论文__重庆三峡库区“果—草—畜”水土保持模式效益研究.pdf

西南大学 硕士学位论文 重庆三峡库区“果草畜”水土保持模式效益研究 姓名：王侨 申请学位级别：硕士 专业：水土保持与荒漠化防治 指导教师：何丙辉 20080401 曲雨大学：倾十字何论文摘妥 重庆三峡库区“果一草一畜“ 水土 保持模式效益研究 水土保持与荒漠化防治专业硕士研究生：王侨 指导教师：何丙辉教授 摘要 在人口膨胀、粮食短缺、能源紧张、环境破坏等问题日益严重的情况下，人们开始注重 自然资源的保护和农业的持续发展等问题。在自然资源遭到破坏、水土流失严重的地区，进 行水土流失的综合防治，合理开发利用水土资源，发展生态经济，是使农民尽快脱贫致富的 一个十分重要的问题。果草畜水土保持模式能够充分利用水、热、光、地力等自然资源，使 农业、林业和草业在空间分布上能够取长补短、增产增收，试图协调资源与环境之间的矛盾， 是拓宽可持续发展水土保持农业重要的途径之一。本文通过野外测量、室内分析和当地调查， 较系统地研究了重庆三峡库区万州区内3 种果一草畜水土保持模式，分析其产生的生态效益、 经济效益及社会效益，并评价其综合效益。试图找出一种能够控制水土流失，改善土壤肥力 状况，增加生物生产量，促进区域经济、农业可持续发展的立体高效的水土保持模式。研究 结果表明： ( 1 ) 果一草畜水土保持模式对水土流失有一定的控制作用，其径流量和泥沙量都要明显小 于单纯种植佛罗橙模式。不同果草套种模式的径流量大小依次为佛罗橙一北海道牧草 ( o 1 l m 3 1 0 0 m 2 ) 佛罗橙一紫花苜蓿( 8 1 9 ) 佛罗橙一白 三叶( 7 9 o ) ；能够通过增加植被盖度和增加地下须根量，达到增加地上、地下生物量的目 的，从而改善土壤结构、有效拦截降雨，不同牧草的鲜干比大小依次为紫花苜蓿( 2 2 1 0 ) 北海道牧草( 2 1 6 3 ) 白三叶( 1 3 7 7 ) ，不同果草套种水土保持模式在0 0 6 2 5 m 2 单位面 积内的0 3 0 c m 土层的须根总量依次为佛罗橙一北海道牧草( 1 5 8 条) 佛罗橙一紫花苜蓿( 1 4 6 条) 佛罗橙一白三叶( 11 5 条) 单纯种植佛罗橙林地模式( 9 5 条) 。佛罗橙一北海道牧草 模式和佛罗橙一紫花苜蓿模式的地上、地下生物量都要好于佛罗橙一白三叶模式，再次证明 北海道牧草和紫花苜蓿是果园套种牧草的优良品种。 ( 4 ) 不同果草畜水土保持模式的经济效益不同。净效益的大小依次为佛罗橙一北海道牧 草模式( 1 0 4 0 元6 6 7 m 2 ) 佛罗橙一紫花苜蓿模式( 8 6 5 元6 6 7 m 2 ) 佛罗橙一白三叶模式( 6 9 0 元6 6 7 m 2 ) 单纯种植佛罗橙林地模式( 2 7 5 元6 6 7 m 2 ) ，产投比的大小依次为佛罗橙一北海 道牧草模式( 1 9 9 ) 佛罗橙一紫花苜蓿模式( 1 8 2 ) 佛罗橙一白三叶模式( 1 6 6 ) 单纯 种植佛罗橙林地模式( 1 2 9 ) ，净效益和产投比的表现趋势一致。 ( 5 ) 果一草畜水土保持模式的综合效益明显高于单纯种植佛罗橙模式，与单纯种植佛罗橙的 林地模式相比，佛罗橙一北海道牧草模式的综合效益是单纯种植佛罗橙模式的1 3 3 倍，佛罗 橙一紫花苜蓿模式的综合效益是单纯种植佛罗橙模式的1 2 7 倍，综合效益最低的佛罗橙一白 三叶模式也是纯农地生态系统的1 1 3 倍，其排列顺序为佛罗橙一北海道牧草模式( 1 2 5 ) 佛罗橙一紫花苜蓿模式( 1 1 9 ) 佛罗橙一白三叶模式( 1 0 6 ) 单纯种植佛罗橙林地模式 ( 0 9 4 ) 。单纯种植佛罗橙模式无论在生态效益、经济效益还是社会效益方面均表现为最低， 而佛罗橙一北海道牧草模式无论在生态效益、经济效益还是社会效益方面均表现为最高。 关键词：三峡库区，小流域综合治理，果一草一畜水土保持模式，综合效益分析，层次分析法 u 两南大学硕十学伊论文 a b s t r a c t m o d e l ( 0 4 8 m 3 10 0 m 2 ) t h ef l o r i d ao r 肌g e m e d i c a g os a t i v alm o d e l ( 81 9 ) t h ef l o r i d ao r a n g e w h i t ec l o v e rm o d e l ( 7 9 o ) ；c a f la t t e n dt 0i n c r e s et h eb i o m a s su p g r o u n d 锄d b i o m a s su n d e 曙r o u n db yi n r e 豁i n gt h ev e g e t a t i o nc o v e r 柚dt h ec o n t e n to ft h ef i b mu n d e 曙r o u n 也 i m p r o v e i n gt h es o i ls t r u c t u r e 锄di n t e r c e p tt h er a i n f a l la v a i l a b l yi n “sw a y t h ei n d e xo ff r e s h i a y w 嬲m e d i c a g os a t i v al ( 2 2 1 0 ) h o k k a i d op 嬲t u r e ( 2 1 6 3 ) w h i t ec l o v e r ( 1 3 7 7 ) ，t h ei n d e xo f t o t a lf i b r o u sr o o ti nt h e0 3 0 c ml a y e rw 嬲t h ef l o r i d ao 舢g e 。