CN109673408A - 一种山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，包括步骤1对山地或坡耕地立地条件进行评估，将山地或坡耕地的坡面分割为不同长度的区块；将步骤1中不同区块面积，划分为耕地面积Sc和生态沟渠面积Sed；在步骤2内的生态汇水沟渠内种植生长快、根系发达、耐旱、耐涝的植物。本发明提供一种山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，能够通过减小汇水斑块的面积(主要是通过减小坡长实现)、增加山地或坡耕地斑块网格化生态沟渠盖度(降低冲刷和增加吸纳入渗)和增加生态汇水沟渠的吸纳入渗接触面积(增加吸纳、入渗的效率)，减少了山地或坡耕地N、P的流失，从而防控农业面源污染。

Description

一种山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，尤其涉及减少山地或坡耕地水土流失的方法。
背景技术
目前，山地或坡耕地地表径流中的氮、磷浓度构成分别以颗粒态氮和可溶性磷为主，而可溶性氮中又以溶解性氮为主，且硝态氮是地表径流中无机氮流失的主要成分。研究表明，植被过滤带拦截坡面径流氮磷技术、沟渠拦截技术、秸秆还田(还林)技术、植被种植方式与模式等具有减少氮磷流失的效果。不同土地利用、植被覆盖对土壤侵蚀及其氮、磷的流失起着决定性的作用。典型小流域中，随降雨径流流失的悬浮泥沙量、氮、磷流失量与植被覆盖率和降雨量成反比；而且氮的主要流失形态为溶解态，磷的流失形态主要为泥沙结合态。不同植物物种对降雨林冠截留及水土保持功能都各有差异。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，能够通过减小汇水斑块的面积(主要是通过减小坡长实现)、增加坡耕地斑块网格化生态沟渠盖度(降低冲刷和增加吸纳入渗)和增加生态汇水沟渠的吸纳入渗接触面积(增加吸纳、入渗的效率)，减少山地或坡耕地N、P、ss的流失，从而防控农业面源污染。
本发明采用如下技术方案：
一种山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，包括以下步骤：
步骤1.对山地或坡耕地立地条件进行评估，将山地的坡面分割为不同长度的区块，从而实现减小整块山地或坡耕地坡长的目的。
步骤2.将步骤1中不同区块面积，根据不同面积植物网格化斑块的坡耕地在不同生态汇水沟渠规格和不同渠内物种组配方式条件下产生的N、P、ss和径流量等参数，划分为耕地面积Sc和生态沟渠面积Sed。
步骤3.在步骤2内的生态汇水沟渠内种植生长快、根系发达、耐旱、耐涝的植物。
进一步的技术方案是，汇水沟渠断面为梯形，下底宽D1＝20cm，上底宽D2＝X cm(X＝20、25、30、35、40)，深为H＝20cm。生态沟渠面积Sed为400cm2、450cm2、500cm2、550cm2、600cm2。
进一步的技术方案是，步骤3中的植物可以是白三叶、紫花苜蓿、高羊茅和香根草等具有较强水土保持能力的植物，紫花苜蓿具有固氮能力，降低N的流失和提高植物对速效氮的利用率。
本发明的有益效果：
本发明通过营造植物网格削减和控制富磷山区坡耕地内污染物的输移。遵循因地制宜、因势利导原则，采取网格化的生态汇水沟渠达到削减污染物和泥沙流失，同时通过增加污染物的滞留时间，提高了氮(N)、磷(P)、和总悬浮物(ss)等物质沉积，入渗和吸纳量，从而达到控制坡耕地农业面源污染的目的。
本发明主要针对山地、坡耕地水土流失较严重的区域，以削减和控制坡耕地农业面源污染物的输出，寻求一种有效的、应用范围广的、易于推广而且经济的关于控制的治理山地或坡耕地农业面源污染的理论和方法，构建低成本、高效率、易推广和应用的网格化生态汇水沟渠及植物带。可以适用于流域水土流失控制，以及山地、坡耕地面源污染减控。
本发明源与景观生态学的源-流-汇的观点理论，通过尺度的减低，研究不同汇水面积污染物的产生特征及网格化植物对面源污染的防控作用，以期得到适合山地或坡耕地植物网格化固土控蚀方法。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
技术原理：
本发明以控制农业面源污染基于控制和削减“源-流-汇”污染物量的指导思想。在较小尺度上侧重于“源-流”控制过程并以其为指导，在“源头”上，主要通过以下的方法来降低地表径流的流速，进而降低地表径流冲刷能力的携带泥沙能力，在“流”过程中强调和注重的是降低地表径流流速、增加径流中N、P等物质的吸纳、入渗效率。
设计思想
山地或坡耕地植物网格化固土系统技术强调的是控制和减少“原型景观污染物”的输出和强化“流-汇”型污染物的滞留、入渗和吸纳。在“源头”上，通过采取措施降低地表径流的流速，进而降低地表径流冲刷能力和携带泥沙能力；在“流”过程中通过增加生态汇水沟渠的吸纳入渗接触面的面积和生态汇水沟渠中种植植物；从而拦截泥沙、降低流速、延长径流滞留时间和增加污染物的入渗、吸附时间。从而降低径流的冲刷和增加N、P等物质的吸纳入渗，达到削减该区域面源污染物输出量的目的。并强调实用性、可操作性、可推广性和最大生态效益原则。
