焦金魚，貴立德，賈占功

(1.定西師范高等?？茖W(xué)校地理系，甘肅定西 743000;2.定西市水土保持科學(xué)研究所，甘肅定西 743000;3.通渭縣水土保持局，甘肅通渭 743300)

紫花苜蓿在梯田埂坎生態(tài)空間開發(fā)中的應(yīng)用研究

焦金魚1，貴立德2，賈占功3

(1.定西師范高等?？茖W(xué)校地理系，甘肅定西 743000;2.定西市水土保持科學(xué)研究所，甘肅定西 743000;3.通渭縣水土保持局，甘肅通渭 743300)

梯田;埂坎;紫花苜蓿;水土保持效益;通渭縣

大規(guī)模連片機(jī)修梯田是坡改梯項(xiàng)目的主要工程措施，在提高梯田機(jī)械化的同時也產(chǎn)生了大量閑置并蘊(yùn)藏巨大生產(chǎn)潛力的埂坎土地資源。通渭縣經(jīng)過多年的梯田建設(shè)實(shí)踐，將紫花苜蓿作為護(hù)埂植物，不僅有利于保水保土，保證新修梯田埂坎的穩(wěn)定性，而且有利于優(yōu)化山區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)、發(fā)展舍飼養(yǎng)殖，具有良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。

坡改梯是一項(xiàng)重要的水土保持工程措施，也是建設(shè)基本農(nóng)田、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)工程，但是隨著機(jī)修梯田的推廣，在坡改梯過程中出現(xiàn)了大量非生產(chǎn)性用地——埂坎(占梯田面積的20% ～30%)，開發(fā)利用埂坎土地資源對于提高土地利用率、緩解農(nóng)村人地矛盾、改善生態(tài)環(huán)境、增加農(nóng)民收入具有重要意義。埂坎林草配套措施是開發(fā)利用埂坎土地資源的有效方法之一，許多學(xué)者對其進(jìn)行了研究，如吳志遠(yuǎn)［1］指出埂坎造林種草不僅有利于保持水土和維持生態(tài)平衡，而且能夠合理調(diào)整農(nóng)牧業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu);孫浩峰［2］根據(jù)甘肅省埂坎植物投影面積及植株高度的不同，分別研究了喬木、灌木和牧草對田面農(nóng)作物產(chǎn)量降低產(chǎn)生的脅地?fù)p失等。為進(jìn)一步優(yōu)化配置梯田埂坎的生態(tài)空間，筆者以甘肅省通渭縣2010年坡改梯實(shí)施區(qū)為研究對象，探討梯田埂坎種植紫花苜蓿的水土保持效益。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于通渭縣縣城西北部310國道沿線，介于東經(jīng) 104°13'25″—105°57'13″、北緯 35°13'10″—35°19'10″之間，由馬營、平襄兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的10個行政村組成，土地總面積59.68 km2，有2 072戶10 632人。屬半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅲ副區(qū)，以黃土梁峁溝壑為主，地表支離破碎、溝壑縱橫，溝壑面積約占總面積的9%，溝壑密度為0.9 km/km2，溝岸擴(kuò)張和溝頭延伸速度較快。屬溫帶干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年均蒸發(fā)量1 212 mm，年均降水量440 mm，降水年內(nèi)分配極為不均，年均氣溫 6.6℃，≥10℃活動積溫1 226℃，年無霜期131 d。

2 護(hù)埂植物選擇

2010年研究區(qū)新修梯田1 333.33 hm2，其中埂坎占地450.87 hm2。為了不造成埂坎裸露或雜草叢生侵入農(nóng)田，影響景觀效果及農(nóng)作物產(chǎn)量，同時防止水土流失對梯田穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，需要對項(xiàng)目區(qū)梯田埂坎的生態(tài)空間資源進(jìn)行開發(fā)利用。

埂坎具有豐富的光熱生態(tài)空間和土壤資源。由于地埂兩側(cè)連接較為寬闊的耕地，地埂植物與田間作物相互間的遮陰可由側(cè)方光照給予補(bǔ)充，低矮的農(nóng)作物又幾乎不會對地埂植物造成遮陰，具有通風(fēng)透光等邊際效應(yīng)，因此埂坎這種特有的光熱生態(tài)空間為地埂植物的生長提供了優(yōu)越的環(huán)境。機(jī)修過程中將肥土堆放在埂坎邊坡上，也為埂坎土地資源開發(fā)蘊(yùn)藏了較大的生產(chǎn)潛力。不同的林草配置對梯田土壤水分、作物產(chǎn)量及埂坎土壤生境的影響程度不同。定西水保所的研究成果表明:相比喬木和灌木，牧草的側(cè)須根在水平方向發(fā)展較弱，尤其是紫花苜蓿具有深根性，主根深達(dá)2～6 m［3］，吸取的水分和養(yǎng)分主要來自縱向的深層土壤，對近埂梯田土壤水分、養(yǎng)分的影響均較小，對距地埂內(nèi)側(cè)0～50 cm范圍內(nèi)的梯田作物產(chǎn)量無明顯影響。平?jīng)鍪兴Ｋ鶎μ萏镒魑锂a(chǎn)量的調(diào)查結(jié)果表明，埂坎種植紫花苜蓿后，0.5 m水平范圍內(nèi)減產(chǎn)率為0.15%，0.5～1.5 m水平范圍內(nèi)減產(chǎn)率為0.07%。通渭縣水保局根據(jù)馬營、平襄兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)利用機(jī)修梯田埂坎種植多年生紫花苜蓿的經(jīng)驗(yàn)得出結(jié)論，優(yōu)良牧草(紫花苜蓿等)適宜于半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)梯田埂坎種植，其中紫花苜蓿的營養(yǎng)及飼用價(jià)值均優(yōu)于其他牧草(如紅豆草和沙打旺等)，并且輪作周期長，對梯田土壤水分、作物產(chǎn)量等無明顯影響，既能保水保土、改善生態(tài)環(huán)境，又能充分利用生態(tài)空間，更重要的是能保障機(jī)修梯田的質(zhì)量。根據(jù)上述分析，研究區(qū)選擇紫花苜蓿作為護(hù)埂植物，2010年梯田埂坎種植紫花苜蓿 350.34 hm2，占埂坎面積的77.7%。

