一種陡坡地雨水高效貯存育林的新方法

張孟仁，郜旭芳

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一種陡坡地雨水高效貯存育林的新方法

張孟仁，郜旭芳

（河南林業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471002）

為了使陡坡山地上樹(shù)木能獲得高成活率、高生長(zhǎng)量的水環(huán)境，提出一種植樹(shù)新方法，即“引流入滲沉淀種植坑”。其核心是引流入滲孔和沉淀種植坑結(jié)合入滲，啟用“土壤水庫(kù)”貯存天熱降水，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的聚集入滲、高效貯存和延時(shí)利用，以增強(qiáng)樹(shù)木的抗旱能力。

陡坡；造林；水土流失；引流入滲沉淀種植坑

1 困難造林地造林現(xiàn)狀

良好的生態(tài)環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件，是不可替代的基礎(chǔ)資源。正如習(xí)近平總書(shū)記所說(shuō)：“良好的生態(tài)環(huán)境是最公平的公共產(chǎn)品，是最普惠的民生福祉”[1]。但是，水土流失極大地破壞了生態(tài)環(huán)境。“山上多種樹(shù)，等于修水庫(kù)”， 營(yíng)造水源涵養(yǎng)林是治理水土流失最有效的生物工程措施。在我國(guó)的松遼、海河、淮河、黃河流域干流或支流發(fā)源地的土石山區(qū)，多數(shù)地區(qū)水土流失嚴(yán)重，同時(shí)也是造林綠化中難啃的“硬骨頭”。這些地區(qū)石多土少，石厚土薄、土質(zhì)松散、夾雜石礫，氣候干旱少雨，蒸發(fā)量大，屬典型的“困難造林地”。 多少年來(lái)，水是抗旱造林的瓶頸，常常是“三天沒(méi)雨苗枯黃，下場(chǎng)急雨地沖光”。年年造林不見(jiàn)林，荒山綠化舉步維艱。

2 目前解決問(wèn)題的思路及缺陷

2.1 問(wèn)題

在陡坡土地上，由于每次天然降水的強(qiáng)度、數(shù)量不定，加之土壤入滲率不等，每次降水會(huì)在陡坡土地的地表形成自然徑流聚集，造成水土流失。為了減少這種水土流失，人們?cè)诙钙碌厣显炝?。然而因每次降水在陡坡地上能自然存留的水量有限，栽植的?shù)木，往往會(huì)因缺水導(dǎo)致成活率很低。能栽植成活的樹(shù)木，也會(huì)因土壤缺少適時(shí)的水量補(bǔ)充而生長(zhǎng)緩慢，生態(tài)效益很難發(fā)揮。即使直播造林，也往往因缺水導(dǎo)致出苗率很低。一些成功出苗的幼樹(shù)，也會(huì)因缺水補(bǔ)充生長(zhǎng)緩慢甚至死亡。

2.2 思路

要提高困難造林地造林的成活率，比較成熟的思路有兩個(gè)方向，一是選育抗旱樹(shù)種，二是修山坡防護(hù)工程以集流保墑、有效利用降水。

魚(yú)鱗坑整地、挖水平溝[2]就是后者思路的一個(gè)成功實(shí)踐措施，通過(guò)改變小地形的方法防止山坡地水土流失，將雨水及雪水就地?cái)r蓄，使其滲入山地，防止或減少形成坡面徑流，增加林木可利用的土壤水分。

2.3 缺陷

實(shí)踐中，以上措施僅適用于緩坡地帶。在25度以上的陡坡地魚(yú)鱗坑整地幾乎不可能實(shí)施，且儲(chǔ)水量較少，易被沖毀。水平溝容積比魚(yú)鱗坑大，故蓄水量也大，但需沿等高線修筑，工程量比較大，在陡坡山地實(shí)施困難重重。

2.4 原因

魚(yú)鱗坑等現(xiàn)有技術(shù)方案僅是在陡坡土地的“地表一個(gè)面”上，對(duì)土壤入滲率等進(jìn)行改變治理，并且所做的魚(yú)鱗坑極易被自然沖毀，形成更大的水土流失。陡坡山地的植樹(shù)造林和水土流失治理仍然是個(gè)難題。

3 陡坡地雨水高效貯存育林的新方法

3.1 目的

為了解決陡坡山地樹(shù)木根系能獲得生長(zhǎng)所需的水分，嘗試在陡坡造林地上對(duì)雨水實(shí)施高效貯存，延時(shí)利用。利用“非灌溉” 方法（引流入滲沉淀種植坑）提高植樹(shù)成活率和林木生長(zhǎng)量。

3.2 創(chuàng)新

在坡度陡峭的山地，特別是在25~60度的陡坡造林時(shí)，開(kāi)挖引流入滲沉淀種植坑，通過(guò)靜態(tài)的工程設(shè)施，在“地表和地下兩個(gè)面”上，對(duì)土壤入滲率等進(jìn)行改變治理，并且所做的工程設(shè)施的容積，大于降水的最大變幅、變量的體積，所以不易被自然沖毀，使植樹(shù)造林和水土流失治理難題得到解決。