一h o k k a i ( 1 0p 嬲t u r em o d e l ( 15 8 ) t h e f l o r i d ao 啪g e m e d i c a g os a t i v alm o d e l ( 1 4 6 ) t h ef l o r i d ao r a n g e w h i t ec l o v e rm o d e l ( 11 5 ) t h ep u r ef o r e s t 拶m o d e lo ff l o r i d ao r a n g e ( 9 5 ) t h eb i o m a s su p g r o u n d 锄db i o m a s su n d e 唱r o u n d o ft h ef l o r i d ao r a n g e h o k k a i d op a s t u r em o d e la i l dt h ef i o r i d ao r a n g e m e d i c a g os a t i v al m o d e la r eo b v i o u s l yh i 曲e rt h a nt h ef l o r i d ao 聊1 9 e w h i t ec l o v e rm o d e l ，i tc a l lp r o v et h e h o k k a i d op a s t u r ea n dm e d i c a g os a t i v ala r et h ef i n ev a r i e t i e so fi n t e r p l a i l t i n g 伊雒si nt h eo r c h a r d s s e c o n d l y ( 4 ) t h ee c o n o m i cb e n e f ；i ti s d i f 佗r e n ti nd i v e r s e “f r u i t g r 签s p i g ”w a t e ra n 耋耋妻薹 i 萼 独创性声明 学位论文题目：重迭三坻痊区= = 墨二堇二畜：丞堡挂槿盘 煎益研究 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得西南大学或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者： 孑侨 i 签字日期：泖年6 月d 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论 文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生 部可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论 文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不 保密，口保密期限至年月止) 。 糊黼张卟撇钏1 两暂 两南大学硕t 。学付论文文献综述 1 文献综述 水土流失是个世界性问题，是当今人类面临的一种最普遍、持续性最强的地质灾害，被 称为“蠕动的灾害”，无论是发展中国家还是发达国家都存在不同程度的水土流失。严峻的 水士流失已引起世界各国的关注，联合国已将水土流失列为全球三火环境问题之一。从总的 趋势看，全球水土流失还在向恶化方向发展，每年冈水土流失造成的经济损失较诸如滑坡、 泥石流等地质灾害更大，水土流失己成为全球的重大环境问题之一1 1 捌。为了改变这一状况， 保护和改善人类的生存环境以及合理利用有限的自然资源，人类开始了水土流失的相关研究 和实践，即水土流失规律的理论研究和水土保持实践。 随着我国经济的发展，人口数量不断增加，特别是近几年工农业生产的迅猛发展，生产 建设项目增多，水土流失已经成为我国当今生态环境建设的头号问题。我国水利部于1 9 8 0 年4 月在山西吉县召开了1 3 省( 区) 小流域治理座谈会，颁发了我国“水土保持办法”，首次 定义了小流域的概念，明确了我国的水土保持要以小流域为单元进行综合治理【3 ，4 ，5 1 。把小流 域作为综合治理单元，既符合水土流失规律，也符合经济发展规律。因为小流域是江河的最 小单元，是产沙的源头，水土流失的发生、发展过程在小流域里充分体现出利6 1 。把小流域 治好了，小流域生态环境好了，小流域经济繁荣发展就会成为必然的结烈7 引。 1 。1 相关概念及内涵 流域( w 缸e r s h e d ，c a t c h m e n t ) 是指某一封闭的地形单元，同时也是一个水文单元，该单 元内有溪流( 沟道) 或河川排泄某一断面以上全部面积的径流。