植物蓄水保土成效探究

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本文作者：淦瑜、趙兵 單位：深圳市水務規(guī)劃設計院

隨著現(xiàn)代工業(yè)化進程的不斷加快，植被破壞，水土流失，土壤沙化現(xiàn)象日益突出，耕地面積大量減少，沙塵暴等惡劣天氣越來越頻繁。面對著日益發(fā)生變化的大自然，植樹造林，改造環(huán)境已經(jīng)成為人們的共識，成為人類應對環(huán)境惡化的最根本、最徹底的手段。在這種情況下，加強植物在水土保持中植物蓄水保土的效果研究，就具有了非常重要的現(xiàn)實意義。在研究中，我們發(fā)現(xiàn)，無論是高大的喬木，低矮的灌木，還是覆蓋于地表的草本植物，對于蓄水保土都可以起到一定的作用。為了能夠清晰地說明問題，本文擬將近期針對人工楊樹林、臭椿、側柏在水土保持中的蓄水保土效果報告如下：

1研究區(qū)的整體概況

研究區(qū)唯一××縣××鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）××XX地段，地理位置北緯××°××′××″～××°××′××″，東經(jīng)××°××′××″～××°××′××″，海拔高度××～××m。研究區(qū)的氣候為大陸性季風氣候，年均氣溫13.15℃，年均降水量800mm，其降水量主要存在于汛期（500mm），占全部降水量的62.5%，全年無霜期為187天。其土質類型為壤質砂土。研究區(qū)內的主要植被有各種喬木、灌木以及草本植物，喬木以楊樹、臭椿樹、側柏樹為主。

2研究材料和方法

2.1研究材料

在研究過程中，為了能夠得到更為準確的結果，研究材料采用楊樹無性系L323純林，海拔高度××m，地形為長方形，坡度為21°，坡面方向為東南方向，坡位無任何巖石，土壤均為壤質砂土土壤，沙質土壤層厚度12～33cm。2008年春季進行造林，穴狀整地方式，其整地規(guī)格為200cm×200cm×200cm，苗木為多年生喬木。純楊樹林樹高5.6m，胸徑4.5m，樹冠幅度4.1m2，行距200cm×200cm，密度2000株/hm2，純林覆蓋率87%；純臭椿樹高5.1m，胸徑4.2m，樹冠幅度3.8m2，行距200cm×200cm，密度2200株/hm2，純林覆蓋率80%純側柏林樹高3.4m，胸徑3.5m，樹冠幅度3.1m2，行距200cm×200cm，密度2400株/hm2，純林覆蓋率73%。

2.2試驗方法

2.2.1對土壤的滲入過程進行測定

重點使用單環(huán)定量逐次加水的方法對土壤的滲入速率進行實際測定，純楊樹林、純臭椿林和純側柏林各進行9次重復。

2.2.2對土質狀況和蓄水性狀進行測定

分別針對純楊樹林、純臭椿林和純側柏林生長的地塊采集土壤樣品，從表面至33cm土層分別進行均勻采集，共進行9次重復。土壤樣品采集完成后，利用烘干法對所采土壤樣品中的含水量進行測定；使用環(huán)刀浸水的方法對土壤假比重（土壤容重）、土壤毛管總孔隙度和土壤非毛管總孔隙度、土壤孔隙度，然后計算出土壤現(xiàn)有貯水量、土壤毛管持水量、土壤飽和貯水量、土壤飽和含水量等各項蓄水指標。

2.2.3對土壤侵蝕模數(shù)進行測定

分別在純楊樹林、純臭椿林和純側柏林內選擇標準地（100m2）內平均設置500個標尺，每年定時對土壤侵蝕深度進行測量并記錄，然后分別計算出純楊樹林、純臭椿林和純側柏林不同的土壤侵潤模數(shù)。

3試驗結果與分析

3.1純楊樹林、純臭椿林和純側柏林土質狀況分析

純楊樹林、純臭椿林和純側柏林的土質狀況能夠充分反映每種林地的蓄水保土效果，直接對土壤的滲透能力、保水狀況產(chǎn)生影響，兩種林地的土質狀況直接影響著林地水源的涵養(yǎng)，地表徑流以及蓄水保土等重要功能。純楊樹林、純臭椿林和純側柏林構成了一個微型的生態(tài)系統(tǒng)，在這個微型生態(tài)系統(tǒng)的作用下，純楊樹林、純臭椿林和純側柏林的土質的各種物理指標均向著優(yōu)良的方向發(fā)展。通過上表數(shù)據(jù)可以看出純楊樹林和純側柏林的土質指標各不相同，純楊樹林土壤假比重>純臭椿林土壤假比重>純側柏林土壤假比重，這說明純楊樹林、純臭椿林和純側柏林對土壤假比重的改良效果不相同；表1數(shù)據(jù)同時表明純楊樹林、純臭椿林和純側柏林對土壤孔隙度的改良效果也不相同。