3.3 原理

利用雨水的自然規(guī)律，改變各次、各類降水量在地表和地下各地層間的自然存留規(guī)律，從改變存留規(guī)律上減少各次、各類降水的流失量，增大各次、各類降水在陡坡林木根系直接需水地層間的存留量、延長(zhǎng)存留時(shí)段，把各次強(qiáng)降水量就地“攔堵”貯存，使陡坡土地減少水土流失，又為林木提供了實(shí)現(xiàn)高生長(zhǎng)量所需的水環(huán)境（圖1）。一是將強(qiáng)降水量就近攔堵轉(zhuǎn)變成有效降水被樹(shù)木利用：為陡坡山地樹(shù)木抗干旱貯存了水源、水量；二是靠雨水非灌溉能治理陡坡山地樹(shù)木遇到干旱時(shí)的生長(zhǎng)速率低的難題；三是能干旱、水土流失同治。

4 引流入滲沉淀種植坑構(gòu)造詳解

引流入滲沉淀種植坑（如圖1），包括沉淀種植坑③、引流入滲孔④。所述的沉淀種植坑③是在陡坡②為25~60度的山地表面開(kāi)挖形成，沉淀種植坑③的外側(cè)用于種植樹(shù)木①、內(nèi)側(cè)往山體內(nèi)打一引流入滲孔④。

圖1 引流入滲沉淀種植坑

在陡坡為25~60度的山地表面植樹(shù)部位（根據(jù)造林作業(yè)設(shè)計(jì)的株行距確定），最好沿自然沖刷溝槽布點(diǎn)開(kāi)挖沉淀種植坑，長(zhǎng)50~100 cm，寬30~60 cm，深30~40 cm。利于聚集雨水。

在攔堵水池內(nèi)沿往坡下打一斜孔—引流入滲孔。方向和山體坡面垂直。孔徑10~20 cm，深20~40 cm。作用是把雨水引向山體內(nèi)部，加大入滲量。

在攔堵水池外側(cè)植樹(shù)。攔堵水池裸露部分全覆蓋地膜防蒸發(fā)。由此增大雨水的入滲量，減少蒸發(fā)和徑流的流失量，既避免水土流失又為樹(shù)木貯存了水源，實(shí)現(xiàn)“天水”利用的最大化。

5 初步試驗(yàn)

2013年在豫西山區(qū)新安縣的荒山綠化工程中進(jìn)行了初步試驗(yàn)。試驗(yàn)地塊位于新安縣城關(guān)鎮(zhèn)南大山，海拔高度370~390 m 。坡向?yàn)殛?yáng)坡。土壤條件較差。1號(hào)樣地坡度為25 度，2號(hào)樣地坡度為50度。造林樹(shù)種為側(cè)柏，高 1 m。設(shè)計(jì)株行距為2 m×2 m。年底調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1

表1 調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果

結(jié)論：在其他管理?xiàng)l件完全一樣的情況下，在1、2號(hào)樣地中，按照慣例挖一般樹(shù)坑，成活率分別為66%和50%；挖引流入滲沉淀種植坑，雖然投入的人工稍大一些，但成活率明顯提高，分別達(dá)到了98%和89%，提高了32%和39%，多付出的那一點(diǎn)人工幾乎可以忽略不計(jì)，綜合效益還是非?？捎^的。

2014年跟蹤觀測(cè)顯示，由于當(dāng)?shù)卮杭居晁币?jiàn)的偏多，保存率普遍較高，挖引流入滲沉淀坑造林的保存率更是達(dá)到了百分之百。苗木生長(zhǎng)量方面差別暫不明顯，這是由于造林時(shí)間短，立地條件差所致，有待繼續(xù)觀察。

[1]中共中央宣傳部. 習(xí)近平總書(shū)記系列重要講話讀本[M].北京：人民出版社，2014.

[2] 史左憲. 林業(yè)技術(shù)手冊(cè)[M]. 鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1988.

（責(zé)任編輯：王團(tuán)榮）

A New Method of Rainwater Efficient Storage for the Cultivation in Steep Slope

ZHANG Meng-ren GAO Xu-fang

（Henan Forestry Vocational College,Luoyang Henan 471002,China）

In order to get a higher survival ratio and greater volume of the trees on the stiff slopes, this thesis put forward a new method of watering and planting pits. Its core is to realize the ability of gathered rain watering and infiltrating efficiently and for later use so as to increase the resistance to drought ability by storing rain water.

stiff slopes; reforestation; soil erosion; watering and infiltrating planting pits

S 725.4

C

1003-2630（2016）01-0053-03

2016-03-18

張孟仁（1968–），男，河南洛寧縣人，本科，河南林業(yè)職業(yè)學(xué)院高級(jí)講師、工程師。研究領(lǐng)域：森林培育與林業(yè)生態(tài)建設(shè)。