伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀生物防治方法

摘要

本发明涉及一种伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀的生物防治方法。该方法利用植被的水土保持功能，因地制宜地选择水土保持物种，优化植被空间配置，在沟谷及两侧陡坡差异性配置水土保持物种，并结合简单水土保持措施，构建并优化各措施和植被的空间配置，实现对降雨和融雪造成的坡面产流和泥沙的拦蓄，并利用降水抚育植被，提高地表覆盖度，减少坡面产流并拦蓄泥沙，实现伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀的生物防治。有助解决伊犁河谷低山丘陵区垂直于南北向水系的二级沟谷及两侧大于15°陡坡的土壤侵蚀以及沟谷和两侧阴、阳坡在土壤和微环境上的空间异质性导致水土保持措施有效性差异问题。

说明书

技术领域

本发明涉及伊犁河谷低山丘陵区土壤侵蚀防治方法，具体涉及一种伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀的生物防治方法。

背景技术

我国西北干旱区面积超过国土面积的四分之一。干旱少雨的气候，土壤发育微弱和稀疏的植被覆盖造就了干旱区脆弱而极易被扰动的生态环境。虽然干燥少雨，土壤侵蚀多以风蚀为主，但是西北干旱区降雨事件在年内较为集中，主要在春季与夏季，冬季的降雪在春季的集中融化，加之我国西北干旱区的低山丘陵分布区普遍沉积了一层第四季松散沉积物，这些为水蚀创造了客观条件，并因此常常会在山区与河谷地带造成较为强烈的水力土壤侵蚀，并直接威胁到山前绿洲的生态安全与流域水环境。特别是在近几十年，伴随西北干旱区对全球气候变化的敏感响应，极端降雨、降雪事件发生频率增大，进一步加剧了低山丘陵区土壤侵蚀的敏感性。因此在这一区域实施有效的水土保持措施，防治因为水蚀或者水力与风力交错侵蚀造成的水土流失是区域绿洲经济可持续发展的客观需求。

新疆伊犁河谷位于祖国的西部边陲，具典型的河谷地貌，是我国内陆面向西亚与欧洲开放的前沿，也是“丝绸之路经济带”核心区重要通道。河谷内土地资源是新疆最大的一片具有极大开发潜力的“处女地”，其水土资源可持续开发利用对我国西部生态农业现代化产业发展、新疆农业产业建设具有重要意义。作为新疆的一个主要农牧业发展区，伊犁河谷有着许多优良的天然牧场，在河谷两侧低山丘陵区和山前坡地分布着广阔的春秋草场。但是，在全球气候变化背景及区域多年的过牧轻养情况下，许多位于低山丘陵区与山前坡地的春秋草场显著退化，导致植被覆盖降低，加之伊犁河谷内发育于天山南北两支的水系众多，以及河谷低山丘陵区表层易发土壤侵蚀的第四季黄土沉积、春季融雪和夏季降雨集中程度高等客观条件，使得这一区域成为伊犁河谷土壤侵蚀的高度敏感区与水土流失的高发区。特别是与南北向发育的各水系垂直分布的众多二级冲沟与沟谷两侧的坡度大于15°的陡坡，更是融雪与降雨过程中土壤侵蚀高发地段，并会直接将泥土带入各水系，并最终汇入伊犁河，形成水土流失。而这些沟谷及两侧的陡坡一直以来都是水土保持的难点，因为坡度大、土层薄，且沟谷南北两侧陡坡与沟底土壤特征、微生态环境及植被发育情况异质性显著，统一的水土保持措施常常收效不佳。

针对伊犁河谷低山丘陵区第四季砂质薄层土的土壤环境、植被覆盖特征，兼顾易发水土流失的东西向分布二级沟谷与两侧坡度大于15°的陡坡、冲沟地形，以及阴、阳坡与沟底的环境空间异质性，并考虑到新技术方法的经济性与技术可行性，因地制宜地选择不同生长习性的水土保持物种，配合简单的水土保持措施，通过合理的植物及措施空间配置，增大沟谷两侧陡坡植被覆盖，减小融雪与降雨造成的坡面产流，加强沟谷与陡坡整体的持水、保土能力，最终实现伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷的水土流失防治。为此研发此项技术，适用于伊犁河谷低山丘陵区植被盖度小于30％、与南北向分布水系垂直的二级沟谷与沟谷两侧坡度大于15°陡坡的土壤侵蚀防治，可实现这一易发土壤侵蚀地形区的降雨和融雪产流的有效拦蓄、地表植被覆盖的有效增加和最终土壤侵蚀的可持续生物防治。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀生物防治方法，该方法利用植被的水土保持功能，因地制宜地选择水土保持物种，优化植被空间配置，并在构建水土保持植被生物防护带的过程中结合简单易行的水土保持措施，充分拦蓄降水，并利用降水抚育植被，提高地表覆盖度，减少坡面产流并拦蓄泥沙，实现伊犁河谷的低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀的生物防治。

