浙江省慶元縣突發(fā)性山地水土保持與土壤改良研究

浙江省慶元縣突發(fā)性山地水土保持與土壤改良研究

突發(fā)性土壤侵蝕是指由滑坡、崩塌和泥石流等自然現(xiàn)象引起的山體損失。這是山地環(huán)境綜合影響的結(jié)果。浙江省地處我國東南沿海丘陵山地,近年來,突發(fā)性山地水土災(zāi)害(下稱山地災(zāi)害)發(fā)生頻繁,且有逐年加劇的趨勢。災(zāi)害類型以滑坡為主,占山地災(zāi)害總量的80%以上。干濕交替的亞熱帶季風(fēng)氣候,使巖石強(qiáng)烈風(fēng)化,土壤發(fā)育深厚,山體滑坡大多發(fā)生在土壤層或成土母質(zhì)層。為此,作者選擇具有山地災(zāi)害高發(fā)特征的慶元縣作為典型區(qū),對山地災(zāi)害與土壤發(fā)生學(xué)類型之間進(jìn)行相關(guān)研究,試圖為山地環(huán)境評價,防災(zāi)區(qū)劃提供科學(xué)的土壤指標(biāo)。1研究領(lǐng)域的背景1.1東北北沿邊地區(qū)慶元縣為浙、閩毗鄰縣,東、南、西三面分別與福建的壽寧、政和、松溪三縣接壤,北與龍泉市為鄰,東北與景寧縣相連。地理坐標(biāo)為E118°49′50″～119°29′49″,N27°51′45″～27°25′23″。行政歸屬浙江省麗水市,下轄20個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),2個縣屬林場,1個自然保護(hù)區(qū),344個行政村,761個自然村,總面積1871.20km2。1.2土壤分布特征慶元縣是浙南中山區(qū)的一個典型山區(qū)縣,也是浙江新構(gòu)造運動強(qiáng)烈抬升地勢最高的縣,平均海拔在900m左右,相對高差400m以上。境內(nèi)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造除受華夏系(北東向)和新華夏系(北北東向)構(gòu)造控制外,還處于一個面積約401.6km2的松源火山穹隆構(gòu)造之中,因此,斷裂發(fā)育,溝谷縱橫,巖石破碎,礦物蝕變,土壤發(fā)育深厚,地質(zhì)環(huán)境極其脆弱。地處中亞熱帶季風(fēng)氣候下,年均氣溫17.4℃,年雨量1760～2350mm,居全省之冠。干濕交替明顯,6月“梅汛”為降雨高峰期,也是山地災(zāi)害高發(fā)期,秋、冬則少雨,巖土干裂風(fēng)化。就土壤分布而言,慶元縣屬紅壤基帶,但土壤垂直分異明顯。據(jù)第二次土壤普查結(jié)果,全縣有紅壤、黃壤、紫色土、粗骨土、潮土、水稻土6個土類,11個亞類,23個土屬,56個土種。森林覆蓋率為74.9%(1996年),但常綠闊葉林除自然保護(hù)區(qū)外,已遭破壞,代之以大面積的人造松、杉疏林地。1.3傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)為主,經(jīng)濟(jì)效益相對滯后全縣18.88萬人,人口密度100.9人/km2,是浙江人口密度較小的縣,但人均耕地面積低于全省水平。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)以林業(yè)為主,經(jīng)濟(jì)效益較差,80年代大力發(fā)展香菇生產(chǎn),成為全國聞名的“香菇城”。然而,發(fā)展香菇要消耗大量自然常綠闊葉林,嚴(yán)重破壞山地環(huán)境,致使山地災(zāi)害頻繁發(fā)生,成為浙江的重災(zāi)縣,嚴(yán)重制約了山區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。