人们经常把流域作为一个生态 经济系统，进行经营管型9 1 。 小流域既是一个自然单元，也是一个区域性社会一经济一政治单元，构成生态经济复合 系统( e c o n o m i c e c o s y s t e m ) 【4 1 。在复合系统内部和系统与外界环境之间，除了能流、物流 外，还有信息传递和价值转移，乃至人口、知识和技术等流动。人们可以利用技术手段来稳 定或加强系统的能、物流，提高系统的功能和效率。而技术系统的这种功能，又是在生产、 交换、分配和消费领域中，在经济系统的祸合运行中，通过产品的商品价值而实现的【1 5 - 1 9 】。 所以人们经常把流域作为一个生态经济系统进行经营管理。 小流域综合治理( s m a l lw a t e r s h e dm 锄a g e m e n t ) 又称流域治理、山区流域管理、流域管 理、集水区经营，其概念是：为了充分发挥水土等自然资源的生态效益、经济效益和社会效 益，以小流域为单元，在全面规划的基础上，合理安排农、林、牧等各业用地，因地制宜地 布设综合治理措施，治理与开发相结合，对流域水土等自然资源进行保护、改良与合理利用 【8 】o 小流域水土保持综合治理是指以小流域为单元，实施水士保持综合治理，组成生物与工 程措施配套体系，坡沟兼治，集中连续治理，达到最大的蓄水保土效益；综合治理的核心就 是按照系统优化的治理开发目标，科学配置水土保持各措施，使小流域内的资源得到有效的 芦南人学硕十学伊论文文献综述 保护和充分的开发利用，促进流域内农、林、牧、副等各个行业协调发展，发挥最人的综合 效益【2 0 ，2 1 1 。 在国外，小流域治理又称山区流域治理( m o u n t a i nw a t e r s h e dm a n a g e m e n t ) ，是指河流发 源的山区面积较小的流域治理【2 2 ，2 3 1 。 小流域生态经济系统是在小流域的地域范围内，以小流域自然生态系统为基础，社会经 济系统为主导，通过人工设计生态工程，组成的一个具有独立特征、结构和功能的综合生态 经济体系。目的在于协调经济发展与环境之间、资源利用与保护之间的关系，形成生态和经 济的良性循环，实现生态效益、经济效益和社会效益三者的统一，实现农业的持续发展【2 4 1 。 生态农业是是把农业生产、农村经济发展和生态环境治理与保护、资源培育和高效利用 融为一体的新型综合农业体系。它以协调人与自然关系，促进农业和农村经济社会可持续发 展为目标，以“整体、协调、循环、再生”为基本原则，以继承和发扬传统农业技术精华并 吸收现代农业科技为技术特点，强调农林牧副渔人系统的结构优化，把农业可持续发展的战 略目标与农户微观经营、农民脱贫致富结合起来，从而建立一个不同层次、不同专业和不同 产业部门之间全面协作的综合管理体系2 5 。2 引。 水土保持生态农业就是在发展农业生产的过程中，既要充分开发利用自然资源，又要保 护生态环境，以求农业能持续协调发展。自然资源包括上、水、光、热、气以及矿产和野生 动植物在内等。其中土和水两项是水上保持工作的重心，因为它们是农业的基础的命脉【2 9 】。 1 2 小流域综合治理的研究进展 1 2 1 国外研究进展 1 2 1 1 前苏联 前苏联流域管理事业与土壤侵蚀学科的发展联系在一起，可分为3 个阶段，即1 9 1 9 年前 为第一阶段，1 9 1 9 1 9 6 7 年为第二阶段，1 9 6 8 年后为第三阶段。 第一阶段：1 7 5 1 年科学家罗蒙诺索夫首次在论文中谈到暴雨对土壤的溅蚀作用。1 7 5 3 年，罗蒙诺索夫详细论述了侵蚀对农业生产的影响。1 8 世纪，俄国有学者提出了山区改良的 具体措施。莫斯科大学的第一位土壤学教授m n 邝可富林首次提出了山区防止土壤侵蚀的方 法。他建议横坡等高犁地，以防止小流域地表径流迅速汇集，带走肥分。与此同时，另一学 者德鲁科夫采夫也曾提出，在山区坡地上横坡带状耕作，因为顺坡耕作，“肥汁易于流失”。 1 9 世纪，俄国的土壤侵蚀调查及防止土壤侵蚀的措施进一步发展，为了研究土壤侵蚀规律， 绘制了土壤面蚀、沟蚀分布图。1 9 世纪中叶，俄国不仅有山区水土流失对农作物产量影响的 调查资料，而且有对农作物质量影响的研究成果。 第二阶段：这个阶段开始于1 9 1 7 年前苏联十月革命胜利之后。1 9 2 3 年在前苏联的奥尔诺 夫斯克州成立了前苏联第一个山区土壤保持试验站诺沃西里试验站，这也是全世界第一 个山区土壤保持试验站。2 0 世纪3 0 年代，在前苏联俄罗斯、乌克兰、格鲁吉业等加盟共和国 2 两南人乡硕+ 学何论文文献综述 工作。日本于1 8 9 7 年颁布了砂防法，以后又经过了多次修订。日本的流域管理是以建设 田、水、路配套的、规模化的基本农田为重点，带动整个流域综合治理：l ：作，各项基本建设 严格实行“三同时”( 同时建设、治理、保护) 制度，防治自然灾害。对山洪、泥石流、滑坡等 自然灾害的防治按照滑坡防治法、陡坡地崩塌灾害防治法的要求，采用以：r = 程措施为 主，同时运用生物措施和工程措施相结合的方法【3 8 】。 