植物蓄水保土成效探究

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本文作者：淦瑜、赵兵 单位：深圳市水务规划设计院

随着现代工业化进程的不断加快，植被破坏，水土流失，土壤沙化现象日益突出，耕地面积大量减少，沙尘暴等恶劣天气越来越频繁。面对着日益发生变化的大自然，植树造林，改造环境已经成为人们的共识，成为人类应对环境恶化的最根本、最彻底的手段。在这种情况下，加强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现实意义。在研究中，我们发现，无论是高大的乔木，低矮的灌木，还是覆盖于地表的草本植物，对于蓄水保土都可以起到一定的作用。为了能够清晰地说明问题，本文拟将近期针对人工杨树林、臭椿、侧柏在水土保持中的蓄水保土效果报告如下：

1研究区的整体概况

研究区唯一××县××镇（乡）××XX地段，地理位置北纬××°××′××″～××°××′××″，东经××°××′××″～××°××′××″，海拔高度××～××m。研究区的气候为大陆性季风气候，年均气温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%，全年无霜期为187天。其土质类型为壤质砂土。研究区内的主要植被有各种乔木、灌木以及草本植物，乔木以杨树、臭椿树、侧柏树为主。

2研究材料和方法

2.1研究材料

在研究过程中，为了能够得到更为准确的结果，研究材料采用杨树无性系L323纯林，海拔高度××m，地形为长方形，坡度为21°，坡面方向为东南方向，坡位无任何岩石，土壤均为壤质砂土土壤，沙质土壤层厚度12～33cm。2008年春季进行造林，穴状整地方式，其整地规格为200cm×200cm×200cm，苗木为多年生乔木。纯杨树林树高5.6m，胸径4.5m，树冠幅度4.1m2，行距200cm×200cm，密度2000株/hm2，纯林覆盖率87%；纯臭椿树高5.1m，胸径4.2m，树冠幅度3.8m2，行距200cm×200cm，密度2200株/hm2，纯林覆盖率80%纯侧柏林树高3.4m，胸径3.5m，树冠幅度3.1m2，行距200cm×200cm，密度2400株/hm2，纯林覆盖率73%。

2.2试验方法

2.2.1对土壤的渗入过程进行测定

重点使用单环定量逐次加水的方法对土壤的渗入速率进行实际测定，纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林各进行9次重复。

2.2.2对土质状况和蓄水性状进行测定

分别针对纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林生长的地块采集土壤样品，从表面至33cm土层分别进行均匀采集，共进行9次重复。土壤样品采集完成后，利用烘干法对所采土壤样品中的含水量进行测定；使用环刀浸水的方法对土壤假比重（土壤容重）、土壤毛管总孔隙度和土壤非毛管总孔隙度、土壤孔隙度，然后计算出土壤现有贮水量、土壤毛管持水量、土壤饱和贮水量、土壤饱和含水量等各项蓄水指标。

2.2.3对土壤侵蚀模数进行测定

分别在纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林内选择标准地（100m2）内平均设置500个标尺，每年定时对土壤侵蚀深度进行测量并记录，然后分别计算出纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林不同的土壤侵润模数。

3试验结果与分析

3.1纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林土质状况分析

纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林的土质状况能够充分反映每种林地的蓄水保土效果，直接对土壤的渗透能力、保水状况产生影响，两种林地的土质状况直接影响着林地水源的涵养，地表径流以及蓄水保土等重要功能。纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林构成了一个微型的生态系统，在这个微型生态系统的作用下，纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林的土质的各种物理指标均向着优良的方向发展。通过上表数据可以看出纯杨树林和纯侧柏林的土质指标各不相同，纯杨树林土壤假比重>纯臭椿林土壤假比重>纯侧柏林土壤假比重，这说明纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林对土壤假比重的改良效果不相同；表1数据同时表明纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林对土壤孔隙度的改良效果也不相同。

3.2纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林蓄水性能比较

3.2.1纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林蓄水性能统计分析

不同的土质状况决定了土壤蓄水性能的不同，总孔隙度不同土壤的贮水量不同，土壤当中的毛管空隙是土壤水分流动的主要通道，也是杨树和侧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动性能差，渗透到地下的雨水主要贮存在非毛管孔隙中，并且在重力的作用下向下渗透并成为地下水，非毛管孔隙越多，土壤的蓄水性能越好。在试验过程中，对纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林的蓄水性能指标进行了统计，其指标如表2所示。通过表2数据可以看出，纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林的蓄水性能指标并不相同，纯侧柏林的蓄水水性能指标比纯臭椿林的蓄水性能指标要大，纯臭椿林的蓄水性能指标比纯杨树林的蓄水性能指标要大。这说明纯杨树林改良土壤蓄水能力不如纯臭椿林林，纯臭椿林改良土壤蓄水能力不如纯侧柏林。

3.2.2纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林土壤渗透性统计分析

土壤不同的物理性状、机械组成和地表植物种类和生长状况决定了土壤的渗透性能。在试验过程中，对纯杨树林和纯侧柏林的土壤渗透性性能指标进行了统计，其指标如表3所示。通过对表3的分析，纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林由于其土壤假比重和非毛管孔隙度不同，所受到的影响也各不相同，其水分渗透深度和渗透速度也各不相同。这说明纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林的土壤渗透性也各不相同，其中纯杨树林的土壤渗透性大于纯臭椿林，纯臭椿林的土壤渗透性大于纯侧柏林。

4结论

通过试验研究分析发现，纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林在土壤改良过程中，对于其物理性状的影响也各不相同，并且三者土质状况存在着比较明显的差异，由此可以看出，纯杨树林对土质的改良作用比纯臭椿林的改良作用强，纯臭椿对土质的改良作用比纯侧柏林对土质的改良作用强。纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林对于土壤蓄水性能的改良作用也不相同，并且三者蓄水性指标也存在着相当明显的不同，其中纯杨树林土壤含水量、土壤饱和蓄水量、毛管最大蓄水量、现有土壤蓄水量、现有土壤饱和蓄水量比纯臭椿林大，纯臭椿的土壤含水量、土壤饱和蓄水量、毛管最大蓄水量、现有土壤蓄水量、土壤饱和蓄水量比纯侧柏林要大。纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林对于土壤渗透性能的改良作用也不相同，并且纯杨树林、纯臭椿林和纯侧柏林水分渗透速度、深度、渗透系数存在着比较明显的差异。

5讨论

通过研究不难发现，不同的乔木对于植物蓄水保土的能力各不相同。其主要原因是因为，在植物生长发育的过程中，由于不同的植物与其所组成的植物群落根系生长的速度以及生长状况不同，其对于土壤的松土作用也各不相同，再加上土壤当中各种生物酶和细菌、真菌等微生物以及淋溶作用，这样就可以导致不同植物生长的地层发生变化，形成多层不同的剖面层次。与此同时，土壤结构也会由块状逐渐向着粒状或者团粒状转化，土壤假比重也逐渐下降，土壤的总孔隙度、毛管或者非毛管孔隙度也都会逐渐增大，在上述条件发生变化的情况下，土壤中开始出现大量的水稳性团粒，大量的微生物会将这个生态系统中的生物残骸、植物叶片等有机物分解，从而有效增大土壤的营养成分的含量，增大土壤的活性。

6小结

随着现代化手段的不断增加，自然界被破坏的速度逐渐增大，水土流失，土壤沙化等现象屡见不鲜，人类生存的空间面临着巨大的威胁。在这种情况下，大力加强植树造林，退耕还草，退耕还林等生态手段，不断改善生态环境，为人类的生存创造更好的条件。