1.4災(zāi)害隱患點分布慶元縣滑坡、崩塌、泥石流等山地災(zāi)害遍及每個鄉(xiāng)村,災(zāi)害(隱患)點數(shù)量為全省之冠。據(jù)調(diào)查,在1980～1999年20年中,全縣共有災(zāi)害(隱患)點105處,其中山體滑坡就有89處。僅1998年“梅汛”,就發(fā)生山地災(zāi)害86處,造成5000余人無家可歸,上百人受傷,毀壞農(nóng)田7000余畝,經(jīng)濟(jì)損失上億元。2數(shù)據(jù)和方法的研究2.1災(zāi)害與隱患點本研究利用了由慶元縣礦管站提供的1999年慶元縣1:5萬地質(zhì)災(zāi)害(隱患)點分布圖和山地災(zāi)害(隱患)點普查資料;縣土管局提供的1998年慶元縣1:5萬土地利用現(xiàn)狀圖;麗水地區(qū)農(nóng)業(yè)局提供的1995年慶元縣1:5萬土壤圖。2.2山地災(zāi)害數(shù)據(jù)庫的建立研究中,對山地災(zāi)害(隱患)都只作災(zāi)害點進(jìn)行統(tǒng)計處理,而不計其類型,規(guī)模和致災(zāi)程度。在研究方法上,采用掃描、Mapinfo圖形數(shù)字化,用土壤圖建立土壤類型數(shù)據(jù)庫;用土地利用現(xiàn)狀圖建立土地利用類型數(shù)據(jù)庫;利用災(zāi)害點實地調(diào)查的地理坐標(biāo),對災(zāi)害分布圖上的災(zāi)害(隱患)點進(jìn)行重新校核定位,建成山地災(zāi)害數(shù)據(jù)庫。在ARC/INFO支持下,進(jìn)行圖形空間疊置,并完成統(tǒng)計分析。3結(jié)果與討論3.1潮土類型及分布慶元山地土壤,主要是紅壤、黃壤、粗骨土、少量紫色土和梯田水稻土,其中山地災(zāi)害發(fā)生比例最高的為紅壤,占全縣災(zāi)害數(shù)總量的42.9%,其次是水稻土(25.7%)和黃壤(24.8%),然后依次為粗骨土、紫色土。潮土沒有發(fā)生(表1)。這是因為紅壤面積僅次于黃壤,但它處在低海拔的低山、丘陵地段,人類活動相對頻繁,致使其山地災(zāi)害發(fā)生量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過面積最大的黃壤。潮土主要分布在山間谷地,相對平緩的地形,失去崩塌、滑坡的勢位條件,故很少出現(xiàn)原發(fā)性山地災(zāi)害,但尚有可能成為泥石流的流通區(qū)或堆積區(qū)。從山地災(zāi)害發(fā)生密度看,紫色土最高(20.89個/100km2,單位下同),其次是水稻土(13.56),紅壤第三(8.58),然后是黃壤、粗骨土。這與紫色土以松散的紫砂土為主,水稻土高強(qiáng)度干濕交替易滑坡,而黃壤山地植被相對茂盛和粗骨土的砂礫性而不易滑坡有關(guān)。3.2稻土土土及蝦土后土體在發(fā)生山地災(zāi)害的土壤中,黃紅壤亞類和黃壤亞類由于面積大,發(fā)生山地災(zāi)害比例相對較大,分別為25.7%和24.8%,但災(zāi)害發(fā)生密度仍以酸性紫色土亞類最高(20.89),然后是水稻土的淹育型水稻土(17.39)和潴育型水稻土亞類(12.71)以及紅壤、黃紅壤、黃壤,而酸性粗骨土最小。