1 2 1 4 欧洲 在欧洲，流域管理二【：作与防治山洪、泥石流、滑坡等自然灾害联系在一起，亦称为荒溪 治理( t o 丌e n tc o n 仃0 1 ) 或森林流域管理( f o r e s t e dw a j c e r s h e dm a n a g e m e n t ) 。欧洲文艺复兴以后，围 绕冈滥伐山地森林而引起的山地荒废，欧洲阿尔卑斯山区各国开展了以恢复森林为中心的森 林恢复上程。 奥地利在1 5 世纪就出现了以防治山洪为目地的拦沙坝。1 8 8 4 年，奥地利制定了世界上第 一部荒溪治理法，总结出一套综合的防治荒溪流域水土流失的森林一一工程措施体系开 展了以恢复森林为中心的山区流域管理。荒溪治理法第二条明确规定，治理要采取工程 技术措施与森林生物措施相结合，土地、森林利用与作业方式也应有利于治理目的的实现 【3 9 】。尤其是自1 9 7 5 年颁布新的森林法之后，治理措施除了沟道治理工程之外，加强围 坡、护坡工程及高山造林和植物措施，注重将积极治理措施与同避措施( 危险区区划) 相结合， 更加重视采用新的治理t 程类型，考虑生态学和自然保护方面的要求。 欧洲各国的山区流域管理上作是与荒溪治理紧密结合的。各国政府农林部林业司下设荒 溪治理处或山区流域管理处主管全国山区流域管理工作。由十欧洲阿尔卑斯山区各国山地森 林覆盖率大，植被好，农业利用主要是牧业，土壤面蚀作用较轻微，而山洪、泥石流、滑坡 的侵蚀作用强烈，危害巨大。政府每年拨款资助各州具有山洪、泥石流发生危险的流域开展 综合治理工作。根据几百年来林水结合防治山洪、泥石流 x 两南人学硕十学何论文 文献综述 析及机制研究等方面。采取的生态技术主要有立体种养、作物轮作、秸杆还田、增施有机肥 和绿肥、生物防治等。这些生态技术在我国传统农业中早己普遍采用。至于森林小流域可持 续经营管理生态技术体系的研究尚未见文献报道。 不论是美国的生态农业、有机农业，欧洲的生物农业、生态农业、生物动力农业、低投 入农业等，还是日本的自然农业、生态农业等替代农业类型，在内涵上和做法上均无本质的 差别，可以统称为生态农业。其共同的特征是：第一，发达国家的替代农业类型都是针对资 源与环境问题而提出的，实施替代农业的首要目的都是为了减缓和解决资源和环境问题；第 二，在做法上都非常注重农业生态系统的保护，以有机物还田和作物轮作为基础，倡导豆科 植物、绿肥和秸秆还田，对病虫草害主张采用生物防治，禁止使用或少用人工化学制品，如 农药、化肥、激素类等，主张低投入以减少能耗，降低成本【4 4 1 。 1 2 2 国内研究进展 我国是世界上水土流失最为严重的国家之一，我国人民在防治水土流失的长期实践中创 造了丰富的经验。这些经验中，一条非常宝贵的经验是在2 0 世纪8 0 年代提出的小流域综合治 理。 新中国成立后，党和政府对水土保持工作十分重视。1 9 5 2 年政务院发出关十发动群众 继续开展防旱、抗旱运动并大力推行水土保持工作的指示，1 9 5 6 年成立了国务院水土保持 委员会，1 9 5 7 年国务院发布了中华人民共和国水土保持暂行纲要，1 9 6 4 年国务院制定了 关十黄河中游地区水土保持工作的决定，1 9 8 2 年6 月3 0 日，国务院批准发布了水土保持 工作条例。1 9 9 1 年6 月2 9 口，第七届全国人大常委会第2 0 次会议一致通过了中华人民共和 国水土保持法，这是我国又一部自然资源保护法规。它的颁布实施，是我国水土保持事业 的一个重大转折点，为全面预防、治理水土流失，合理利用和保护水土资源提供了有力的法 律武器，使我国的流域管理工作逐步走上法制化、规范化、科学化的轨道。 进入8 0 年代以来，由单一措施、分散治理转到以流域为单元，全面规划，综合治理，这 是流域管理工作的一个重大突破，在治理与开发中，以流域为单元合理利用土地及其它自然 资源，因害设防，各项措施优化组合，科学配置，协调发展，发挥整体效益，做到植物措施 与工程措施、保十耕作措施相结合，生态效益与经济效益结合，使农民尽快得到实惠。 1 9 8 0 年，长江水利委员会受原水利水电部委托首先在湖南、江西两省开展了两条小流域 综合治理试点工作，以后又分批分期在青海、云南、甘肃、贵州、四川、陕西、河南、湖北、 湖南、江西、安徽、广西、福建、江苏等1 4 省( 区) 开展了3 2 条小流域综合治理试点。2 4 条小 流域通过了验收，其中6 条小流域治理成果通过了技术成果鉴赳3 0 】。江西省新建县东港小流 域探索出了水土保持城郊型小流域开发治理模式，建成了集旅游、休憩和水果生产基地于一 体的多功能的生态经济型小流域，成为赣中红壤丘陵区农业综合开发的样板工程；甘肃省成 县苏元小流域探索出了长江上游十石山区水土资源保护和开发利用模式，获甘肃省科技进步 三等奖，被甘肃省誉为“苏元模式”，在长江上游陇南地区得到大面积的推广；江西省兴国县 5 两南人学硕+ 学位论文 文献综述 境和经济的持续协调发展，通过各种综合技术( 如3 s 技术的应用，土壤侵蚀规律的研究成果) 和科学的管理手段，最大限度地挖掘资源生产潜力，实现流域资源的合理运用。 对水土流失严重的山丘地区米说，水土保持与生态农业的内涵十分相似。水士保持以保 护水土资源和生态环境为前提，着力提高环境容量和林草覆盖率，通过建设基本农田使低产 低效的劣质土地变为高产高效的优质十地p 2 | 。 