本发明所述的一种伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀生物防治方法，按下列步骤进行：

a、在沟谷阳坡一侧坡面的上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条、2条和3条间断的截水沟，截水沟长400cm、宽40cm、深30cm，水平相距1m，中部和下部的截水沟带上下相距1m，各截水沟交错分布，截水沟内以株距1m补植耐旱喜阳灌木锦鸡儿2年生苗；截水沟带之间采取穴植，以株行距2×2m补植本土耐旱喜阳灌木金丝桃叶绣线菊2年生苗，植树坑呈“品”字型分布开挖，直径40cm，深50cm，植入金丝桃叶绣线菊，填土至地表以下20cm，踩实，覆表层土10cm，保留10cm不填土；

b、在沟谷阴坡一侧上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条连续的截水沟，沟宽40cm、深30cm，沟内覆表层土5-10cm并随覆土撒播草木犀、木地肤或白羊草草种；在截水沟之间以1m间距开挖深30-40cm的鱼鳞坑，坑中覆表层土5-10cm，并随覆土撒播草木犀、木地肤或白羊草的草种；

c、在沟谷谷底以每5-8m间隔，沿垂直沟谷方向以株行距0.3×0.5m密植3-4排2年生的本土灌木沙枣，在沟口近流域南北向水系位置以株行距0.3×0.5m密植5-6排2年生的本土河岸林灌木柽柳，在灌木间撒播本土物种苦豆子种子，利用密植灌木构成疏透性的拦砂水土保持植物篱，利用苦豆子的强根蘖扩展能力固持土壤，防止黄土湿陷，避免沟蚀。

本发明所述的一种伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀生物防治方法，该方法具有以下优点：

1)本发明针对伊犁河谷低山丘陵区陡坡沟谷土壤侵蚀易发，沟侧阴、阳坡与谷底土壤及微环境异质性的特征，因地制宜地选择适宜水土保持物种，结合简单易操作的水土保持措施，合理优化各措施与植被的空间配置，实现陡坡沟谷因降雨和融雪造成土壤侵蚀的生物防治，具有易操作、适宜性强、效果明显的优点。

2)相比较伊犁河谷原有的在坡面简单营建鱼鳞坑，在沟底构建谷坊的水土保持措施效果更好，适用性更强，水土保持时间更长且后期免维护，一旦植被定植成功，即可实现可持续的生物水土保持效果。

具体实施方式

实施例1

a、选择沟长30m，两侧陡坡坡度15°的沟谷陡坡，在沟谷阳坡一侧坡面的上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条连续的截水沟，截水沟宽40cm，深30cm，3条截水沟带之间采取穴植，以株行距2×2m补植本土耐旱喜阳灌木金丝桃叶绣线菊2年生苗，植树坑呈“品”字型开挖，直径40cm，深50cm，植入金丝桃叶绣线菊，填土至地表以下20cm，踩实，覆表层土10cm，保留10cm不填土，以此实现截水沟与植树坑上部对坡面产流与泥沙的逐级拦蓄，并利用降雨和融雪水抚育补植灌木；

b、在沟谷阴坡一侧上部和下部分别沿等高线开挖1条连续的截水沟，沟宽40cm，深30cm，沟内覆表层土5cm并随覆土撒播草木犀草种，在3条截水沟之间以1m间距开挖深30-40cm的鱼鳞坑，坑中覆表层土5cm，并随覆土撒播草木犀的草种，利用截水沟与鱼鳞坑对降雨和融雪水的拦蓄激活表层覆土中的种子库并抚育撒播的良种牧草，提升地表覆盖的同时，逐步改良这一区域的春秋牧场草质；

c、在沟谷谷底以每10m间隔，沿垂直沟谷方向以株行距0.5×0.5m密植3排2年生易成活、抗逆性强且耐水淹和沙埋的本土灌木沙枣，在沟口近流域南北向水系位置以株行距0.5×0.5m密植5排2年生耐旱、耐盐碱和沙埋的本土河岸林灌木柽柳，在灌木间撒播本土物种苦豆子，利用密植灌木构成疏透性的拦砂水土保持植物篱，并利用苦豆子的强根蘖扩展能力固持土壤，防治湿陷，实现土壤侵蚀的逐级防治。

实施例2

a、选择沟长30m，两侧陡坡坡度18°的沟谷陡坡，在沟谷阳坡一侧坡面的上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条、2条和3条间断的截水沟，截水沟长400cm、宽40cm、深30cm，水平相距1m，中部和下部的截水沟带上下相距1m，各截水沟交错分布；各截水沟带之间采取穴植，以株行距2×2m补植本土耐旱喜阳灌木金丝桃叶绣线菊2年生苗，植树坑呈“品”字型开挖，直径40cm，深50cm，植入金丝桃叶绣线菊，填土至地表以下20cm，踩实，覆表层土10cm，保留10cm不填土，实现截水沟与植树坑上部对坡面产流与泥沙的逐级拦蓄，并利用降雨和融雪水抚育补植灌木；

