干旱地區(qū)蒙古櫟與大扁杏混交林保持水土的效果分析

謝曉麗

摘 要 為了進(jìn)一步分析干旱地區(qū)蒙古櫟混交林在水土保持方面的效果，在遼西沙區(qū)選擇營建5 a的蒙古櫟+大扁杏混交林進(jìn)行了調(diào)查，以植被蓋度、植物種類、地表徑流量、土壤流失量作為指標(biāo)開展分析，結(jié)果表明：蒙古櫟混交林營建5 a后其林間植被的蓋度（100%）、種類多樣性（19種）均大于對照處理;林間的地表徑流量、地表流失量均為0，極顯著低于對照處理。遼西地區(qū)的蒙古櫟+大扁杏的混交林對提高地表植被蓋度、恢復(fù)植被多樣性、降低地表徑流及土壤流失等方面有著積極的作用。

關(guān)鍵詞 蒙古櫟;大扁杏;混交林;植被;水土保持

中圖分類號：S714.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2021.05.018

Abstract In order to further analyze the effects of Quercus mongolica mixed forest on soil and water conservation in arid areas，a 5-year-old Quercus mongolica and Prunus armeniaca mixed forest was selected for investigation in the sandy area of western Liaoning Province.The vegetation coverage，plant species，surface runoff，the amount of soil loss was used as an indicator to conduct analysis.Result shows that the vegetation coverage （100%） and species diversity （19 species） of five-year-old Quercus mongolica mixed forest after the establishment of the mixed forest are greater than the control treatment; the surface runoff & surface loss in the forests are both 0，which is extremely significantly lower than the control treatment. The main reason is that the vegetation coverage in the mixed forest is large and the diversity is rich. In addition，the area where the mixed forest is located belongs to the water erosion area of Liaoning Province，and the runoff caused by wind erosion is generally ignored，so the runoff is 0，and the amount of soil loss is also 0. The mixed forest of Quercus mongolica & Prunus armeniaca in western Liaoning Province has a positive effect on increasing surface vegetation coverage，restoring vegetation diversity，reducing surface runoff and soil loss，etc.

Key words Quercus mongolica; Prunus armeniaca;mixed forest vegetation;soil and water conservation

在水土保持學(xué)的研究中，土壤的侵蝕、地表徑流是其中主要的研究內(nèi)容，兩者之間聯(lián)系緊密。目前很多學(xué)者在開展這2項內(nèi)容的研究時選擇的方法一般為標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)法，定量化地開展分析，因此，徑流小區(qū)法在目前實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用[1，2]。遼西地區(qū)的氣候干旱，形成了非常脆弱、敏感的生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)?shù)氐纳硥m來源主要是科爾沁南緣，亟須開展對當(dāng)?shù)卮嗳跎车氐母脑靃3，4]。遼西地區(qū)具有代表性的一類樹種即為蒙古櫟（Quercus mongolica），其根系發(fā)達(dá)、抗旱能力強(qiáng)，耐瘠薄的土壤條件;此外山杏（Armeniaca sibirica）在當(dāng)?shù)匾泊竺娣e種植，相關(guān)的研究表明，相對于油松（Pinus tabulaeformis）等，山杏林地內(nèi)土壤的有機(jī)質(zhì)含量更高，容重相對更低[5]，對土壤理化性質(zhì)的改善效果相對更好。以山杏為親本培育的大扁杏品種將山杏親代較強(qiáng)的抗逆能力繼承了下來，不僅抗旱耐寒，而且經(jīng)濟(jì)效益更加明顯，是遼西等沙地區(qū)域優(yōu)選用于營建水土保持林、經(jīng)濟(jì)林[6]的樹種。近年來關(guān)于大扁杏的研究相對較多，以整形修剪技術(shù)、嫁接方法、新品種選育等較多，而關(guān)于蒙古櫟與大扁杏混交后的水土保持效果方面研究相對較少。本研究選擇遼西地區(qū)的蒙古櫟與大扁杏混交林作為對象，以地表植被多樣性、地表徑流、土壤流失等作為調(diào)查指標(biāo)開展相關(guān)的研究。