山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，包括以下步骤：
步骤1.对山地或坡耕地立地条件(坡度、坡长、盖度、物种丰富度)进行评估，在保证物种丰富度和植物盖度较大的情况下，缩小坡长的长度和减小坡度，将山地或坡耕地的坡面分割为不同长度的区块，从而实现减小整块山地或坡耕地坡长的目的。
步骤2.将步骤1中不同区块面积，根据不同面积植物网格化斑块的坡耕地在不同生态汇水沟渠规格和不同渠内物种组配方式条件下产生的N、P、ss和径流量等参数，划分为耕地面积Sc和生态沟渠面积Sed。
即搭建监测模型，选取当地(待划分的山地或坡耕地)相似地形条件下不同面积单元的土地，设置小区进行监测。在监测基础上，在监测基础上得到最小面源污染输移的土地单元面积，然后进行网格化改造。
进一步的技术方案是，汇水沟渠断面为倒置的梯形，下底宽D1＝20cm，上底宽D2＝Xcm(X＝20、25、30、35、40)，深为H＝20cm。
步骤3.在步骤2内的生态汇水沟渠内种植生长快、根系发达、耐旱、耐涝的植物。
进一步的技术方案是，步骤3中的植物可以是白三叶、紫花苜蓿、高羊茅和香根草等具有较强水土保持能力的植物，紫花苜蓿具有固氮能力，降低N的流失和提高植物对速效氮的利用率。
实施例
植被在涵养水源、控制水土流失、改善土壤理化性质和防止营养元素随径流流失等方面有着无可代替的重要地位，其对控制农业面源污染方面具有重要的意义。
通过增加坡耕地网格化生态汇水沟渠物种丰富度和盖度、改变生态汇水沟渠规格及减少坡耕地的坡长等措施，与对照和上一年同数据综合比较，预期的控制效果是：减少N流失25％以上、减少P流失30％以上、减少ss流失40％以上。
通过以上在云南省昆明市晋宁区上蒜镇段七村建立示范区，共植物网格化分为43个不同规格的斑块，其面积总和为3114.6m2，网格化斑块面积范围为：27.9m2——252.98m2，网格化沟渠总长为1289.78m。通过对各试验小区的径流量、TN、TP、SS、水溶性的N(AN)、溶解态的P(AP)、非水溶性的N(UAN)和非溶解态的P(UAP)实验数据的监测、实验和统计分析。通过监测，对V(径流量)、SS(悬浮物总颗粒)、TN(总氮)、DN(溶解态氮)、UDN(非溶解态氮)、TP(总磷)、DP(溶解态磷)和UDP(非溶解态磷)的平均流失量进行了差异性分析，得出富磷区山地非点源污染污染物的输出除对照组和试验组的V和DN间的差异呈显著性外，其余(SS、TN、UDN、TP、DP和UDP)都成极显著差异。此外，该技术对V、SS、TN、DN、UDN、TP、DP和UDP等面源污染物的削减率分别达到30.30％、44.87％、35.63％、35.63％、33.86％、34.51％、35.68％和34.00％，从而为该区域及类似区域水土流失和面源污染的防控提供一定的理论支撑和工程示范。
本发明研究不同立地条件下(坡度、坡长、盖度、物种丰富度)不同面积植物网格化斑块的坡耕地在不同生态汇水沟渠规格和不同渠内物种组配方式条件下产生的N、P、ss和径流量等参数，确定影响该区域山地或坡耕地水土流失的主要限制因子，通过综合的分析和研究，在权衡保持水土效益和耕地面积、农民收入的前提下确定不同立地条件下山地或坡耕地Sed：S的较佳值。到达最小投入，且产生较大生态效益和水土保持效益的山地或坡耕地植物网格化固土系统技术方案。技术源于现实，又应用于实际工作中。具有很强的可操作性、应用性和目标可达性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.对山地或坡耕地立地条件进行评估，将山地的坡面分割为不同长度的区块；
步骤2.将步骤1中不同区块面积，根据不同面积植物网格化斑块的山地或坡耕地在不同生态汇水沟渠规格和不同渠内物种组配方式条件下产生的N、P、ss和径流量等参数，划分为耕地面积Sc和生态沟渠面积Sed；
步骤3.在步骤2内的生态汇水沟渠内种植生长快、根系发达、耐旱、耐涝的植物。
2.根据权利要求1所述的山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，其特征在于，所述步骤2中汇水沟渠断面为梯形，下底宽D1＝20cm，上底宽D2＝X cm，X可为20、25、30、35、40，深H＝20cm。
3.根据权利要求1所述的山地或坡耕地植物网格化固土控蚀的方法，其特征在于，所述步骤3中的植物选择白三叶、紫花苜蓿、高羊茅和香根草等具有较强水土保持能力的植物。
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