目前全世界9 7 的粮食生产仍依赖于土壤。不论哪种农作物，种在跑水跑十跑肥的“三 跑田”上，都不会生长好。简而言之，水土保持就是保持水土，如果连水土都保不住，再好 的生态农业规划也实现不了。在低山丘陵地区，建设生态农业应以水土保持为基础，也就是 应着力建设水土保持型生态农业。它的主要目标是建设自给有余型农业，生态防护型林业， 商品经济型葺果业。生态农业和水土保持都是一个大农业概念，包含了农、林、水、牧乃至 农村经济的诸多内容。水土保持是地球的美容师，其工作内容虽然很多，但最基本的有3 项： 一是建设水( 山丘区集雨节水微灌) 梯坝滩基本农田；二是搞好乔果灌草植被建设；三是开展 预防监督，依法防治人为水土流失。长期以来，水土保持系统开展的较大治理开发项目，一 般都坚持山水田林路村统一规划和综合治理，工程措施、植物措施、耕作措施、预防管理措 施相结合，以取得最人的经济效益、生态效益和社会效益。 国家农业部在关于加快发展西部地区农业和农村经济的意见中指出，2 5 。以上的坡 耕地要有计划地做到全部退耕还林还草；1 5 。、2 5 。的坡耕地要通过综合治理，因地制宜地 发展林果或种草。根据国家有关退耕还林和农业经济可持续发展的要求，在1 5 。一2 5 。的丘 陵坡耕地建设果园，果园种草饲喂畜( 禽、鱼) ，发展果业、草业和畜牧业，建成果、草、畜 “三位一体”的生产体系，既是增加农民收入，以保证退耕还林能“退得下，稳得住，不反 弹，能致富”的有效措施，也是 两南大学硕+ 学伊论文 绪论 2 绪论 2 1 研究背景 三峡j ：程是一项宏伟的水利工程，也是一项庞人的移民工程。按照计划，三峡库区一共 要移民1 1 0 多万人，而1 0 多年来才完成6 0 多万人，未来的移民任务仍相当艰巨。三峡库区由 于地理位置的特殊性，在区域十地安全、持续利用中面临着极为严峻的矛盾和挑战。万州是 重庆市三峡库区最大移民区，淹没面积大，移民任务重，计划动迁各类移民2 5 万人，除向外 移民外，还有相当部分移民采用的安置方法是就地后靠，原地安置，由此带来的问题是土地 的承载压力加大，严重威胁着库区脆弱的环境和生态系统，是库区持续发展的潜在危机和巨 大负担，如何在保护生态环境的前提下挖掘潜力，进行水土地资源的合理开发利用，解决移 民的生产生活问题，直接影响到库区的社会经济可持续发展。 三峡库区幅员辽阔，面积占全重庆市的7 0 以上，人口占全市的一半，但是经济总量仅 为全市的l 3 ，面临着经济发展后劲不足、产业空心化、生态环境脆弱、扶贫攻坚难等经济、 自然、社会问题，经济发展水平低是库区全面建设小康社会的薄弱环节，只有库区经济发展 才是库区社会稳定、人民实现小康的保障，也是建设和谐社会的关键所在。冈此，解决经济 发展的核心问题是产业结构调整优化问题，需要解决的问题如果处理不好将直接影响全社会 的安定和发展【4 5 1 。 紫色土是重庆市，尤其是三峡库区主要的农耕地资源，但紫色土区也是水土流失严重的 地区，若耕作经营管理不当，土层极易完全流失或形成粗骨土，从而使土地生产力极度下降 或完全丧失。而且重庆市土地资源比较紧张，人口密度过大，人均耕地很少，因此充分地利 用土地空间、提高土地利用率就显得尤为重要。 重庆市地处长江上游、三峡工程库区，面积8 2 4 万k m 2 ，其中山地、丘陵、平坝分别占 总面积的6 0 、3 0 、1 0 。全市现有人口30 0 0 万，其中农业人口占总人口的8 0 ，耕地 1 3 3 3 万h m 2 ，农业人均不到0 0 6 7h m 2 ，人地矛盾尖锐，耕地复种指数高。受复杂的自然因素 和人为活动的影响，全市水土流失十分严重l 拍】。据2 0 0 5 年遥感调查结果显示，全市水土流 失面积4 万k m 2 ，其中强度以上流失面积1 1 9 万k m 2 ，年均土壤侵蚀模数3 6 4 1 9 5 t ，k m 2 ，年土 壤侵蚀量1 4 6 亿t ，全市每年进入江河的泥沙总量达1 4 亿t ，占长江上游入江泥沙量的2 6 ， 水土流失防治任务十分艰巨。 重庆市的水土保持工作从2 0 世纪8 0 年代初恢复组建机构，于1 9 8 4 年在全市范围内开展了 以小流域为单元的水土保持综合试点工作，并取得一定成效。1 9 8 9 年国家实施“长治”工程以 后，重庆市水土保持工作进入了新的发展时期1 47 1 。2 0 0 5 年4 月，全国“长治”七期山阳县丰东 项目区芦园沟、石头梁两条流域综合治理工程更被评为“优良： 程”。多年来，重庆市各地坚 持以小流域为单元，以坡改梯、经果林、水保林为重点，以经济效益、生态效益为中心，实 行工程措施、植物措施、保十耕作措施相结合的山、水、田、林、路综合治理，取得了可喜 8 两南大学硕十学伊论文绪论 3 研究区概况 试验区选址在重庆万州区高峰镇长江上中游水土保持重点防治区思娘溪小流域内的金 鹿经济园区。属低山丘陵地区，亚热带季风湿润带，气候四季分明，冬暖、多雾；夏热，多 伏旱；春早，气温同升快而不稳定；秋长，阴雨绵绵，日照充足，雨量充沛，天气温和，无 霜期长，霜雪稀少。