1 研究區(qū)概況

遼西地區(qū)屬于半干旱季風(fēng)區(qū)，地形起伏，以低山丘陵居多，一般海拔400～1 200 mm，溫度年均值在8.8 ℃左右，降水量年均420 mm左右，蒸發(fā)量年均值在1 600 mm以上。本研究選擇的蒙古櫟+大扁杏混交林地處遼寧省錦州市境內(nèi)，土壤類型為當(dāng)?shù)氐湫蜕车靥卣鞯娘L(fēng)沙土，年均溫7.6 ℃，年降水量平均525 mm左右;混交林營建的時間為2015年，2020年調(diào)查時林分內(nèi)蒙古櫟、大扁杏長勢良好，正常進(jìn)行抽枝展葉，株高、地徑、冠幅、枝條及樹葉量達(dá)到了當(dāng)?shù)赝g蒙古櫟、大扁杏的平均值。

2 研究方法

2.1 建設(shè)徑流小區(qū)作為調(diào)查對象

在混交林內(nèi)選擇徑流小區(qū)，面積為100 m2，長、寬分別為20 m和5 m。選擇3個位置作為重復(fù)，并在周邊選擇與混交林坡度、朝向等環(huán)境因子一致的未造林地作為對照小區(qū)。所有處理的小區(qū)坡度均為8°左右，長邊保持與坡向一致，各處理邊緣均有混凝土材料建造的圍梗作為邊界，各邊界緊密連接在一起，界樁埋入土壤中，露出地表的高度20 cm左右[5，6]。集流槽設(shè)置在各小區(qū)坡面的下部邊緣，方向與徑流方向相互垂直，長度控制在20 cm左右;槽的西方另外設(shè)置專用的集流桶（直徑1 m左右，下方放置分流通1個，集流桶上部的邊緣有分水孔5個），上方連接PVC管（直徑約20 cm）將槽中的徑流引到集流桶中，待集流桶中水位達(dá)到了分流孔位置時即通過分水孔進(jìn)行分流，一個分水孔內(nèi)分流出來的水進(jìn)入到下方的分流桶內(nèi)，其余的分水孔內(nèi)水均流到桶的外部[7，8]。

2.2 地表植被情況的調(diào)查

各處理地表植被的多樣性、蓋度等指標(biāo)的調(diào)查選擇樣方法[7]。將每個處理小區(qū)設(shè)置為大樣方，隨機(jī)選擇3個25 m2（5 m×5 m）、沿著坡向排列、地表植物分布較為均勻且具有一定代表性的區(qū)域作為調(diào)查的中樣方，之間的距離不定[9]。之后按照同樣的標(biāo)準(zhǔn)在每個中樣方內(nèi)選擇3個1 m2（1 m×1 m）的區(qū)域作為小樣方。不同的植被類型觀測的區(qū)域范圍有所區(qū)別，喬木類植被觀測區(qū)域在大樣方內(nèi)，灌木類植被觀測區(qū)域在中樣方，草本類植被的觀測區(qū)域在小樣方[10]。2020年8月中旬對各處理小區(qū)內(nèi)的地表植被進(jìn)行記錄、統(tǒng)計、分析。

2.3 監(jiān)測各處理水土流失情況

對各處理的土壤流失量、地表徑流開展監(jiān)測，采取2.1中的徑流小區(qū)法在每次降雨后將集流桶中的水量進(jìn)行測量，用于地表徑流量的計算，并在各處理內(nèi)林間取樣，進(jìn)行泥沙量的分析，用于土壤流失量的計算分析[11]。