淹育型水稻土土體內(nèi)水分以自上而下的單向運動為主,重力水底層集中,容易形成側(cè)滲水,繼而發(fā)育為滑動面,而潴育型水稻土土體中已形成淀積層,上層水分不易下滲富集,底層滑動面形成相對困難,但當(dāng)心土層棱柱狀結(jié)構(gòu)相當(dāng)發(fā)育時,仍會因垂直裂隙的導(dǎo)水作用增強(qiáng)而發(fā)生滑坡,因此災(zāi)害發(fā)生密度前者高于后者。而分布于河谷平原的滲育型水稻土和潛育型水稻土,因地勢低洼,難以發(fā)生滑坡等山地災(zāi)害。3.3土壤條件及災(zāi)害點分布山黃泥土和黃泥土是該縣分布面積最大的兩個土屬,且母巖為處在構(gòu)造破碎帶中的層狀凝灰?guī)r和細(xì)晶花崗巖,蝕變風(fēng)化較強(qiáng),土體深厚,容易發(fā)生土層滑坡,故災(zāi)害發(fā)生比例較大,分別為25.7%和24.8%,兩土屬合占全縣一半以上。災(zāi)害發(fā)生密度,以淹育型水稻土中的黃泥田最高(24.53),其后依次是酸性紫砂土、黃泥砂田、紅泥土、紅松泥、黃泥土、山黃泥土和石砂土(表2)。其中面積不大的紅泥土和紅松泥,因分別發(fā)育于花崗閃長斑巖和片麻巖風(fēng)化物,土層更深厚,質(zhì)地更疏松,透水性極好,災(zāi)害密度超過黃泥土和山黃泥土。石砂土分布在山脊陡坡,土壤薄層性(<40cm)和粗骨性,使其滑坡的可能性大為下降;白巖砂土是粗晶花崗巖的風(fēng)化物,以石英砂為主,是一種已遭嚴(yán)重侵蝕的土壤,故突發(fā)性水土災(zāi)害沒有發(fā)生。亞黃筋泥無災(zāi)害點分布可能與地形相對平緩,土體較緊實有關(guān)。值得注意的是,粗晶花崗巖發(fā)育的砂粘質(zhì)紅泥,風(fēng)化層深厚,土體疏松,粘結(jié)性差,本當(dāng)為極易發(fā)生崩塌、滑坡的土壤,但在研究區(qū)卻無災(zāi)害發(fā)生,經(jīng)土壤類型圖與土地利用現(xiàn)狀圖疊置分析發(fā)現(xiàn),這類土壤均被材用毛竹林和天然闊葉林所覆蓋,從而具良好生態(tài)效應(yīng)。3.4局部地區(qū)土壤條件山黃泥土仍因分布面積最大(412.137km2)而災(zāi)害發(fā)生比例最大,占全縣災(zāi)害發(fā)生總量的17.1%,為各土種之冠,第二是黃礫泥(12.4%),而紅松泥、黃泥土和黃泥砂田并列第三,均為11.4%。在山地災(zāi)害發(fā)生密度上,以紅泥田(45.66)和黃泥田(43.00)兩土種最大,超過同為淹育型水稻土的山黃泥田(15.14),這可能與前兩土種處于集雨面積比后一土種更大的山體下部,更易形成側(cè)滲水,促使滑動面發(fā)育有關(guān)。其次是山體中、下坡的紅泥田和黃泥田,土層厚度也較處于高海拔的山黃泥田大,增強(qiáng)了斜坡的不穩(wěn)定性。黃泥砂田是潴育型水稻土中唯一發(fā)生滑坡的土屬,其中又以黃泥砂田土種發(fā)生的比例最高,密度最大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同土屬的山黃泥砂田,其原因也許同前面分析類似。旱地土壤中,災(zāi)害密度以紅泥土土種較高(26.16),其次是酸性紫砂土土種(20.87),這與這兩類土壤海拔較低、集水面積大以及人為影響頻繁有關(guān)。位居第三位的是黃泥砂土(13.32),這類土壤一般土層深厚,土體疏松,保水能力較差,而導(dǎo)水性能強(qiáng)。其余土種災(zāi)害密度均較低。4山地災(zāi)害發(fā)生的土種4.1山地災(zāi)害絕對發(fā)生量最大的是紅壤土類,占全縣發(fā)生總量的42.7%,且主要集中在黃紅壤中的黃泥土土屬,占紅壤土類災(zāi)害總量的60%,占全縣總量的25.7%,黃礫泥和黃泥土是黃泥土土屬中發(fā)生