3.2純楊樹林、純臭椿林和純側柏林蓄水性能比較

3.2.1純楊樹林、純臭椿林和純側柏林蓄水性能統(tǒng)計分析

不同的土質狀況決定了土壤蓄水性能的不同，總孔隙度不同土壤的貯水量不同，土壤當中的毛管空隙是土壤水分流動的主要通道，也是楊樹和側柏吸水水分的主要通道，毛管空隙越多，土壤的蓄水性能越差；非毛管孔隙中的水分流動性能差，滲透到地下的雨水主要貯存在非毛管孔隙中，并且在重力的作用下向下滲透并成為地下水，非毛管孔隙越多，土壤的蓄水性能越好。在試驗過程中，對純楊樹林、純臭椿林和純側柏林的蓄水性能指標進行了統(tǒng)計，其指標如表2所示。通過表2數(shù)據(jù)可以看出，純楊樹林、純臭椿林和純側柏林的蓄水性能指標并不相同，純側柏林的蓄水水性能指標比純臭椿林的蓄水性能指標要大，純臭椿林的蓄水性能指標比純楊樹林的蓄水性能指標要大。這說明純楊樹林改良土壤蓄水能力不如純臭椿林林，純臭椿林改良土壤蓄水能力不如純側柏林。

3.2.2純楊樹林、純臭椿林和純側柏林土壤滲透性統(tǒng)計分析

土壤不同的物理性狀、機械組成和地表植物種類和生長狀況決定了土壤的滲透性能。在試驗過程中，對純楊樹林和純側柏林的土壤滲透性性能指標進行了統(tǒng)計，其指標如表3所示。通過對表3的分析，純楊樹林、純臭椿林和純側柏林由于其土壤假比重和非毛管孔隙度不同，所受到的影響也各不相同，其水分滲透深度和滲透速度也各不相同。這說明純楊樹林、純臭椿林和純側柏林的土壤滲透性也各不相同，其中純楊樹林的土壤滲透性大于純臭椿林，純臭椿林的土壤滲透性大于純側柏林。

4結論

通過試驗研究分析發(fā)現(xiàn)，純楊樹林、純臭椿林和純側柏林在土壤改良過程中，對于其物理性狀的影響也各不相同，并且三者土質狀況存在著比較明顯的差異，由此可以看出，純楊樹林對土質的改良作用比純臭椿林的改良作用強，純臭椿對土質的改良作用比純側柏林對土質的改良作用強。純楊樹林、純臭椿林和純側柏林對于土壤蓄水性能的改良作用也不相同，并且三者蓄水性指標也存在著相當明顯的不同，其中純楊樹林土壤含水量、土壤飽和蓄水量、毛管最大蓄水量、現(xiàn)有土壤蓄水量、現(xiàn)有土壤飽和蓄水量比純臭椿林大，純臭椿的土壤含水量、土壤飽和蓄水量、毛管最大蓄水量、現(xiàn)有土壤蓄水量、土壤飽和蓄水量比純側柏林要大。純楊樹林、純臭椿林和純側柏林對于土壤滲透性能的改良作用也不相同，并且純楊樹林、純臭椿林和純側柏林水分滲透速度、深度、滲透系數(shù)存在著比較明顯的差異。

5討論

通過研究不難發(fā)現(xiàn)，不同的喬木對于植物蓄水保土的能力各不相同。其主要原因是因為，在植物生長發(fā)育的過程中，由于不同的植物與其所組成的植物群落根系生長的速度以及生長狀況不同，其對于土壤的松土作用也各不相同，再加上土壤當中各種生物酶和細菌、真菌等微生物以及淋溶作用，這樣就可以導致不同植物生長的地層發(fā)生變化，形成多層不同的剖面層次。與此同時，土壤結構也會由塊狀逐漸向著粒狀或者團粒狀轉化，土壤假比重也逐漸下降，土壤的總孔隙度、毛管或者非毛管孔隙度也都會逐漸增大，在上述條件發(fā)生變化的情況下，土壤中開始出現(xiàn)大量的水穩(wěn)性團粒，大量的微生物會將這個生態(tài)系統(tǒng)中的生物殘骸、植物葉片等有機物分解，從而有效增大土壤的營養(yǎng)成分的含量，增大土壤的活性。

6小結

隨著現(xiàn)代化手段的不斷增加，自然界被破壞的速度逐漸增大，水土流失，土壤沙化等現(xiàn)象屢見不鮮，人類生存的空間面臨著巨大的威脅。在這種情況下，大力加強植樹造林，退耕還草，退耕還林等生態(tài)手段，不斷改善生態(tài)環(huán)境，為人類的生存創(chuàng)造更好的條件。