徑流量的測量：選擇鋼尺對集流桶、分流桶內(nèi)水的深度分別進(jìn)行測量，每次測量時選擇3個點(diǎn)作為重復(fù)，為降低測量的誤差，可取平均值分析[12]。

土壤流失量的測量：一般選擇蒸干法進(jìn)行測量。林間年徑流量的值通過計算各處理小區(qū)內(nèi)全年每次降雨后的徑流量之和即可得到，計算公式為每毫升水樣中的干土量×小區(qū)的徑流量[13，14]。

2.4 數(shù)據(jù)分析處理方法

對各處理內(nèi)各重復(fù)的數(shù)據(jù)取平均值，分析軟件選擇Excel、DPS，以對各處理下植被的多樣性、蓋度、土壤流失量、地表徑流量等進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 混交林在植被多樣性、蓋度等方面的變化分析

不同的處理下植被在蓋度、多樣性方面的調(diào)查結(jié)果不相同，結(jié)果見表1。根據(jù)表1可知，混交林在營建5年后在認(rèn)為沒有干擾的情況下開展調(diào)查，蒙古櫟+大扁杏混交林及對照處理的植被總蓋度均較之前有所增加;植被的總蓋度混交林比對照處理高3.6個百分點(diǎn)，達(dá)到了顯著性差異，植被的多樣性更豐富，植被類型增加6種，較對照達(dá)到了極顯著差異，混交林內(nèi)增加的植被主要有胡枝子、荊條等，對照增加了少許的荊條等; 喬木林的郁閉度，混交林（61.8%）極顯著高于對照處理（4.6%）;灌木的蓋度混交林比對照處理高3.7個百分點(diǎn)，多樣性方面沒有差異;草本植被的蓋度以對照處理更高，比混交林增加13.7個百分點(diǎn)，差異極顯著，表明了在沒有過多喬灌木的影響下，草本植被生長速度加快，但是對照處理的草本植被多樣性方面極顯著低于混交林處理，混交林主要增加的雞眼草、艾蒿、地梢瓜、委陵菜、中華卷柏等，對照處理增加的主要為艾蒿、委陵菜等。

3.2 混交林在地表徑流量、土壤流失量等方面的變化分析

不同處理下的地表植被，其地表徑流量和土壤流失量也不相同，結(jié)果見表2。根據(jù)表2可知，蒙古櫟+大扁杏混交林營建5年后，在2020年8月調(diào)查時，林間土壤的徑流量、土壤流失量均為0，而相同環(huán)境下的對照處理地表徑流量為154.3 m3 hm-2，土壤流失量為3.8 t hm-2。

4 結(jié)論與討論

通過對營建5年的蒙古櫟+大扁杏混交林進(jìn)行調(diào)查，比較了混交林與周圍對照處理之間植被蓋度、多樣性、土壤徑流量、土壤流失量的分析比較，結(jié)果表明，蒙古櫟混交林林間植被的蓋度、種類多樣性均大于對照處理，分別達(dá)到了100%、19種，多種類型植被資源進(jìn)入到林間生態(tài)系統(tǒng)后，一方面改善林間的生態(tài)環(huán)境，另一方面對水土流失有著積極的控制效果;混交5 a后，林間的地表徑流量、地表流失量均為0，極顯著低于對照處理，分析其原因，主要在于：混交林內(nèi)的植被蓋度大、多樣性豐富，加上混交林所在的區(qū)域?qū)儆谶|寧省的水蝕區(qū)域，一般對風(fēng)蝕導(dǎo)致的徑流予以忽略，因此徑流量為0，土壤流失量也為0。由此可知，遼西地區(qū)的蒙古櫟+大扁杏的混交林對提高地表植被蓋度、恢復(fù)植被多樣性、降低地表徑流及土壤流失等方面有著積極的作用。由于調(diào)查期間選擇的徑流小區(qū)面積較小，并不能完全反映出大面積林間情況，須待進(jìn)一步分析。

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