植被蓋度對(duì)水土保持功效影響的研究

朱琳琳 焦陽

摘 要： 文中以植被蓋度對(duì)水土保持功效影響的探究為重點(diǎn)進(jìn)行闡述，主要分析了影響植被對(duì)水土保持的關(guān)鍵性限制條件。圍繞植被蓋度對(duì)降雨能量的影響，植被蓋度對(duì)降水截留的作用，植被蓋度與土壤入滲的關(guān)系，植被蓋度對(duì)初損雨量的影響，植被蓋度與泥沙量間關(guān)系等觀點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探討，目的在于根據(jù)影響因素，提出完善性的改進(jìn)措施，也為后續(xù)相關(guān)性研究提供一定的數(shù)據(jù)參考。

關(guān)鍵詞： 植被蓋度;水土保持功效;降雨量

【中圖分類號(hào)】S157 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.035

大家知道，造成水土流失嚴(yán)重的問題，極為重要的原因是植被破壞，一旦植被破壞，就會(huì)導(dǎo)致水土流失與生態(tài)環(huán)境惡化。長期以來，特別是近20a來，針對(duì)我國水土流失嚴(yán)重的問題，依照綜合國力狀況，植被恢復(fù)倍受重視，在水土保持上廣泛應(yīng)用，加快了水土流失治理步伐，迅速改善了生態(tài)環(huán)境，成效顯著。眾多志士仁人，對(duì)植被與水土保持的關(guān)系進(jìn)行了深入研究，取得了大量研究成果。本文就植被蓋度對(duì)水土保持的影響，收集了大量資料，現(xiàn)綜述如下。

1 植被蓋度對(duì)水土保持功效影響

1.1 植被蓋度對(duì)初損雨量的影響

結(jié)合我國局部地區(qū)的超滲產(chǎn)流情況來看，只有在降雨強(qiáng)度超過土壤人滲速率時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生地表徑流。隨著降雨歷時(shí)的延長，土壤人滲量增加，地表徑流則會(huì)減少。在通常情況下，并不是在降雨初期就會(huì)出現(xiàn)地表徑流現(xiàn)象，必須經(jīng)過一定的時(shí)間。研究人員習(xí)慣將降雨開始到地面出現(xiàn)徑流這段時(shí)間，稱為起流歷時(shí)，整個(gè)時(shí)間段中的降雨量被稱為初損降雨量。在人工降雨實(shí)驗(yàn)過程中，如果降雨強(qiáng)度是1.5mm/min，不同蓋度的草地初損雨量與初損時(shí)間均是不同的。研究表明，植被蓋度從20%增加到80%，初損雨量會(huì)增加之前的2倍左右。根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)可知，植被蓋度對(duì)起流歷時(shí)以及初損雨量影響極大。

1.2 植被蓋度對(duì)截留降水的影響

植被的冠層，能夠起到有效減弱降雨侵蝕勢能的作用，也能起到有效阻截降雨的作用，進(jìn)而對(duì)土壤實(shí)現(xiàn)保護(hù)，有效減少水土流失?？萍既藛T研究的我國大興安嶺林區(qū)的樹冠截留、枯枝落葉層與土壤水文之間的關(guān)系成果，充分說明水土流失量的變化與郁閉度以及對(duì)降雨的截留量之間存在顯著正相關(guān)。林冠大小、林分密度、風(fēng)速等因素，直接影響著林冠截留降水。

1.3 植被蓋度對(duì)降雨能量的影響

降雨能量是影響土壤侵蝕最重要的原因，降低降雨能量，能夠有效地降低土壤侵蝕程度。植被覆蓋能夠高效地降低降雨能量，降低土壤侵蝕的速率。結(jié)合相關(guān)研究內(nèi)容可知，植被對(duì)降雨能量的減弱作用主要體現(xiàn)在以下兩方面：一是林冠截留，二是林冠緩沖降雨勢能。研究表明，通過恢復(fù)植被，增大植被覆蓋率，就能有效增加大氣降雨量10%。

1.4 植被蓋度對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

根據(jù)對(duì)人工草地蓋度對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響研究可以發(fā)現(xiàn)，如果植被蓋度超過60%，控制水土流失的效果顯著而穩(wěn)定，但是不超過60%H寸，控制水土流失的效果就不太穩(wěn)定，容易出現(xiàn)波動(dòng)。因此，要想高效防治水土流失，地面植被的蓋度不應(yīng)小于60%。也有實(shí)驗(yàn)表明，地面植被蓋度70%H寸，控制水土流失效果顯著，建議將70%作為植被控制水土流失的臨界值。大量研究資料充分說明，植被蓋度越大對(duì)土壤侵蝕的抑制作用就越強(qiáng)，60%-70%植被蓋度可以作為植物措施控制水土流失的臨界值。

