淺談森林生態(tài)系統(tǒng)的水土保持功能

（龍江縣錯(cuò)海林場(chǎng) 齊齊哈爾龍江 161142）

摘要：本文簡(jiǎn)要論述了森林生態(tài)系統(tǒng)的固持土壤和改良土壤兩大主要功能及其表現(xiàn)形式，供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：森林生態(tài)系統(tǒng)；水土保持；改良土壤；功能

森林和林地有著豐富的多樣性，是世界上最豐富的生物基因庫(kù)。森林生態(tài)系統(tǒng)比其他生態(tài)系統(tǒng)具有更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力遠(yuǎn)比草原要強(qiáng)，森林總的利用率和生物生產(chǎn)力也是天然系統(tǒng)中最高的。森林植被具有固土、保土、改善土壤結(jié)構(gòu)、防止土壤水蝕及風(fēng)蝕等多種功能。森林植被破壞會(huì)引起土壤流失，土資源減少，影響人類(lèi)生產(chǎn)生活等一系列問(wèn)題。因此，森林環(huán)境問(wèn)題，對(duì)土資源有重大的影響。同時(shí)，土資源也是森林生存發(fā)展的基礎(chǔ)。

地球表面陸地只占29.2%，其余均被水覆蓋。但是，生活在地球上的絕大多數(shù)高等生物棲居在陸地上，特別是人類(lèi)全部都居住在陸地上。因此，陸地是生物圈的最重要的組成部分。人類(lèi)依賴(lài)陸地生態(tài)系統(tǒng)從事農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)以及其他多種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，以滿足食品和其他方面的需要。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤又是最基本、最重要的條件，是決定生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造及其類(lèi)型的主要因素之一。適于植物生長(zhǎng)的土壤是巖石經(jīng)過(guò)千萬(wàn)年風(fēng)化侵蝕和生物作用的復(fù)雜變化演化而成的。在人類(lèi)過(guò)分榨取和不適當(dāng)?shù)睦孟?，土壤可以在幾十年，甚至幾年之?nèi)退化或破壞。土壤一旦發(fā)生退化或破壞，通常是難以恢復(fù)原狀的。土壤的破壞是對(duì)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的最大沖擊。

森林的保土保肥效的效能表現(xiàn)為：減少土壤侵蝕、保持土壤肥力、防沙治沙、防災(zāi)減災(zāi)（如山崩、滑坡、泥石流）等。

⒈固持土壤的作用

森林的樹(shù)冠、深厚的枯枝落葉層不但截留天然降水，還可有效地減輕雨滴對(duì)土壤的直接沖擊。林地下強(qiáng)壯且成網(wǎng)絡(luò)的根系與土壤牢固地盤(pán)結(jié)在一起，從而起到有效的固土作用。各種植物的根系都有固持土壤的作用，以林木樹(shù)種為好。喬灌木樹(shù)種依靠其深長(zhǎng)的垂直根系和擴(kuò)展較廣的側(cè)根系，能以相當(dāng)大的深度和幅度固持土體，加之樹(shù)木之間根系相互交錯(cuò)，構(gòu)成地下“鋼筋”，固土作用就更大。如一株平茬后三年生沙棘，其根系向水平方向延伸最長(zhǎng)可達(dá)6.3m，新生根蘗苗95株，固土面積4.8m2。據(jù)張嘉賓的測(cè)定分析，即使是微小的細(xì)根，也有很強(qiáng)的固持土壤能力，平均直徑只有0.8mm粗的細(xì)根，具有固持1.31kg土壤的能力。

2.改良土壤的作用

森林通過(guò)改善土壤的形成條件和本身的生理活動(dòng)，對(duì)土壤物質(zhì)的某些更新產(chǎn)生影響。森林是龐大的生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)的“工廠”。林木通過(guò)其強(qiáng)大的根系向深層土壤吸收無(wú)機(jī)鹽分，再通過(guò)龐大的樹(shù)冠進(jìn)行光合作用，制造有機(jī)物質(zhì)，這樣就提供了林地土壤肥力改善條件。林木中每年有70%的有機(jī)物質(zhì)以枯枝落葉的形式歸還到土壤里。林地中的根系，一方面從土壤中吸收養(yǎng)分建造自身，另一方面又向土壤內(nèi)分泌碳酸和其他有機(jī)化合物，增加了土壤中無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物的分解和溶解，為土壤的微生物活動(dòng)創(chuàng)造了良好的條件，經(jīng)過(guò)微生物的分解，使土壤腐殖質(zhì)含量增加。

大尺度估算：水土保持功能在大尺度上可以通過(guò)計(jì)算森林生態(tài)系統(tǒng)每年減少土壤侵蝕的總量來(lái)評(píng)價(jià)。結(jié)合土壤侵蝕遙感調(diào)查圖與不同氣候帶具有代表性的主要森林類(lèi)型侵蝕模數(shù)從大、小兩個(gè)尺度上確定區(qū)域森林土壤的現(xiàn)實(shí)侵蝕模數(shù)；潛在土壤侵蝕模數(shù)按全國(guó)土壤侵蝕分類(lèi)級(jí)別的“強(qiáng)度級(jí)”對(duì)應(yīng)水、風(fēng)蝕模數(shù)上限8000t/（km2.a）進(jìn)行估算。利用上述方法可以計(jì)算出某一森林生態(tài)系統(tǒng)的潛在土壤侵蝕量、森林覆蓋區(qū)的土壤侵蝕量及森林每年減少的土壤侵蝕量。

森林生態(tài)系統(tǒng)每年減少土壤侵蝕的損失估算可以從土壤侵蝕的后果來(lái)考慮，包括可耕面積減少；土壤肥力 （營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）的損失；泥沙對(duì)江河湖泊的淤積等帶來(lái)的損失。通常重點(diǎn)考慮以下三個(gè)方面：

（1）森林生態(tài)系統(tǒng)每年減少土地?fù)p失面積及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。根據(jù)土壤侵蝕量、土壤容重和土壤耕作層的平均厚度來(lái)推算土地面積減少量。通過(guò)所取得植被分區(qū)的土壤容重和土壤厚度數(shù)據(jù)，再結(jié)合上述計(jì)算所求得的森林各氣候帶每年減少的土壤侵蝕量，從而估算出森林每年減少的土地面積。采用機(jī)會(huì)成本來(lái)估算森林每年減少的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）單位森林每年減少土壤損失的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。土壤侵蝕帶走了大量的土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，主要是土壤的有機(jī)質(zhì)、N、P和K。通常只考慮土壤中全N、全P和全K的含量。根據(jù)以往對(duì)我國(guó)主要森林生態(tài)系統(tǒng)土壤中全N、全P和全K的含量的研究和我國(guó)森林每年減少的土壤侵蝕量進(jìn)行估算。

（3）減少泥沙對(duì)江河湖泊淤積的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值。按照我國(guó)主要流域的泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律，一般土壤侵蝕的流沙有24%淤積于水庫(kù)、江河、湖泊，這部分泥沙直接造成了水庫(kù)、江河、湖泊蓄水量的下降，在一定程度上增加了干旱、洪澇災(zāi)害的發(fā)生。根據(jù)我國(guó)l m3庫(kù)容的水庫(kù)工程費(fèi)用為0.67元人民幣來(lái)估算某地森林每年減少泥淤積的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

綜合以上三項(xiàng)計(jì)算結(jié)果，從而估算出中國(guó)以森林為主的森林生態(tài)系統(tǒng)每年減少土壤侵蝕的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介：王志勇（1976-），男，黑龍江龍江人，大學(xué)，工程師，主要從事林業(yè)生產(chǎn)與管理工作。