付默菡

(锦州市水利事务服务中心，辽宁 锦州 121000)

降雨侵蚀能够破坏生态环境，产生水土流失，甚至威胁财产与生命安全，现已逐渐成为引起土壤侵蚀的主要方式。目前，关于土壤侵蚀与降雨的国内外研究多集中于不同降雨类型对土壤侵蚀的影响、土壤侵蚀与降雨强度、土壤侵蚀模数与降雨、土壤侵蚀量受降雨影响等方面，研究热点始终是如何推动水土保持以及降低土壤受降雨侵蚀的影响。研究小组以土壤侵蚀严重、降雨量充足的锦巧小流域为例，利用径流小区实验的方法探究了土壤侵蚀受不同植被条件下降雨的影响，通过分析不同植被的水保能力优选出适合当地的水保措施，为改善区域生态环境以及小流域综合治理提供科学指导[1-3]。

1 研究方法

1.1 区域概况

锦巧小流域位于E121°04′22″、N41°00′22″，属于大凌河水系，辽宁省水土流失重点治理区。气候为北温带大陆性季风气候，大陆性较强，季风气候显著，四季分明，冬季干冷，夏季多雨高温，春季雨少风大，秋季少雨温和，年均降水量555mm，平均气温9.2℃。地貌形态为低山缓丘向冲海积平原及山前冲洪积扇裙过渡，地势自北向南逐渐低缓，土壤以综壤土为主。复杂的地貌形态和特殊的气候条件，加之土壤板结、土层较薄、有机质含量低等因素，致使流域内土壤问题突出[4-5]。

1.2 研究方法

1.2.1 径流小区设置

2018年5-11月，研究小组在锦巧小流域设置8个径流小区，径流小区布置要求表，见表1，并采用实验方法进行观测，具体如下：

1)锦巧-1：原地类为荒地，现状地貌为疏林地+荒草地。维持本径流小区现状不扰动，观测内容改为疏林地监测。

2)锦巧-2：原为水平梯田，植物物种为大豆和花生，现状地貌为草本。对此，要清除杂草，整修梯田田面和田坎，植物品种选择玉米。

3)锦巧-3：原整地方式为地埂植物带，现状地貌为荒草地。对此，需要清除杂草，修筑地埂2条；地埂栽植紫穗槐，栽植株距为0.50m，小区其他区域等高耕种玉米。

4)锦巧-4：原整地方式为水平槽，栽植物种为大枣、花生和大豆，现状地貌为荒草地。对此，需要清除杂草，整修水平槽，栽植品种选择山杏。

5)锦巧-5：原整地方式为鱼鳞坑，栽植物种为大枣、花生和大豆，现状地貌为荒草地。对此，需要清除杂草，整修鱼鳞坑，栽植品种选择刺槐。

6)锦巧-6：原整地方式为坡式梯田，现状地貌为荒草地。对该径流小区清除杂草，建议坡面采用5°自然坡面，要求植被盖度≤5%，如有草木出土应立即拔掉，并作为标准对照小区。

7)锦巧-7：原整地方式为隔坡梯田，现状地貌为荒草地。对该径流小区清除杂草，采用5°自然坡面，不栽植任何植物，并作为自然修复小区。

8)锦巧-8：原整地方式为等高耕作，现状地貌为荒草地。对此，需要清除杂草，等高耕作，耕种作物为玉米。

径流小区布置要素表，见表1。

表1 径流小区布置要素表

实验所需观测设备主要包括全自动气象站、土壤墒情自动传输系统、烘箱、天平、瓶式采样器及其他采集需要的必备物品。采用相应的设备对每个径流小区降雨产生的泥沙含量、径流量等采样测算，结合径流小区面积和烘干数据推算土壤的流失量。

1.2.2 降雨侵蚀力测算

从广义角度分析，行政问责制要求国家行政部门的人员在行使权力的过程中秉承对人民负责的原则，坚持以满足人民的根本利益为目的，实现权为民所使、利为民所谋。在行使权力的过程中出现的不良后果，人民都能找到具体的行政主体来承担相应责任。在这个过程中，人民群众是主体，政府是问责对象，政府行政人员在行使权力的过程中接受人民群众的监督和质询并承担对应的责任。从狭义角度分析，行政问责制可应用于行政部门对内部相关行政人员问责的制度。若行政人员在其应负责的工作中有失职情况，行政部门可对相关行政人员问责。通过对失职情况的及时调查并追究相应责任，实现部门内的自我监督进而实现权为民所用。

采用全自动气象站记录与测定，各径流小区在实验期间(2018年5-11月)的降雨强度和降雨量，并在此基础上计算降雨侵蚀力。降雨侵蚀力是土壤的水蚀动力，反映了降雨径流造成水土流失的潜在能力，该数值与降雨量、雨型、雨强、雨滴动能等因素有关。一般地，无法直接获取降雨侵蚀力数值，可以利用经典算法Wischmeier公式和相关降雨参数值确定，其表达式为：

R=E×I30

(1)

式中：R、E为降雨侵蚀力(MJ·mm·hm-2·h-1)和降雨总动能(MJ·hm-2·h-1)；I30为最大30min雨强(mm·h-1)。研究期间径流小区的降雨侵蚀力、I30、降雨历时、降雨量等情况，径流小区降雨情况，见表2。

表2 径流小区降雨情况

1.2.3 数据统计

针对实验期间土壤流失量、平均含沙量、径流深、径流量与降雨侵蚀力、降雨量之间的相关系数，拟利用SPSS22.0进行计算分析。

2 结果与分析

2.1 降雨对径流深、地表径流量的影响

降雨径流深与地表径流量，见图1。由图1可以看出，各径流小区的径流深与径流量总体上保持相同的变化趋势，即林地<农耕地<撂荒地，具体为林地5号鱼鳞坑<林地1号疏林地<林地7号自然坡面<农耕8号等高耕作<农耕3号地埂植物带<农耕2号水平梯田<农耕4号水平槽<撂荒地6号自然坡面，相对于其他土地类型林地小区具有较强的地表径流截流能力。

