趙躍中, 穆興民, 嚴寶文, 趙廣舉

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué)

水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 3.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

?

黃土高原不同生長年限植被減水減沙效益整合分析

趙躍中1, 穆興民2,3, 嚴寶文1, 趙廣舉2,3

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué)

水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 3.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

摘要：[目的] 研究不同恢復(fù)年限植被減水減沙效益變化特征，為黃土高原地區(qū)進一步合理配置林草措施和生態(tài)恢復(fù)的可持續(xù)性研究提供科學(xué)依據(jù)。 [方法] 通過文獻檢索,共收集到18篇相關(guān)文獻,運用整合分析的方法定量地研究了恢復(fù)年限增加對植被減水減沙效益的影響。 [結(jié)果] 4年生以上草地植被和5年生以上林灌植被可以發(fā)揮穩(wěn)定的減水減沙效益,且減沙效益基本保持在80%左右。林地枯落物對植被的減水減沙效益具有一定的促進作用。 [結(jié)論] 受不同恢復(fù)階段限制因素的影響,林草植被減水減沙效益大致可以分為3個階段:栽植擾動階段、水土保持階段、水分限制階段。

關(guān)鍵詞：整合分析; 減水減沙效益; 植被恢復(fù); 黃土高原

降雨引起的水土流失是全球性的生態(tài)環(huán)境問題，中國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，其中黃土高原地區(qū)的水土流失狀況更為嚴重，幾乎所有類型和程度的水土流失均有發(fā)生。坡面徑流是造成該區(qū)水土流失的主導(dǎo)因子[1]，由于林草植被覆蓋可對降水進行再分配[2-3]，并減小雨滴擊濺動能，從而減小土壤侵蝕。20世紀(jì)90年代以來，黃土高原實施了大規(guī)模的退耕還林(草)等生態(tài)工程措施，隨著林草植被等生態(tài)恢復(fù)工程在黃土高原地區(qū)的實施，該區(qū)地表徑流量和河道輸沙量顯著下降[4]，因此，植被恢復(fù)是控制坡面侵蝕、減少水土流失并改善生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵水土保持措施之一[5]。由于不同植被恢復(fù)階段的水土保持效益不同，研究不同恢復(fù)階段植被減水減沙效益特征對進一步合理配置林草措施，有效防止水土流失反彈具有重要意義。

鑒于植被在保持水土、減少土壤流失中的重要作用，20世紀(jì)40年代以來，通過對黃土高原野外坡面徑流小區(qū)的長期監(jiān)測，從植被類型、植被覆蓋、降雨特征和坡面特征等方面對坡面植被減水減沙效益進行了一系列研究并取得了大量科研成果[6-9]。與這些研究相比，系統(tǒng)涉及植被恢復(fù)年限的水土保持研究成果相對較少。天然降水條件下觀測所得到的坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙數(shù)據(jù)可以客觀反映植被變化與氣候變化對坡面土壤侵蝕的影響，盡管其中也不乏長期定位觀測[10-12]，但遺憾的是，由于野外試驗條件所限，觀測過程中天然降雨產(chǎn)沙資料有限，研究結(jié)果的推廣應(yīng)用無論是在時間上還是在空間上仍存在較大不足[13-15]。同時，對于植被隨恢復(fù)年限增加所產(chǎn)生的階段性變化特征，僅從效益值變化趨勢角度作過相關(guān)的分析[16]，深入地系統(tǒng)分析尚未形成一致結(jié)論。

本文在集成黃土高原野外植被徑流小區(qū)產(chǎn)流產(chǎn)沙相關(guān)文獻數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運用時空互代法，整合分析不同生長/退耕年限林、草、灌植被在天然降雨條件下的減水減沙效益，探索植被減水減沙效益隨其生長年限變化的趨勢，定量描述林草植被的減水減沙效益，以期為黃土高原地區(qū)進一步合理配置林草措施和生態(tài)恢復(fù)的可持續(xù)性提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

黃土高原(33°43′7″—41°16′7″N,100°54′7″—114°33′7″E)主體位于黃河中上游地區(qū)，東起太行山，西至日月山，南界秦嶺，北抵陰山，包括河北西部，山西大部，陜西中北部，甘肅中東部，寧夏南部及青海東部等地，面積約占626 800 km2，平均海拔1 000～1 500 m，15°以上坡面約占全區(qū)面積的47.4%。黃土高原地區(qū)溝壑縱橫，梁峁坡地分布廣泛，表層土壤結(jié)構(gòu)疏松易蝕，水土流失十分嚴重，其中水土流失總面積為4.54×105km2，年均侵蝕模數(shù)5 000～10 000 t/km2。該區(qū)水土流失隨降雨時空分異較大[17]，河流泥沙主要是由每年夏秋季(6—9月)的幾場侵蝕性降雨(暴雨)造成的[18]。由于該地區(qū)在氣候上屬于干旱、半干旱地區(qū)，年平均降雨量多在400 mm~700 mm，普遍難以維持喬木林的生長需水，草地和灌木林成為最主要的植被類型，在區(qū)域生態(tài)恢復(fù)中具有重要地位。2000—2008年，黃土高原草地面積增加6.6%，達到2.714×105km2，灌木林面積增加9.2%，達到4.64×104km2[19]。