年均气温1 7 9 ，极端低温3 7 ( 1 9 5 5 年1 月1 1 日) ，极端高温4 2 1 ( 1 9 7 2 年8 月2 6 日) ，1 0 年积温5 8 0 0 6 0 0 0 。无霜期3 4 9 天，年日照时数1 4 8 4 4 小时，总辐射量3 5 千卡c m 2 。农作物和牧草四季都能生长，有利于农业、畜牧业、果业、 水产和多种经营的发展。多年平均蒸发量1 0 5 2 3 m m ( 2 0 c m 蒸发皿观测值) ，平均风速0 5 i i l s ， 平均相对湿度8 2 。降水的季节变化很大，年均降水量1 2 2 1 4 m m ，最大降水量1 6 3 5 2 m m ( 1 9 8 2 年) ，最小降水量8 4 4 2 m m ( 1 9 6 6 年) ，最大日降水量1 9 9 3 m m ( 1 9 8 2 年7 月1 6 日) 。 降水 x 两南大学硕十学伊论文 绪论 水土流失量测定：在各种植模式内设置标准径流小区，在每个径流小区下方布设农耕地 坡面九孔分流水十流失监测系统( 专利号：z l 2 0 0 3 10 11 0 9 0 0 3 ) ，用以收集径流小区坡面降 雨、径流及泥沙侵蚀方面的完整资料。为防止降雨过程中的径流渗漏，集水池上部加盖水泥 板以去除降雨的影响。降雨后立即观测并记载集水槽内水深，计算产生的径流量，然后将径 流池搅拌均匀，取中层水样1 0 0 0 m l ，将水样用已烘干并称重的滤纸过滤，恒温烘干和称量， 测定单位体积径流的含沙量，根据每次降雨的径流量计算小区土壤侵蚀量，并换算成单位面 积土壤侵蚀量。采样结束后，将各集水槽冲刷干净，为下一次采样做准备。 土壤理化性状测定：土壤采样时间为栽种牧草前的2 0 0 7 年1 月中旬以及牧草生长期 2 0 0 8 年7 月中旬，在4 个标准径流小区内按上坡( 距小区坡顶1 3 距离处) 一下坡( 距小区 坡底l 3 距离处) ，选取具有代表性的分布地点，用梅花5 点取样法采集耕作层( o 一3 0 c m ) 土样， 每个土样1 k g ，作为分析土样，另外用环刀取样用于土壤容重的测定。 土壤水分含量的的测定采用烘干法； 容重用环刀法； 全n 用开氏消煮法； 全p 用氢氧化钠熔融钼兰比色法； 全k 用氢氧化钠熔融火焰光度法； 水解性n 用碱扩散法； 有效p 碳酸氢钠法； 速效k 醋酸氨提取原子吸收法； 有机质用重铬酸钾氧化一容重法； 土壤入渗特性采用室外双环法测定，本试验所测_ 十壤入渗率所用方法是在常规的室外双 环法的基础上，将标准室外双环法中的内外双环内径作了改良，尺寸分别为内环直径 2 0 0 m m ，外环直径为3 5 0 m m ，高为2 0 0 m m 。计算土壤渗透率的公式为： r ： q ：兰三竺 5 t ( o 7 + 0 0 3 t ) 机械组成分析采用简易比重计法。 降雨量测定：在径流小区内布设虹吸式雨量计。 生物量调查：植物盖度用样方法测定，在1 m 2 样方内用插扦垂直插下所触及植物的次数 所占的百分率。按公式计算如下： 总盖度( ) = b l 1 0 0 l 为样方中总的插扦次数，b 为样方中各种草被触扦的次数5 6 】； 地上生物量测定，将牧草齐地面刈割，测定其单株鲜重和干物质重量( 1 0 5 杀鲜3 0 m i n ， 在8 0 下烘至恒重的干草) ； 1 2 两南人学顶十学付论文不同果一草水十保持模式对水t 流失的影响 4 不同果一草水土保持模式对水土流失的影响 4 1 对径流量的影响 2 0 0 7 年5 月一9 月对各果草套种模式内设的标准径流小区的土壤流失量进行观测，3 种 模式5 个月内产流产沙的次数为5 次，各模式的径流量数值如下表所示。 表4 1 不同果草模式径流量状况 t a b l e 4 - l1 1 1 em n o f fs t a t u so fd i 腩r e n tf m i t - g r a s sm o d e l 用o n e - w a ya n o v a 法对各模式小区径流量进行方差分析，结果表明：各模式径流量 p = 0 0 0 0 t 3 t l t 2 。也就是说单纯种植佛罗橙模式的径 流量是最高的，其次是佛罗橙一白三叶模式，再次是佛罗橙一紫花苜蓿，产生径流量最小的 是佛罗橙一北海道牧草模式。同一种水土保持果草套种模式，降雨量越大，产生的径流量也 越大。 单纯种植佛罗橙模式由于植被覆盖度低而且所覆零散杂草植株较矮，因此对降雨的截留 作用小，加之人为活动频繁，几乎没有什么枯枝落叶，所以一般情况下都会产生径流，而且 会显著高于其他与牧草套种模式。佛罗橙一紫花苜蓿摸式中，紫花苜蓿为多年生豆科牧草， 根系发达，入土深，其植株高度能达到4 5 c m 左右，能对降雨产生二次截留，对降雨的截留 作用与佛罗橙一北海道牧草摸式相似，但其郁闭程度没有佛罗橙一北海道牧草摸式好，因此 与佛罗橙北海道牧草模式相比径流量相差不多。佛罗橙一北海道牧草摸式中，植被生长最 为良好，地表几乎没有裸露，北海道牧草植株高度平均都能超过6 0 c m ，对降雨产生两次拦 截，削弱降雨较多，而且土壤表层有腐殖质的积累，土壤容重较小，结构良好，增加了水分 的入渗，因此产生的径流量小。佛罗橙一白三叶牧草摸式中，白三叶株体矮小，且成活率不 高，另外由于管理措施，系统内很少有枯枝落叶，对降雨的涵养作用不甚明显，因此产生的 径流量要高于佛罗橙一紫花苜蓿摸式。 