不同水土保持措施对黄土高原小流域年径流和产沙的影响——以平凉纸坊沟为例

作     者：王明玉 王百田 Wang Mingyu;Wang Baitian

作者机构：北京林业大学水土保持学院北京100083 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2016年第52卷第8期

页      面：10-20页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：困难立地植被恢复技术研究与示范(2015BAD07B002) 

主　　题：黄土高原 土壤侵蚀 土地利用 流域产流 流域治理 径流深 产沙模数 

摘      要：【目的】为兼顾黄土高原土壤侵蚀控制和供水安全,研究不同水土保持措施对黄土高原小流域径流和产沙影响,以寻找节水、高效的流域综合管理技术。【方法】利用甘肃平凉纸坊沟典型小流域1955—2003年的水上保持措施与径流和输沙等监测数据,建立年径流系数和产沙模数与土地利用的线性关系,定量评价不同水土保持措施对径流和产沙的影响。【结果】1955—2003年,年降水量呈不显著降低趋势,年径流深和产沙模数显著减少;小流域降水产流能力随植被破坏而提高,随植被恢复而大幅降低;修建梯田和淤地坝等工程措施可增加小流域的径流拦蓄能力,但会因工程老化而逐渐降低甚至消失;小流域单位径流深的侵蚀与携沙能力随林草面积增加而下降很大,但工程治理后未能明显降低;拟合小流域年径流深随年降水量和土地利用及年产沙模数随年径流深和土地利用的线性关系,发现林地和梯坝地可消减年径流,其中林地消减强度为梯坝地的1.48倍;径流主要来自草地与坡耕地和其他2个地类,其中草地径流率是坡耕地和其他的1.8倍;林地和草地可降低产沙模数,其中林地作用是草地的2.5倍;产沙来自梯坝地与坡耕地和其他2个地类,尤其梯坝地贡献为坡耕地和其他的2倍;将流域面积10%的坡耕地和其他地类转为林地、草地和梯坝地后,年径流变化量分别为-9.6,+4.2和-8.1 mm,产沙模数变化量分别为-6 367.0,-2 532.4和+300.5 t·km-2a-1。【结论】植被措施的治理效果寿命长于工程措施。林地减沙效果好,但耗水最多;草地减沙效果和用水效率虽低于林地,却能维持甚至促进小流域产流;梯坝地减少径流作用稍低于林地,其拦截泥沙能力会逐渐降低甚至丧失,且用水效率最低。综合来看,干旱缺水地区要满足节水、高效的水土保持治理要求,应以恢复草地为主,既能持久减沙,又能增加或维持产流,且生态用水减沙效率较高。