類型來看，土壤侵蝕分布與土地利用分布是相互關(guān)聯(lián)的，合理的土地利用方式可有效地控制土壤侵蝕。 2、從紅壤退化區(qū)的宏觀尺度出發(fā)，以朱溪河小流域的

10、微觀尺度對紅壤退化地水土流失治理范式進(jìn)行剖析，結(jié)果表明： (1)循環(huán)經(jīng)濟(jì)范式是從資源觀、生態(tài)觀和價值觀入手，依靠生態(tài)型資源循環(huán)來治理水土流失、發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一種效益良好范式，主要集中于以農(nóng)村居民點為中心，充分利用閑暇勞動力的基礎(chǔ)上進(jìn)行水土流失治理。 (2)復(fù)合農(nóng)林經(jīng)營范式應(yīng)用復(fù)合農(nóng)林業(yè)經(jīng)營，因地制宜，采取各種農(nóng)林措施治理水土流失，它是解決我國農(nóng)耕地減少，防治水土流失，利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，主要集中于坡度適中、高度350～450m

11、、水土流失較嚴(yán)重的區(qū)域。 (3)林地水土流失治理范式由于林下植被退化，土壤流失，林下水土流失嚴(yán)重，形成了“遠(yuǎn)看青山在，近看水土流”的現(xiàn)象，尤其是紅壤退化地“空中綠化”現(xiàn)象嚴(yán)重。主要集中于離海拔高度、坡度較大的區(qū)域，但水土流失相對較輕的區(qū)域。 (4)崩崗治理范式是水土流失治理關(guān)鍵之一，崩崗是存在于我國南方紅壤區(qū)一種特殊的水土流失形式，是紅壤退化地最嚴(yán)重的土壤侵蝕類型。對崩崗的治理一般采取上截、中間削和下堵的方法進(jìn)行治理，可

12、以將崩崗區(qū)變成水土保持生態(tài)治理區(qū)、以經(jīng)濟(jì)作物為主的多種經(jīng)營區(qū)，甚至還可以將它變成工業(yè)園區(qū)等。 3、將生態(tài)足跡模型引入小流域尺度，把生態(tài)足跡作為衡量小流域可持續(xù)發(fā)展的方法之一，同時引入小流域生態(tài)安全的概念，對朱溪河小流域生態(tài)安全進(jìn)行評價。結(jié)果表明：朱溪河小流域生態(tài)足跡需求不斷上升，生態(tài)承載力逐漸下降，生態(tài)赤字逐漸增大。從生態(tài)壓力指數(shù)看，朱溪河小流域生態(tài)壓力處于極不安全狀態(tài)，從生態(tài)占用指數(shù)看，朱溪河小流域經(jīng)濟(jì)水平較低，發(fā)展較快，從生