4 2 对泥沙量的影响 每次产生径流后各模式中所产生的泥沙如下表所示。 1 5 两南人学硕十学位论文不同累一草：_ j ( 十保持模式对水十流失的影响 显的差异，总的来说t 2 模式的泥沙量略小于t l 模式。在同一降雨量下，单纯种植佛罗橙模 式的泥沙量是最大的，佛罗橙一北海道牧草摸式和佛罗橙一紫花苜蓿摸式的泥沙量相差不 大，但都明显低于佛罗橙一白三叶摸式。 单纯种植佛罗橙模式植被覆盖率偏低，有裸露的土地，果树植株较小，枝叶不繁茂，郁 闭度低，降雨直接打击地表，使土壤松动，径流很容易携带土壤颗粒，发生十壤流失，因此 该模式的泥沙量是最大的。佛罗橙一白三叶模式中，由于白三叶更适于秋播，所以春播的白 三叶墒情较差，杂草对其危害明显，使得本来植株就低矮的白三叶生长更差，没有有效地起 到其防止水土流失的作用，故前三次降雨量中的泥沙量比较大。但由于田问管理，白三叶的 生 x 两南人学硕十学位论文“果一草一箭”水十得持模式对十壤理化性状的影响 表5 2 土壤物理性质方差分析 7 i a b l e 5 - 2v a r i a n c ea n a l y s i so fs o i lp h y s i c a lp r o p e r t i e s 应用o n e - w a y a n o v a 法对各模式下小区的土壤理化性状进行方差分析，结果表明：三 种果草套种水土保持模式内土壤有机质含量显著性概率p ：0 0 0 9 t l t 3 t o ，跟t o 模式相 比，t l 、t 2 和t 3 模式上坡的土壤有机质含量比t o 模式分别高出1 0 2 0 1 、1 6 7 2 6 和0 7 1 0 ； t l 、t 2 和t 3 模式下坡的土壤有机质含量比t 0 模式分别高出1 4 2 5 6 、2 4 6 6 6 和5 1 1 2 。 除了用作对照的t 0 模式外，其他三种果草套种模式都表现出了下坡的有机质含量高于上坡， t l 、t 2 和t 3 模式下坡的土壤有机质含量比上坡分别高出2 3 2 5 、5 4 0 6 和3 0 0 7 。说明 果草套种水土保持模式能提高土壤的有机质含量，其中以t 2 模式最为显著。牧草对有机质 的流失起到有效的拦截作用，故果草套种模式下坡的土壤有机质含量要高于上坡。另外，增 施猪粪有机肥料也是土壤有机质含量提高的原因之一。经实地调查发现，t 。模式下坡的人 为扰动要多于其他模式，致使t 0 模式下坡的土壤有机质大量流失，甚至低于上坡的有机质 含量。 各模式上坡的全n 和表现为t l t 2 t o t 3 ，下坡的全n 和碱解n 含量表现为t 2 t l t 3 t o ，除t o 模式全n 和碱解n 含量下坡低于上坡外，其他三种果草套种模式按上坡一 下坡的顺序全n 和碱解n 含量都是增加的。t 3 模式中由于白三叶春播墒情较差，成活率低， 导致t 3 模式上坡的白三叶稀疏零落，植株也比较矮小，加之t 3 模式上坡土层薄，耕层厚度 不到3 0 c m ，耕层以下就是层状岩，所以t 3 模式整体n 含量都比较低，甚至低于没有套种牧 草的t 0 模式。t 1 和t 2 模式上坡的全n 含量比t o 模式分别高出2 1 8 6 l 和4 0 9 l ，下坡的 全n 含量比没t o 模式分别高出3 0 5 4 7 和3 5 6 1 6 ，另外t 3 模式下坡的全n 含量也较t o 模式高出2 2 1 6 9 ；t l 和t 2 模式上坡的碱解n 含量比t o 模式分别高出2 5 8 9 和1 8 6 1 1 ， t l 、t 2 和t 3 模式下坡的碱解n 含量比t o 模式分别高出1 1 9 6 6 、2 9 4 0 6 和9 。5 3 4 。说明， 紫花苜蓿、北海道牧草和白三叶都有固n 作用，其中以紫花苜蓿和北海道牧草效果最明显， 白三叶次之。经实地调查发现，t 0 模式下坡的全n 和碱解n 含量均略高于上坡是由于t o 模式下坡人为扰动较大造成的。 各模式上坡的全p 和有效p 含量表现为t 2 t 3 t l t o ，下坡的全p 和有效p 含量表 现为t 2 t l t 3 t 0 ，所有模式按上坡一下坡的顺序全p 和有效p 含量都是增加的，其中 2 0 两南大学硕十学伊论文“果一草一畜”水十保持模式对十壤珲化性状的影响 t 2 模式增加的幅度最显著。t 卜t 2 和t 3 模式上坡的全p 含量比t o 模式分别高出1 2 2 9 、 5 6 3 6 和1 6 3 9 ，下坡的全p 含量比t 0 模式分别高出2 3 6 1 5 、5 3 8 0 4 和2 0 3 3 9 ；t l 、 t 2 和t 3 模式上坡的有效p 含量比t o 模式分别高出1 4 5 7 、1 3 2 6 4 和7 6 8 8 ，t l 、t 2 和 t 3 模式下坡的有效p 含量比t o 模式分别高出7 5 9 4 4 、1 1 5 7 3 1 和6 2 7 1 5 。从图中可看 出，t 0 、t l 、t 2 和t 3 模式上坡的全p 和有效p 含量相差不是很明显，下坡各模式的全p 和 有效p 含量却相差较大，其中以单纯种植佛罗橙的t o 模式的全p 和有效p 含量表现为最低， 这说明士壤中的p 被根系吸收的较多，果草套种模式可以有效地防止土壤中p 的流失，其 中尤以佛罗橙一北海道牧草模式效果最好。