3 紫花苜蓿護(hù)埂水土保持效益分析

(1)經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目區(qū)梯田埂坎大部分由原田面表土筑成，肥力較高，加上通風(fēng)透光等邊際效應(yīng)優(yōu)勢，種植后紫花苜蓿產(chǎn)量較高。紫花苜蓿根系著生根瘤，具有較強(qiáng)的固氮能力，可增加牧草有機(jī)質(zhì)含量，無論鮮苜蓿還是干苜蓿，牛、馬、騾、羊等家畜普遍喜食。因此，梯田埂坎示范種植紫花苜蓿既通過水土保持的對位配置措施充分利用了閑置土地資源，又降低了項(xiàng)目區(qū)農(nóng)戶舍飼養(yǎng)殖的投資成本，通過埂坎+紫花苜蓿+舍飼養(yǎng)殖+畜糞還田的四位一體經(jīng)營模式將牧草轉(zhuǎn)化為肉禽蛋奶增值，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶帶來了經(jīng)濟(jì)利益。根據(jù)通渭縣水保局的農(nóng)戶調(diào)查，三年生紫花苜蓿每年刈割2次，年平均產(chǎn)鮮草3萬kg/hm2;一頭大牲畜按5個羊單位折算，1個羊單位按每天消耗7.5 kg鮮草計(jì)算，則埂坎種植紫花苜蓿年載畜量為10.9個羊單位/hm2;每只羊按目前市場價(jià)700元計(jì)算，埂坎經(jīng)濟(jì)年收入267.3萬元，戶均年收入1 290元，人均年收入251元。

(2)生態(tài)效益。梯田穩(wěn)定的關(guān)鍵在于埂坎，但埂坎邊坡坡度較陡，穩(wěn)定性相對較差，在自身重力和徑流沖刷作用下容易發(fā)生坍塌，進(jìn)而毀壞梯田田面［4］。王靜杰［5］通過試驗(yàn)得出結(jié)論，在埂坎外側(cè)坡面種植紫花苜蓿可增大土壤的抗蝕性，同樣條件下兩年生紫花苜蓿埂坎比裸露坡地減少徑流量43%、土壤侵蝕量84.5%。蔣必鳳［6］對含紫花苜蓿根系的土樣與不含根的土樣進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)，其中含根土樣能顯著提高土的抗剪強(qiáng)度，增加邊坡的穩(wěn)定性。因此，在項(xiàng)目區(qū)梯田埂坎種植紫花苜蓿，可利用其枝葉對降雨的截留作用削弱降雨動能，增加雨水停留、入滲時間，防止雨滴擊濺和水流沖刷，并利用紫花苜蓿強(qiáng)大的根系固定邊坡土體，減少降雨對新修梯田埂坎的沖刷。另外，紫花苜蓿根系自身的腐解和轉(zhuǎn)化合成腐殖質(zhì)能使土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)和孔隙狀況改善，提高了土壤的抗蝕抗沖性能，也有助于保持梯田埂坎的穩(wěn)定。項(xiàng)目區(qū)采取紫花苜蓿護(hù)埂后沒有發(fā)生明顯的溝蝕現(xiàn)象，年保水4.9萬m3、保土1.75萬t，蓄水保土效益明顯。

