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试论东北典型植被在水土保蓄工作中的作用

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摘 要:东北作为我国土地资源和植被丰富的区域,近年来由于开发不当,土地规划利用不合理,导致愈发形成的水土流失问题,而植被数量的锐减也加速了这一恶化趋势。植被种类及数量的丰富对于构建合理水土保蓄的垂直结构具有重要作用,鉴于此,本文从不同植被垂直结构所发挥水土保蓄功效的差异入手,逐步论及植物发挥水土保蓄功能的优势,旨在为水土保蓄及防治流失等方面的技术工作提供一定的参考依据。

关键词:植被;水土保蓄;水土流失

中图分类号:S153.6 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160230063

我国东北部区域是重要的商品粮产地,丰富的土地和植被资源使之成为民生富饶之源泉,然而近些年水土保护工作的相对滞后严重影响了水土保蓄。耕地质量的退化,旱灾、洪涝等灾害性气候频发,使正常的农业生态难以维系。针对这一问题,我们必须找出水土保蓄工作中的“拦路虎”并将攻克问题的其的关键要素找出来。植被是乔灌草本植物的统称,其具有地表防风,地下盘结固沙的双重作用,其分布的结构不同,功效也就不同。作为一项平衡人与自然的治理工程,种植植被在治理水土流失和防止土壤侵蚀等方面均具有不可比拟的优势。

据悉,天然植被在水土保持功能的发挥方面整体表现为林>灌>草,而此3者的自由组合恰好诠释了植被的4种垂直结构。韦红波等[1]在其报道中指出,植被外在的水土保持功能是其内部各个垂直层次截留降雨、拦蓄径流从而削减降雨侵蚀动能和径流冲刷作用的综合体现。

1 不同植被垂直结构所发挥水土保蓄功效的差异

“乔―灌”结构。“乔―灌”结构即为乔木层和灌木层的垂直组合,这一结构通过乔木对降雨功能的削弱以及灌木对风速的减缓来降低风雨对土壤的侵蚀。乔木层通过截留作用减少地表土壤或流域的水分入收量,而灌木层避免了单一乔木层距离地面过高而导致增大降雨侵蚀的动能,同时2者在高度上的参差错落,能够充分有效利用自然资源,使其最大程度地发挥水土保蓄作用。

“乔―草”结构。“乔―草”结构亦可在空间上起到吸收降雨、保蓄水土的作用。高大乔木层与低矮草本层在空间上的组合有如下优势:首先,乔木层在高处截留降水可减缓其冲刷动能,另外,草木层在低处可延长雨水在地表的残存时间,更为有效的保蓄降水。

“灌―草”结构。作为水土流失的“源动力”,雨滴击溅和径流冲刷是水土保蓄的最大障碍。而“灌-草”结构的垂直组合可缓冲降雨的击溅动能;也可减少地表的径流动能,其具体功效的发挥取决于枝叶量的多少。降雨经灌木截留后,阻止了雨滴击溅表土,避免了土壤颗粒被击碎;落到地面、经削弱的降雨亦可减少地表径流量和土壤侵蚀量。同时,地表的草坪也有吸持水分和保护表土的作用。可见,“灌―草”结构的林冠层和地表枯落物层构筑了水土保持的两道防线。

单层结构。相对于多层结构,这一结构植被种类单一,尽管能发挥一定的蓄水和保土作用,但效能微弱,在生态上不宜提倡。

2 植物发挥水土保蓄功能的优势

凡有植被生长的地方,其地表的枯落物层则具有吸持水分和阻延地表径流的作用。创建植被合理的空间分布可极大地促进雨水下渗,而不会形成“水冲土跑”而流失的局面;有植被的地表层,有机质丰富,土壤颗粒结构好,总孔隙度高,可使土壤含水量达到适宜值,有利于水分下渗。

枯枝落叶层。从保蓄水分角度出发,枯枝落叶层可以截留水分,增加土壤入渗率,减少地表径流量,抑制土壤水分蒸发[2]。此外,土壤表面覆盖的枯枝落叶亦可阻碍土壤表面蒸发的水分和大气中水分的自由交换。

盘根错节层。从固沙方面而言,盘根错节层可以改善土壤性状及结构,增强土壤孔隙度。植物根系对土壤的固结使其更加抗侵蚀、抗冲击。随着根系密度增加,依据根系物理固结效应,土壤的抗冲性显著增加。就土壤表层而言,林地和草地的抗蚀性大于耕地。

树冠。从防风方面来说,水土流失不仅有土地侵蚀和水分流失2个方面,还包括风蚀。不同的植被覆盖层,防风的效果也就不同。拥有较多树冠的林地防风效果最好,可到9532t/km2,其次为灌木林(9494t/km2),中、低覆盖度草地分别为8025t/km2和5182 t/km2。

此外,为了治理水土流失,植物带也具有较好的应用效果,其可分为植物防冲带和防冲梗带,分别适用于缓坡地和坡耕地,多见于3°~5°的坡耕地上。在等高耕作时,坡面由上而下每隔一定距离沿等高线修筑土埂并建立植物带,植物带的配置以多灌木和牧草为主,地梗植物带的建设应尽可能少占耕地,物种可选择胡枝子和苜蓿等经济植物。通过植物带的建立,可以更为有效地保蓄水土,控制水土流失,还可以提高土壤肥力、降低密度,提高土壤孔隙度,使农作物根系生长良好,从土壤本质就微地形2方面减少风蚀、水蚀,增加固土作用,减缓水土流失,充分发挥植被的水土保蓄作用。

参考文献

[1] 韦红波,李锐,杨勤科.我国植被水土保持功能研究进展[J].植物生态学报,2002,26(4):489-496.

[2] 吴钦孝,赵鸿雁,刘向东等.森林枯枝落叶层涵养水源保持水土的作用评价[J].土壤侵蚀与水土保持学报,1998,4(2):23-28.

作者简介:李明新(1970-),男,主要从事水利工程施工管理及建议相关的工作。