山區(qū)河岸植被的水土保持效益研究

張麗麗

摘 要：我國在二十一世紀初，在生態(tài)環(huán)境保護方面加強建設，時至今日我國水土流失問題始終存在，雖然經(jīng)過常年的治理已經(jīng)取得了一定的成效，但問題依舊存在卻日漸嚴峻。現(xiàn)如今，對于植被的穩(wěn)固更為重要。本文通過實驗的方式，對山區(qū)河岸植被的水土保持效果進行測試，簡析河岸植被水土保持效益的重要價值，由此提升山區(qū)河岸植被的穩(wěn)定性，助力我國生態(tài)環(huán)境建設，為山區(qū)河岸植被修復物種提供助力

關鍵詞：山區(qū)河岸;植被;水土;保持效益

而河岸在生態(tài)系統(tǒng)中具有極為重要的過度作用，且具有較強的獨特性。而植被則是其重要的組成部分，能夠有效環(huán)節(jié)山區(qū)坡面土壤的侵蝕，對于水質(zhì)起到一定的凈化作用，且能夠?qū)影哆叺钠旅婢哂蟹€(wěn)固作用，上述功能為水土保持效益奠定了基礎，發(fā)揮重要效能?，F(xiàn)階段，水土流失防止措施中較為常見的便是植物措施，在水土保持中發(fā)揮著重要的價值，已經(jīng)被廣泛應用于其中。究其原因，植被是借由根系扎根于土壤中，在土壤中穩(wěn)固，同時植被的莖葉還可以將降雨的速度減慢。我國在山區(qū)河南植被水土保持效益方面的研究雖然已經(jīng)取得了一定的成效，但總體而言還存在諸多問題。因此加強對山區(qū)河岸植被水土保持效益進行深入的研究，從學術(shù)與實際兩個層面均具有重要的意義。

一、材料與方法

（一）研究概述

我國對于野外條件下生長的植被的防護效益研究較少，尤其是在試驗層面參與的研究人員，取得的研究成果與國外相比有明顯的差距。而從實際研究角度來看，對于山區(qū)河岸植被的水土保持效益加以研究，可以對自然植被水土防護效益有更加深入的了解，從現(xiàn)實角度考慮對我國的生態(tài)系統(tǒng)建設大有裨益。

因自然降雨不可控，野外人工降雨也會存在一定的干擾因素，極有可能出現(xiàn)雨強不統(tǒng)一，降雨分布不均勻等問題，對于試驗地點的周邊環(huán)境以及交通產(chǎn)生消極影響。因此本實驗采用的方式是在野外放水沖刷。

本次試驗地點在海河流域潮白水河系，包括了山區(qū)與水庫，總面積為347.2km2，試驗地點的氣候是北溫帶大陸性季風氣候，冬季氣溫可以達到-100C左右，夏季氣溫則可以達到250C-380C左右，其地貌是上游地區(qū)為丘陵，下游地區(qū)地勢低，由小洪積扇坡積群組成。而土壤則有兩部分構(gòu)成，其一是褐土，其二是潮褐土，加上母質(zhì)和河流沖刷作用導致該地區(qū)的表土層質(zhì)地多為砂壤質(zhì)和輕壤質(zhì)。而該地區(qū)的土壤層厚度達到了20cm以上。也因為這樣的地貌特征，導致該地區(qū)植被多數(shù)為楊柳、榆樹等等。

（二）實驗設計與材料

本試驗于2021年3月—4月在海河流域中游開展試驗，試驗區(qū)域為該地區(qū)的河岸邊坡上進行。該區(qū)域的人為活動較少，因此不容易受到感染，而且該區(qū)域的坡面坡度與其他的地區(qū)相比也相對均勻。

從數(shù)據(jù)來看，坡度為（30.7±0.67）0，土壤成厚度為（24.4±3.3）cm，平均土壤粒徑組成為：黏土粒徑（<0.002mm）（3.90±0.67）%，粉粒（0.002～0.05mm）（55.55±4.60%），砂粒（0.05～2mm）（40.55±5.26）%，土壤容重為（1.22±0.03）g/cm3。

本次試驗所采用的試驗方法為野外放水沖刷，其具體實驗步驟為：在正式開始試驗前，將一些簡單的徑流小區(qū)在該試驗地區(qū)進行有效布置，該徑流小區(qū)是由放水裝置與兩側(cè)擋板組成。其中放水裝置是由四部分構(gòu)成，分別為：供水通、穩(wěn)壓桶以及溢流槽、急流槽。

在正式進行試驗之前，試驗人員便在試驗地區(qū)對植被開展調(diào)查，對野外適合生長的植被分布情況進行了總結(jié)與分析，最終確定在徑流小區(qū)內(nèi)所選擇植被種類共計四種，將其當做研究的主要對象，這四種植被分別為：荊條、胡枝子、茵陳蒿以及狼牙根。進行的試驗次數(shù)為36場，然后共設為6個徑流小區(qū)。