(3)社會效益。埂坎種草有利于改善當(dāng)?shù)厝罕娚钏?。新修梯田的埂坎如果得不到及時利用，很快就會雜草叢生，田間農(nóng)作物收割后散放的牲畜容易破壞埂坎，造成水土流失。相反，將閑置的埂坎用于種植紫花苜蓿，除起到保水保土、改善土壤理化性質(zhì)、調(diào)節(jié)小氣候的作用外，還能利用生產(chǎn)出的牧草、草籽增加農(nóng)民收入。梯田埂坎種草不僅節(jié)約了農(nóng)戶外出割草的時間，而且為舍飼養(yǎng)殖提供了便利條件，刈割后的紫花苜蓿經(jīng)晾曬風(fēng)干后可以長時間儲存，可有效解決淡季牛羊優(yōu)質(zhì)牧草短缺的問題。將埂坎種草與大田種草相結(jié)合實(shí)現(xiàn)紫花苜蓿種植產(chǎn)業(yè)化，能增加土壤有機(jī)肥，減少化肥施用量，降低種植業(yè)生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)水肥高效循環(huán)。紫花苜蓿規(guī)?；N植將促進(jìn)項(xiàng)目區(qū)草畜產(chǎn)業(yè)的開發(fā)建設(shè)，推動玉米、馬鈴薯等種植業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)向標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)方向發(fā)展，發(fā)展旱作高效循環(huán)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村剩余勞動力轉(zhuǎn)移，使種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)相互促進(jìn)、循環(huán)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目區(qū)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

(1)梯田埂坎可利用的生態(tài)空間潛力大，水土保持綜合效益明顯。項(xiàng)目區(qū)梯田埂坎生態(tài)空間的開發(fā)利用實(shí)踐證明，梯田埂坎是坡改梯工程中閑置的具有相當(dāng)潛力的土地資源。考慮到埂坎植物對附近梯田作物的爭水、爭光、爭肥效應(yīng)，牧草(紫花苜蓿)比喬、灌木對梯田土壤水分及養(yǎng)分的影響小，項(xiàng)目區(qū)適宜選擇紫花苜蓿作為護(hù)埂植物，并且能夠產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。

(2)重視對梯田埂坎的后續(xù)管理維護(hù)。按照“接近自然”的原理把梯田埂坎坡度降至接近黃綿土的自然休止角，從地埂維護(hù)角度來看，軟埂梯田建設(shè)是比較經(jīng)濟(jì)的選擇，但由于筑埂時沒有進(jìn)行夯實(shí)處理，地埂每年會以一定的速度下沉，使梯田田面由反坡變?yōu)轫樒?，從而降低梯田的保水保土效益。因此，水保部門應(yīng)聯(lián)系當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)領(lǐng)導(dǎo)，做好農(nóng)戶的宣傳動員工作，及時對受損的梯田埂坎和田面進(jìn)行維修，尤其是雨季更要做好地埂的管護(hù)工作。

(3)調(diào)節(jié)埂坎牧草與梯田農(nóng)作物的爭光、爭水、爭肥矛盾。項(xiàng)目區(qū)梯田埂坎種植紫花苜蓿后，客觀上存在著地上部分莖葉對下一臺階梯田作物的遮光以及地下根莖對農(nóng)田水分和養(yǎng)分的吸收，導(dǎo)致紫花苜蓿和田面農(nóng)作物兩者之間存在爭光、爭水、爭肥的矛盾，可能會影響梯田作物的產(chǎn)量。考慮到埂坎牧草對梯田作物的脅地效應(yīng)在距地埂邊沿0.5 ～1.5 m的范圍內(nèi)，為了將這一負(fù)效應(yīng)降至最小，建議靠近埂坎的梯田作物以種植秋糧作物為主，這樣既避開了農(nóng)作物與牧草的生長需水高峰期，又利用了秋糧作物秋季生長需水期降雨量多的優(yōu)勢。

(4)加強(qiáng)對梯田埂坎利用方式的研究。從目前地埂利用模式看，結(jié)構(gòu)較為單一，主要以種植紫花苜蓿為主，尤其是部分邊坡較陡的埂坎仍處于撂荒狀態(tài)。建議向其他地區(qū)學(xué)習(xí)更為先進(jìn)的地埂林栽植經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)本地的氣候及土壤特征，在過陡的埂坎植苗栽植檸條，每年做好檸條的平茬，或者采取灌草結(jié)合方式，合理配置各種植物，以合理利用有限的梯田埂坎生態(tài)空間。

［1］吳志遠(yuǎn).地埂檸條和紫穗槐的水保作用與生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益分析［J］.水土保持研究，1999(z1):35－37.

［2］孫浩峰.甘肅省埂坎資源開發(fā)潛力研究［J］.中國水土保持，2005(8):16－17.

［3］代全厚，孫傳生，許曉鴻.紫花苜蓿護(hù)埂功能研究［J］.水土保持科技情報(bào)，1998(3):38－41.

［4］唐書鋒，楊鑫.黃土河小流域植物護(hù)埂模式及效果研究［J］.中國水土保持，2003(3):27 －31.

［5］王靜杰.優(yōu)良梯田埂坎植物紫花苜蓿研究［J］.山西水土保持科技，2005(2):36－38.

［6］蔣必鳳.草本植物根系網(wǎng)固土效果研究分析——以紫花苜蓿護(hù)坡效果為例［J］.價(jià)值工程，2012，23(3):316 －317.

S157.31

C

1000－0941(2013)02－0027－03

甘肅省教育廳項(xiàng)目(1127B－01)

焦金魚(1974—)，男，甘肅通渭縣人，講師，碩士，主要從事區(qū)域環(huán)境與水土保持方面的研究。

2012－05－15

(責(zé)任編輯 李楊楊)