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植物蓄水保土成效探究

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植物蓄水保土成效探究

本文作者:淦瑜、趙兵 單位:深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院

隨著現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,植被破壞,水土流失,土壤沙化現(xiàn)象日益突出,耕地面積大量減少,沙塵暴等惡劣天氣越來(lái)越頻繁。面對(duì)著日益發(fā)生變化的大自然,植樹造林,改造環(huán)境已經(jīng)成為人們的共識(shí),成為人類應(yīng)對(duì)環(huán)境惡化的最根本、最徹底的手段。在這種情況下,加強(qiáng)植物在水土保持中植物蓄水保土的效果研究,就具有了非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在研究中,我們發(fā)現(xiàn),無(wú)論是高大的喬木,低矮的灌木,還是覆蓋于地表的草本植物,對(duì)于蓄水保土都可以起到一定的作用。為了能夠清晰地說(shuō)明問(wèn)題,本文擬將近期針對(duì)人工楊樹林、臭椿、側(cè)柏在水土保持中的蓄水保土效果報(bào)告如下:

1研究區(qū)的整體概況

研究區(qū)唯一××縣××鎮(zhèn)(鄉(xiāng))××XX地段,地理位置北緯××°××′××″~××°××′××″,東經(jīng)××°××′××″~××°××′××″,海拔高度××~××m。研究區(qū)的氣候?yàn)榇箨懶约撅L(fēng)氣候,年均氣溫13.15℃,年均降水量800mm,其降水量主要存在于汛期(500mm),占全部降水量的62.5%,全年無(wú)霜期為187天。其土質(zhì)類型為壤質(zhì)砂土。研究區(qū)內(nèi)的主要植被有各種喬木、灌木以及草本植物,喬木以楊樹、臭椿樹、側(cè)柏樹為主。

2研究材料和方法

2.1研究材料

在研究過(guò)程中,為了能夠得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果,研究材料采用楊樹無(wú)性系L323純林,海拔高度××m,地形為長(zhǎng)方形,坡度為21°,坡面方向?yàn)闁|南方向,坡位無(wú)任何巖石,土壤均為壤質(zhì)砂土土壤,沙質(zhì)土壤層厚度12~33cm。2008年春季進(jìn)行造林,穴狀整地方式,其整地規(guī)格為200cm×200cm×200cm,苗木為多年生喬木。純楊樹林樹高5.6m,胸徑4.5m,樹冠幅度4.1m2,行距200cm×200cm,密度2000株/hm2,純林覆蓋率87%;純臭椿樹高5.1m,胸徑4.2m,樹冠幅度3.8m2,行距200cm×200cm,密度2200株/hm2,純林覆蓋率80%純側(cè)柏林樹高3.4m,胸徑3.5m,樹冠幅度3.1m2,行距200cm×200cm,密度2400株/hm2,純林覆蓋率73%。

2.2試驗(yàn)方法

2.2.1對(duì)土壤的滲入過(guò)程進(jìn)行測(cè)定

重點(diǎn)使用單環(huán)定量逐次加水的方法對(duì)土壤的滲入速率進(jìn)行實(shí)際測(cè)定,純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林各進(jìn)行9次重復(fù)。

2.2.2對(duì)土質(zhì)狀況和蓄水性狀進(jìn)行測(cè)定

分別針對(duì)純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林生長(zhǎng)的地塊采集土壤樣品,從表面至33cm土層分別進(jìn)行均勻采集,共進(jìn)行9次重復(fù)。土壤樣品采集完成后,利用烘干法對(duì)所采土壤樣品中的含水量進(jìn)行測(cè)定;使用環(huán)刀浸水的方法對(duì)土壤假比重(土壤容重)、土壤毛管總孔隙度和土壤非毛管總孔隙度、土壤孔隙度,然后計(jì)算出土壤現(xiàn)有貯水量、土壤毛管持水量、土壤飽和貯水量、土壤飽和含水量等各項(xiàng)蓄水指標(biāo)。

2.2.3對(duì)土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行測(cè)定

分別在純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林內(nèi)選擇標(biāo)準(zhǔn)地(100m2)內(nèi)平均設(shè)置500個(gè)標(biāo)尺,每年定時(shí)對(duì)土壤侵蝕深度進(jìn)行測(cè)量并記錄,然后分別計(jì)算出純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林不同的土壤侵潤(rùn)模數(shù)。

3試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林土質(zhì)狀況分析

純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林的土質(zhì)狀況能夠充分反映每種林地的蓄水保土效果,直接對(duì)土壤的滲透能力、保水狀況產(chǎn)生影響,兩種林地的土質(zhì)狀況直接影響著林地水源的涵養(yǎng),地表徑流以及蓄水保土等重要功能。純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林構(gòu)成了一個(gè)微型的生態(tài)系統(tǒng),在這個(gè)微型生態(tài)系統(tǒng)的作用下,純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林的土質(zhì)的各種物理指標(biāo)均向著優(yōu)良的方向發(fā)展。通過(guò)上表數(shù)據(jù)可以看出純楊樹林和純側(cè)柏林的土質(zhì)指標(biāo)各不相同,純楊樹林土壤假比重>純臭椿林土壤假比重>純側(cè)柏林土壤假比重,這說(shuō)明純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林對(duì)土壤假比重的改良效果不相同;表1數(shù)據(jù)同時(shí)表明純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林對(duì)土壤孔隙度的改良效果也不相同。