（三）實驗過程與測定

實驗過程中對于放水量進行了探究，以山區(qū)能夠達到了120mm/h最大暴雨量作為標準，并通過單寬流量計算，可以得出野外放水實驗共計設置為3類放水流量，其數(shù)據(jù)為8L/min，而在正式開始試驗之前，需要將坡面行的一些大石塊進行移除，使得坡面平整。這樣做的目的是為了能夠使得在放水時避免出現(xiàn)股流，造成不必要的傷害。

而放水的原則是要使得土壤水分飽和，但要避免出現(xiàn)產(chǎn)流的現(xiàn)象，主要是為了能夠確保試驗的結(jié)果的準確性，因試驗地區(qū)不同在正式試驗之前的不同突然的含水量會有一定的差異，極易造成試驗結(jié)果偏差，導致試驗作廢。之后，便可以通過定水頭方式，對防水量進行有效控制，且需要注意在正式放水試驗之前，還需要多次對流量加以確定，確保試驗過程與結(jié)果的確定性，避免出現(xiàn)誤差。

在放水試驗正式開始之前五分鐘，每隔一分鐘就需要對泥沙混合樣進行收集，此后，每隔兩分鐘便需要對泥混合樣收集以此，該環(huán)節(jié)共計需要31分鐘。通過試驗所收集上來的泥沙樣，需要通過過濾系統(tǒng)將其過濾，然后在露天環(huán)境下將其風干。確定風干后，每次間隔三十分鐘對泥沙的質(zhì)量進行稱量，直到泥沙重量完全固定為止。

以裸露的坡面產(chǎn)流沙量作為標準線，將此次實驗獲取的數(shù)據(jù)與其進行對照，對試驗區(qū)域內(nèi)不同植被的減流減沙效益加以計算，可以通過下面公式得到實驗結(jié)果。

將在試驗過程中所獲取到的數(shù)據(jù)，通過Excel進行數(shù)據(jù)處理，通過SPSS23.0軟件對所收集的數(shù)據(jù)進行顯著性以及相關性的分析。

二、結(jié)果與分析

從本次試驗結(jié)果來看，不同植被類型坡面下平均總產(chǎn)流產(chǎn)沙量（43.29L/m2，0.71kg/m2）與裸坡條件下平均總產(chǎn)流產(chǎn)沙量（65.86L/m2，3.21kg/m2）相比要更小，從該數(shù)據(jù)便可以看出，植被在水土保持方面具有超強能力。

除此之外，在不同植被類型下，水土的總產(chǎn)流量存在明顯差異。如果水流量從4L/min上升到了8L/min時，植被為荊條的中產(chǎn)沙量與其他植被相比較小，達到1.32倍，其次是灌草達到2.31倍，而胡枝子達到2.93倍，最大便是狼牙根，可達到6.36倍。

從上述數(shù)據(jù)便可以看出，草本植被減流減沙量能力明顯下降，而灌草植被則明顯表現(xiàn)優(yōu)異。究其原因，在水流量減少的情況下，對于土壤的侵襲有限，只在表層侵蝕。因此，草本植物因自身的生長特點，多數(shù)是密度高，且表現(xiàn)為叢生，因此根系分布相對較淺，對土壤表層具有較好的保護效益。

如果水流量不斷的增加，坡面的侵蝕則有表層侵蝕變?yōu)榧殰锨治g，侵蝕的范圍逐漸向下，而灌木根系與草被植被有明顯的差別，具有深根性和分散性，具有較強的土壤固持能力。而在這一條件下，灌木則很好的對向下侵蝕起到了阻礙的作用。

總而言之，在水流較小的時候草本植物固土能力較強，而在水流較大的時候，灌木植被則更具優(yōu)勢。

三、結(jié)論

首先是不同植被類型對于總產(chǎn)流產(chǎn)沙量之間有一定的關聯(lián)。當總產(chǎn)流產(chǎn)沙量小宇裸坡下的平均總產(chǎn)流產(chǎn)沙量，植被的減流減沙效益則具有顯著特征。而在本次的試驗過程中，當植被減流效益小于減沙效益，則狗牙根坡面在水土保持效益方面呈現(xiàn)明顯的優(yōu)勢。

其次是當水流量有所不同的情況下，不同植被的產(chǎn)流產(chǎn)沙速度也會呈現(xiàn)出變化特征。從產(chǎn)流速度來看，徑流出現(xiàn)升高后平穩(wěn)的趨勢后，產(chǎn)沙速率便會有所提升，在峰值出現(xiàn)后，逐漸下降到穩(wěn)定程度。

從本次的試驗研究可以得出結(jié)論，當流量較小時，草本植被對徑流泥沙攔截功效顯著，能夠體現(xiàn)其明顯的優(yōu)勢，而當流量擴大時，灌木植被則可以發(fā)揮其水土保持效益。由此可見，當在山區(qū)河岸進行植被修復時，可以將草本植被與灌木植被加以結(jié)合，針對不同的土壤以及地區(qū)進行合理的配置。

參考文獻：

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