1.5 植被蓋度對(duì)土壤人滲的影響

在土壤的眾多特性中，土壤人滲特征對(duì)水土流失的影響是最為明顯的。在開展水土保持過程中，最重要的環(huán)節(jié)就是提高土壤的人滲性能。首先，應(yīng)正確優(yōu)化植被栽種土壤的理化性質(zhì)，保證土壤的容重減小，增大土體孑L隙率，從面提高土壤的入滲能力，增加土壤蓄水量。有關(guān)土壤滲透實(shí)驗(yàn)表明，土壤的有機(jī)質(zhì)含量增加，土壤的結(jié)構(gòu)性就趨好，滲透力增大，控制水土流失效果良好。據(jù)科技人員對(duì)林地枯枝落葉層的研究，結(jié)果顯示，隨著郁閉度的增加，枯枝落葉層增厚，控制水土流失效果非常明顯。

2 數(shù)據(jù)與分析方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究采用的西北地區(qū)遙感影像數(shù)據(jù)來自于地理空間數(shù)據(jù)云提供逐月Landsat4-5TM衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品數(shù)據(jù)，波段1～5和波段7的空間分辨率為30m，波段6（熱紅外波段）的空間分辨率為120m，輸出格式為GeoTIFF，采用UTM-WGS84南極洲極地投影并經(jīng)過系統(tǒng)輻射校正、地面控制點(diǎn)幾何校正，通過DEM進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)地形校正。為保證NDVI數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，選取的遙感影像的云量均小于10%，可用于研究植被覆蓋。通過ENVI軟件逐個(gè)分析榆中縣遙感影像，獲取榆中縣逐月NDVI平均值數(shù)據(jù)集。榆中縣2003-2012年歷年逐月20-20時(shí)降水量來自于榆中站（區(qū)站號(hào)52983）觀測得到的降水?dāng)?shù)據(jù)。

2.2 分析方法

SPSS數(shù)據(jù)分析：確定相關(guān)變量，以降水量為自變量，NDVI指數(shù)為因變量，通過相關(guān)性檢驗(yàn)和正態(tài)分布檢驗(yàn)得出兩者的相關(guān)性。

統(tǒng)計(jì)學(xué)三大相關(guān)性檢驗(yàn)：皮爾遜（Pearson）相關(guān)也稱積差相關(guān)或積矩相關(guān)，是英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家皮爾遜提出的一種計(jì)算直線相關(guān)的方法，它適用于兩個(gè)變量總體是正態(tài)分布或接近正態(tài)的單峰分布，兩個(gè)變量的觀測值是成對(duì)的且每對(duì)觀測值之間相互獨(dú)立。斯皮爾曼（Spearman）等級(jí)相關(guān)是根據(jù)等級(jí)資料研究兩個(gè)變量間相關(guān)關(guān)系的方法，它是依據(jù)兩列成對(duì)等級(jí)的各對(duì)等級(jí)差來進(jìn)行計(jì)算的，又稱等級(jí)差數(shù)法。斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)對(duì)數(shù)據(jù)條件的要求沒有皮爾遜相關(guān)系數(shù)嚴(yán)格，只要兩個(gè)變量的觀測值是成對(duì)的等級(jí)評(píng)定資料或是由連續(xù)變量觀測資料轉(zhuǎn)化得到的等級(jí)資料，無論兩個(gè)變量的總體分布形態(tài)和樣本容量的大小，都可使用斯皮爾曼相關(guān)進(jìn)行研究?？系聽枺↘endall）檢驗(yàn)是一個(gè)無參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)，它使用計(jì)算而得的相關(guān)系數(shù)去檢驗(yàn)兩個(gè)隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)依賴性。當(dāng)兩個(gè)變量的標(biāo)準(zhǔn)差都不為零時(shí)，相關(guān)系數(shù)才有意義。

3 結(jié)語

大量研究表明，植物措施是水土保持體系中最為主要的措施，其對(duì)水土流失的控制和對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善作用是多方面的，既有截持降雨、降低雨滴動(dòng)能的功能，又有延長地表徑流形成、增加土壤人滲時(shí)間等功效，這些均主要體現(xiàn)在植被蓋度的增加上。在國家高度重視生態(tài)文明建設(shè)的今天，我們應(yīng)全民動(dòng)員，協(xié)手同心，為控制水土流失、打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、建設(shè)美麗家園，大力開展植被的恢復(fù)再造，為祖國的壯麗山河蓋上綠被子而貢獻(xiàn)力量。

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