b、在沟谷阴坡一侧上部和下部分别沿等高线开挖1条连续的截水沟，沟宽40cm，深30cm，沟内覆表层土5cm并随覆土撒播木地肤草种；在各截水沟之间以2m间距开挖深30-40cm的鱼鳞坑，坑中覆表层土5cm，并随覆土撒播木地肤的草种，利用截水沟与鱼鳞坑对降雨和融雪水的拦蓄激活表层覆土中的种子库并抚育撒播的良种牧草，提升地表覆盖的同时，逐步改良这一区域的春秋牧场草质；

c、在沟谷谷底以每8m间隔，沿垂直沟谷方向以株行距0.5×0.5m密植4排2年生易成活、抗逆性强且耐水淹和沙埋的本土灌木沙枣，在沟口近流域南北向水系位置以株行距0.5×0.5m密植6排2年生耐旱、耐盐碱和沙埋的本土河岸林灌木柽柳，在灌木间撒播本土物种苦豆子，利用密植灌木构成疏透性的拦砂水土保持植物篱，并利用苦豆子的强根蘖扩展能力固持土壤，防治湿陷，实现土壤侵蚀的逐级防治。

实施例3

a、选择沟长30m，两侧陡坡坡度20°的沟谷陡坡，在沟谷阳坡一侧坡面的上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条、2条和3条间断的截水沟，截水沟长400cm，宽40cm，深30cm，水平相距1m，中部和下部的截水沟带上下相距1m，各截水沟交错分布，截水沟内采取穴植以株距1m补植耐旱喜阳灌木锦鸡儿2年生苗；各截水沟带之间以株行距2×2m补植本土耐旱喜阳灌木金丝桃叶绣线菊2年生苗，植树坑呈“品”字型开挖，直径40cm，深50cm，植入金丝桃叶绣线菊，填土至地表以下20cm，踩实，覆表层土10cm，保留10cm不填土，实现截水沟与植树坑上部对坡面产流与泥沙的逐级拦蓄，并利用降雨和融雪水抚育补植灌木；

b、在沟谷阴坡一侧上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条连续的截水沟，沟宽、深分别为40cm和30cm，沟内覆表层土10cm并随覆土撒播白羊草草种；在各截水沟之间以2m间距开挖深30-40cm的鱼鳞坑，坑中覆表层土10cm，并随覆土撒播白羊草的草种，利用截水沟与鱼鳞坑对降雨和融雪水的拦蓄激活表层覆土中的种子库并抚育撒播的良种牧草，提升地表覆盖的同时，逐步改良这一区域的春秋牧场草质；

c、在沟谷谷底以每8m间隔，沿垂直沟谷方向以株行距0.3×0.5m密植3排2年生易成活、抗逆性强且耐水淹和沙埋的本土灌木沙枣，在沟口近流域南北向水系位置以株行距0.3×0.5m密植5排2年生耐旱、耐盐碱和沙埋的本土河岸林灌木柽柳，在灌木间撒播本土物种苦豆子，利用密植灌木构成疏透性的拦砂水土保持植物篱，并利用苦豆子的强根蘖扩展能力固持土壤，防治湿陷，实现土壤侵蚀的逐级防治。

实施例4

a、选择沟长30m，两侧陡坡坡度20°的沟谷陡坡，在沟谷阳坡一侧坡面的上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条、2条和3条间断的截水沟，截水沟长400cm，宽40cm，深30cm，水平相距1m，中部和下部的截水沟带上下相距1m，各截水沟交错分布，各截水沟内采取穴植，以株距1m补植耐旱喜阳灌木锦鸡儿2年生苗；三条截水沟带之间以株行距2×2m补植本土耐旱喜阳灌木金丝桃叶绣线菊2年生苗，植树坑呈“品”字型开挖，直径40cm，深50cm，植入金丝桃叶绣线菊，填土至地表以下20cm，踩实，覆表层土10cm，保留10cm不填土，实现截水沟与植树坑上部对坡面产流与泥沙的逐级拦蓄，并利用降雨和融雪水抚育补植灌木；

b、在沟谷阴坡一侧上部、中部和下部分别沿等高线开挖1条连续的截水沟，沟宽40cm，深30cm，沟内覆表层土10cm并随覆土撒播草木犀草种；在各截水沟之间以1m间距开挖深30-40cm的鱼鳞坑，坑中覆表层土10cm，并随覆土撒播草木犀的草种，利用截水沟与鱼鳞坑对降雨和融雪水的拦蓄激活表层覆土中的种子库并抚育撒播的良种牧草，提升地表覆盖的同时，逐步改良这一区域的春秋牧场草质；

c、在沟谷谷底以每5m间隔，沿垂直沟谷方向以株行距0.3×0.5m密植4排2年生易成活、抗逆性强且耐水淹和沙埋的本土灌木沙枣，在沟口近流域南北向水系位置以株行距0.3×0.5m密植6排2年生耐旱、耐盐碱和沙埋的本土河岸林灌木柽柳，在灌木间撒播本土物种苦豆子，利用密植灌木构成疏透性的拦砂水土保持植物篱，并利用苦豆子的强根蘖扩展能力固持土壤，防治湿陷，实现土壤侵蚀的逐级防治。