t o 模式由于人为扰动过大，下坡的全p 和有效p 含量应小于上坡，但是t o 模式中下坡的全p 和有效p 含量却高于上坡，经现场调查发现， 这是由于整地初期施用大量p 肥造成的。 从图中可看出，各模式上坡和下坡的全k 和速效k 含量规律一致，上坡表现为t 2 t 3 t 1 t 0 ，下坡表现为t 2 t i t 3 t o ，所有模式按上坡一下坡的顺序全k 和速效k 含量 都是增加的，其中以佛罗橙一紫花苜蓿和佛罗橙一北海道牧草模式的全k 和速效k 含量增 加的幅度最显著。t l 、t 2 和t 3 模式上坡的全k 含量比t o 模式分别高出4 0 8 3 、1 0 0 2 8 和 4 7 8 2 ，下坡的全k 含量比t o 模式分别高出8 1 3 4 、1 3 8 7 6 和6 6 9 9 ；t l 、t 2 和t 3 模 式上坡的速效k 含量比t o 模式分别高出8 7 5 5 、2 6 9 8 6 和1 8 5 0 2 ，t 1 、t 2 和t 3 模式下 坡的速效k 含量比t o 模式分别高出1 4 1 5 2 3 、2 1 7 5 3 8 和2 4 6 4 9 。t o 、t l 、t 2 和t 3 模 式上坡和下坡的全k 含量跟其他土壤常规物理性状相比而言相差不是很明显，但是在各模 式间比较全k 的含量，相对来讲差距还是比较大的。各模式上坡的速效k 含量也不是很明 显，下坡以单纯种植佛罗橙的t o 模式的速效k 含量表现为最低，跟全k 含量规律一致。这 说明土壤中的k 被植物根系吸收的较多，果草套种模式可以有效地防止土壤中p 的流失 x 两南：学硕十学伊论文“果一草一畜”水十伊持桦式对十壤理化性状的影响 重要的理论意义，各模式的土壤机械组成如下表。 由表5 - 4 可知，细砂粒( 0 2 5 o 0 5 m m ) 和粗粉粒( 0 0 5 0 0 l m m ) 在紫色十颗粒组成中 含量最高；中粉粒( 0 0 1 0 0 0 5 m m ) 、细粉粒( 0 0 0 5 o 0 0 1 m m ) 与粘粒( 佛罗橙一白三叶模式 佛罗橙一紫花苜蓿模式 单纯种植佛罗橙模式，跟t 0 相比， t l 、t 2 和t 3 模式土壤细粉粒含量分别高出4 4 l 、3 3 8 2 和8 0 9 ；下坡表现为佛罗橙一 紫花苜蓿模式 佛罗橙一北海道牧草模式 佛罗橙一白三叶模式 单纯种植佛罗橙模式，跟 t o 相比，t 1 、t 2 和t 3 模式土壤细粉粒含量分别高出6 4 2 9 、4 8 4 l 和4 7 6 2 ，细粉粒 含量在各坡位的总体平均值表现为佛罗橙一北海道牧草模式和佛罗橙一紫花苜蓿模式最高。 粗粉粒( 0 0 5 o 0 1 m m ) 含量在上坡表现为佛罗橙一紫花苜蓿模式 佛罗橙一白三叶模 式 佛罗橙一北海道牧草模式 单纯种植佛罗橙模式，跟t o 相比，t l 、t 2 和t 3 模式土壤 粗粉粒含量分别高出3 2 7 5 、2 9 4 6 和3 0 2 3 ；在下坡表现为佛罗橙一北海道牧草模式 佛罗橙一紫花苜蓿模式 佛罗橙一白三叶模式 单纯种植佛罗橙模式，跟t o 相比，t 1 、t 2 和 t 3 模式土壤细粉粒含量分别高出2 6 2 0 、3 3 7 2 和6 7 4 ，但土壤粗粉粒含量在各坡位的 总体平均值表现为佛罗橙一北海道牧草模式最高，佛罗橙一紫花苜蓿模式次之。 比较士壤细砂粒( o 2 5 加0 5 m m ) 含量，在上坡表现为佛罗橙一白三叶模式 佛罗橙一 紫花苜蓿模式 佛罗橙一北海道牧草模式 单纯种植佛罗橙模式，跟t o 相比，t l 、t 2 和 t 3 模式土壤细砂粒含量分别高出1 2 9 6 、1 2 7 6 和1 3 7 9 ；在下坡表现为佛罗橙一北海道 牧草模式 佛罗橙一紫花苜蓿模式 佛罗橙一白三叶模式 单纯种植佛罗橙模式，跟t o 相 比，t l 、t 2 和t 3 模式土壤细砂粒含量分别高出8 5 4 、2 0 5 3 和7 11 ，但土壤细砂粒含 两南大学硕+ 学伊论文 “果一草一南”水十保持模式对十壤理化忭状的影响 量在各坡位的总体平均值表现为佛罗橙一北海道牧草模式最高，佛罗橙一紫花苜蓿模式次 之。 比较土壤粗砂粒( 1 o 2 5 m m ) 含量，发现三种果草套种模式的粗砂粒含量都明显低于 单纯种植佛罗橙模式。上坡表现为单纯种植佛罗橙模式 佛罗橙一紫花苜蓿模式 佛罗橙一 北海道牧草模式 佛罗橙一白三叶模式，跟t o 模式相比，t l 、t 2 和t 3 模式中上坡的土壤粗 砂粒含量分别减少了2 1 9 9 、2 3 5 6 和3 2 4 6 ，下坡表现为单纯种植佛罗橙模式 佛罗橙 一紫花苜蓿模式 佛罗橙一白三叶模式 佛罗橙一北海道牧草模式，跟t 0 模式相比，t 】、 t 2 和t 3 模式中上坡的土壤粗砂粒含量分别减少了1 6 5 8 、2 6 1 3 和1 8 5 9 。可见，三种 牧草的根系都具有改善土壤理化性状的作用，各坡位均表现出佛罗橙一白三叶跟佛罗橙一北 海道牧草模式对减少中土壤中的粗砂粒含量效果最好，但是佛罗橙一白三叶模式下坡的粗砂 粒含量增加幅度