紫色丘陵区蓑草植物篱的减流减沙效应及其机理

四川盆地紫色丘陵区位于长江上游,是我国土壤侵蚀最重要的地区之一,土壤侵蚀速率高达每平方公里每年3200～7900t。该区域是四川省和重庆市的重要粮食生产基地,人口密集,高垦殖、高复种,高强度的土地利用不仅造成严重的水土流失,而且制约了区域农业和农村经济的可持续发展。应用植物篱农作系统改善土壤抗侵蚀环境,减少水土流失是紫色丘陵高垦殖生态脆弱区生态环境建设的重要内容。蓑草根系发达,地上部生物量大,对土壤的覆盖保护好,且其生长盛期与降雨高峰同步,具有显著的水土流失防治效果。在120 cm×90 cm土体内,蓑草根系总长98714.8 cm,相当于缠绕整个土体235圈,正是根系的这种缠绕固结作用显著提高了土壤抗侵蚀的能力。蓑草根系平均直径0.20～0.50 mm,95%的根系平均直径小于0.40 mm,根系总表面积10139.68 cm2,在土壤表层根系表面积高达土体表面积的2～3倍,根系表面对土壤颗粒的巨大吸附作用是蓑草显著提高土壤抗侵蚀能力的另一个重要原因。2003～2004年的监测结果表明,在12度坡度情况下,坡改梯后净作蓑草(PECC)年径流量仅为49.90 m3/hm2,年土壤流失量为155.78 kg/hm2,而未坡改梯且农作(FNC)情况下,年径流量314.29 m3/hm2为前者的6.30倍,年土壤流失量3322.50 kg/hm2为前者的21.33倍;在24度坡度情况下,坡改梯后土埂及边坡种植蓑草、坡面农作(PERBC)年径流量248.04 m3/hm2,年土壤流失量612.00 kg/hm2,坡改梯后净作蓑草(PECC)径流量42.44 m3/hm2,土壤流失量153.75kg/hm2,而未坡改梯且农作(FNC)情况下年径流量高达785.73 m3/hm2,分别为处理1的3.17倍,处理2的18.52倍,年土壤流失量高达37503kg/hm2,分别为处理1的61.33倍,处理2的244.12倍。