图1 降雨径流深与地表径流量

径流深和径流量均达到最大的是撂荒地6号自然坡面，其径流深为14.71mm、径流量为1.76m3，远远超过其他径流小区。在8个径流小区中林地5号鱼鳞坑和林地1号疏林地的径流深、径流量均比较小，其中径流深和径流量达到最小的为林地5号鱼鳞坑，分别为1.02mm和0.18m3。参与对比的4块农耕地中，径流深与径流量最大的为农耕4号水平槽小区，依次为8.85mm和1.06m3，2号水平梯田小区和8号等高耕作小区的径流深、径流量相差不大。

2.2 降雨对土壤流失量、径流含沙量的影响

图2 土壤的流失量与地表径流的平均含沙量

土壤流失量与地表径流平均含沙量均达到最大的是撂荒地6号自然坡面，其土壤流失量为0.34t/hm2、地表径流平均含沙量3.75g/L；林地1号疏林地和林地7号自然坡面的土壤流失量及地表平均径流含沙量较小，达到最小的为林地1号疏林地，其土壤流失量为0.02t/hm2、地表径流平均含沙量0.48g/L；参与对比的4块农耕地中，土壤流失量与地表径流平均含沙量达到最大的是农耕3号地埂植物带，依次为0.16t/hm2、1.96g/L。

2.3 降雨与土壤侵蚀的相关关系

降雨与土壤侵蚀的相关性，见表3。由表3可以看出，8个径流小区的降雨侵蚀力、降雨量与径流深、地表径流量均表现出显著正相关性。林地1号疏林地、林地7号自然坡面、林地5号鱼鳞坑、撂荒地6号自然坡面的降雨侵蚀力及其降雨量与平均含沙量之间的相关性不显著。而农耕3号地埂植物带、农耕4号水平槽、农耕地8号等高耕作的降雨侵蚀力、降雨量与平均含沙量之间存在显著的正相关性，而农耕2号水平梯田的降雨侵蚀力与平均含沙量存在显著正相关。对于土壤流失量的分析，8个径流小区的降雨侵蚀力、降雨量与土壤流失量总体上均存在显著正相关性。

表3 降雨与土壤侵蚀的相关性

2.4 讨论分析

参与分析的8个径流小区，其径流深与地表径流量总体保持相同的变化趋势，即林地<农耕地<撂荒地，这是由于在8个径流小区中撂荒地的植被覆盖度最低，其截留降雨产生的地表径流也最少，降雨直接作用于地表并产生较大的径流深和径流量。计算分析的4个农耕小区中，由于土层较为疏松且农作物的遮盖作用，可在一定程度上截留降雨，所以与撂荒小区相比其径流深与径流量较小。同时，种植山杏的农耕4号水平槽，其郁闭度较玉米、次穗槐等耕地，根系分布较稀松且拦截降雨地表径流量少，水土保持能力和截留雨水功能弱，因此其径流深与径流量均高于2号水平梯田、3号地埂植物带和8号高等耕作。林地1号疏林地、林地5号刺槐、林地7号自然坡面的植被盖度大、树木茂密，具有较强的截留雨水能力，降雨无法直接达到地表，因此林地小区的径流深和地表径流量较小；特别是5号鱼鳞坑为刺槐，具有更高的植被郁闭度和更强的雨水截留能力，所以该小区观测值最低。

参与分析的8个径流小区，其土壤流失量与地表径流平均含沙量保持相同的变化趋势，即林地<农耕地<撂荒地。这是由于撂荒地6号自然坡面具有较低的植被郁闭度，其截留土壤地表泥沙以及地表降雨径流的能力较弱，从而导致地表形成较大的径流量，冲刷携带的表层土壤也较多，土壤流失量与地表径流含沙量高，水保能力弱。

各径流小区的降雨侵蚀力、降雨量与径流深、地表径流量均表现出显著正相关性，随着降雨侵蚀力的增强以及降雨量的增加，各径流小区的径流深与地表径流量也不断增大，这是由于降雨是形成地表径流的内在驱动力，各径流小区的径流深、土壤径流量受降雨侵蚀力和降雨量的影响显著。同时，农业活动也可对农耕小区产生较大影响，松散的表层土质很容易受到降雨的影响，所以存在较高的相关性。径流小区土壤流失量会随着降雨侵蚀力、降雨量的增加而增大，降雨具有加快土壤侵蚀的作用。

研究土壤侵蚀与不同植被类型之间的作用关系，有利于了解各项植物措施的水保能力，为小流域综合整治及其水保方案设计提供参考。总体而言，林地具有较强的水保能力，但在短时间内林地的经济效益较差，而玉米、山杏和紫穗槐虽然具有较低的土壤流失量，但水源涵养能力较弱，因此仍需进一步深入研究以确定最佳的水保植物措施。

3 结 论

文章设立了林地、农耕地、撂荒地3种类型的8个径流小区，在此基础上对比分析了土壤侵蚀与不同植被类型之间的关系。结果发现，径流量、径流深、土壤流失量与降雨量及降雨侵蚀力存在显著正相关性，土壤侵蚀会随着降雨侵蚀力和降雨量的增加而增强，降雨具有加快土壤侵蚀的作用。此外，通过建立林地、种植柏树等可以涵养水源，有利于保持水土，同时采取鱼鳞坑、水平梯田、地埂植物带、等高耕作等措施也能减少水土流失。