3.2純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林蓄水性能比較

3.2.1純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林蓄水性能統(tǒng)計(jì)分析

不同的土質(zhì)狀況決定了土壤蓄水性能的不同,總孔隙度不同土壤的貯水量不同,土壤當(dāng)中的毛管空隙是土壤水分流動(dòng)的主要通道,也是楊樹和側(cè)柏吸水水分的主要通道,毛管空隙越多,土壤的蓄水性能越差;非毛管孔隙中的水分流動(dòng)性能差,滲透到地下的雨水主要貯存在非毛管孔隙中,并且在重力的作用下向下滲透并成為地下水,非毛管孔隙越多,土壤的蓄水性能越好。在試驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林的蓄水性能指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),其指標(biāo)如表2所示。通過(guò)表2數(shù)據(jù)可以看出,純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林的蓄水性能指標(biāo)并不相同,純側(cè)柏林的蓄水水性能指標(biāo)比純臭椿林的蓄水性能指標(biāo)要大,純臭椿林的蓄水性能指標(biāo)比純楊樹林的蓄水性能指標(biāo)要大。這說(shuō)明純楊樹林改良土壤蓄水能力不如純臭椿林林,純臭椿林改良土壤蓄水能力不如純側(cè)柏林。

3.2.2純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林土壤滲透性統(tǒng)計(jì)分析

土壤不同的物理性狀、機(jī)械組成和地表植物種類和生長(zhǎng)狀況決定了土壤的滲透性能。在試驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)純楊樹林和純側(cè)柏林的土壤滲透性性能指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),其指標(biāo)如表3所示。通過(guò)對(duì)表3的分析,純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林由于其土壤假比重和非毛管孔隙度不同,所受到的影響也各不相同,其水分滲透深度和滲透速度也各不相同。這說(shuō)明純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林的土壤滲透性也各不相同,其中純楊樹林的土壤滲透性大于純臭椿林,純臭椿林的土壤滲透性大于純側(cè)柏林。

4結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)研究分析發(fā)現(xiàn),純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林在土壤改良過(guò)程中,對(duì)于其物理性狀的影響也各不相同,并且三者土質(zhì)狀況存在著比較明顯的差異,由此可以看出,純楊樹林對(duì)土質(zhì)的改良作用比純臭椿林的改良作用強(qiáng),純臭椿對(duì)土質(zhì)的改良作用比純側(cè)柏林對(duì)土質(zhì)的改良作用強(qiáng)。純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林對(duì)于土壤蓄水性能的改良作用也不相同,并且三者蓄水性指標(biāo)也存在著相當(dāng)明顯的不同,其中純楊樹林土壤含水量、土壤飽和蓄水量、毛管最大蓄水量、現(xiàn)有土壤蓄水量、現(xiàn)有土壤飽和蓄水量比純臭椿林大,純臭椿的土壤含水量、土壤飽和蓄水量、毛管最大蓄水量、現(xiàn)有土壤蓄水量、土壤飽和蓄水量比純側(cè)柏林要大。純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林對(duì)于土壤滲透性能的改良作用也不相同,并且純楊樹林、純臭椿林和純側(cè)柏林水分滲透速度、深度、滲透系數(shù)存在著比較明顯的差異。

5討論

通過(guò)研究不難發(fā)現(xiàn),不同的喬木對(duì)于植物蓄水保土的能力各不相同。其主要原因是因?yàn)?,在植物生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中,由于不同的植物與其所組成的植物群落根系生長(zhǎng)的速度以及生長(zhǎng)狀況不同,其對(duì)于土壤的松土作用也各不相同,再加上土壤當(dāng)中各種生物酶和細(xì)菌、真菌等微生物以及淋溶作用,這樣就可以導(dǎo)致不同植物生長(zhǎng)的地層發(fā)生變化,形成多層不同的剖面層次。與此同時(shí),土壤結(jié)構(gòu)也會(huì)由塊狀逐漸向著粒狀或者團(tuán)粒狀轉(zhuǎn)化,土壤假比重也逐漸下降,土壤的總孔隙度、毛管或者非毛管孔隙度也都會(huì)逐漸增大,在上述條件發(fā)生變化的情況下,土壤中開始出現(xiàn)大量的水穩(wěn)性團(tuán)粒,大量的微生物會(huì)將這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的生物殘骸、植物葉片等有機(jī)物分解,從而有效增大土壤的營(yíng)養(yǎng)成分的含量,增大土壤的活性。

6小結(jié)

隨著現(xiàn)代化手段的不斷增加,自然界被破壞的速度逐漸增大,水土流失,土壤沙化等現(xiàn)象屢見不鮮,人類生存的空間面臨著巨大的威脅。在這種情況下,大力加強(qiáng)植樹造林,退耕還草,退耕還林等生態(tài)手段,不斷改善生態(tài)環(huán)境,為人類的生存創(chuàng)造更好的條件。

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