2資料方法

2.1　數(shù)據(jù)來源

針對黃土高原地區(qū)不同年限植被的減水減沙效益，本研究運用Google學(xué)術(shù)搜索和中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CNKI，中國，http:∥www.cnki.net/)，以植被、試驗、水土保持或徑流等作為關(guān)鍵詞初步收集國內(nèi)公開刊物上發(fā)表的大部分有關(guān)黃土高原地區(qū)坡面植被與產(chǎn)流產(chǎn)沙的實測資料。對于初步收集到的文獻中包括植被類型、植被退耕/生長年限、坡面徑流量(徑流深或徑流系數(shù))、坡面侵蝕產(chǎn)沙量(侵蝕模數(shù))、場/次降雨量等數(shù)據(jù)信息作為有效文獻。通過初步收集和簡單篩選，共有18篇有效文獻(重復(fù)文獻只選用其中1篇)，將有效文獻建立植被恢復(fù)年限與坡面產(chǎn)流及坡面產(chǎn)沙的文獻數(shù)據(jù)庫資料(表1)。對收集到的文獻進行分類統(tǒng)計，共獲得坡面徑流泥沙數(shù)據(jù)279個，涉及植被恢復(fù)年限范圍為1~18 a，觀測時間為1980—2011年，檢索年限為1990—2012年。就文獻研究對象而言，各文獻均選用了適應(yīng)黃土高原地區(qū)生長的水土保持植物，林地以刺槐(Robiniapseudoacacia)和油松(Pinustabuliformis)為主，草地以苜蓿(Medicagosativa)和沙打旺(Astragaluslaxmannii)為主，灌木地以沙棘(Hippophaerhamnoides)為主。根據(jù)對現(xiàn)有文獻中其他影響因素的描述，涉及坡度因子文獻占81.3%，坡度范圍為5°～27°，15°以上坡面約占84.6%，在一定程度上涵蓋了該區(qū)發(fā)生水土流失的坡度范圍，避免了數(shù)據(jù)片面性；試驗地在地域分布上基本位于黃土丘陵溝壑區(qū)，該區(qū)為水土流失最嚴重的區(qū)域。

2.2　分析方法

為了得到不同恢復(fù)年限植被的減水減沙效益，將收集到的文獻數(shù)據(jù)按照林地、草地和灌木3種植被類型分別進行分類整理。以每組文獻數(shù)據(jù)作為一個獨立的試驗結(jié)果，對文獻中含有裸地對照試驗的以裸地徑流小區(qū)作為對照，沒有裸地小區(qū)的則以徑流泥沙量最大的作為對照。由于不同文獻的側(cè)重點不同，且對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的計量指標(biāo)(單位)不一，為了便于整合不同文獻數(shù)據(jù)，本研究將各文獻試驗觀測結(jié)果統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為無量綱減水減沙效益值進行分析。

減水減沙效益的計算方法為：

(1)

(2)

式中：CRV,CSV——植被的減水效益和減沙效益；RV，SV——植被的產(chǎn)流、產(chǎn)沙指標(biāo)值；RCK，SCK——對應(yīng)的對照的產(chǎn)流、產(chǎn)沙指標(biāo)值。其中，CRV，CSV為百分值，RV與SV以及RCK與SCK具有一致的量綱。

為了探討不同年限植被減水減沙情況，考慮到不同文獻觀測到的徑流泥沙數(shù)據(jù)個數(shù)存在一定差異，整合分析效應(yīng)值難以求取，因此，本研究在對文獻數(shù)據(jù)進行整理后，以年限為橫坐標(biāo)繪制相應(yīng)散點圖，定性描述不同恢復(fù)年限不同類型植被的減水減沙效益。

表1　研究數(shù)據(jù)來源

3結(jié)果與分析

3.1　植被減水減沙效益分析

3.1.1林地的減水減沙效益根據(jù)對所收集文獻的徑流、泥沙指標(biāo)值的計算，得到不同年限林地植被的減水減沙效益(圖1)。分析發(fā)現(xiàn)，在林地植被恢復(fù)前5 a內(nèi)，由于林地植被處于恢復(fù)初期，土壤表層受到較多的栽植擾動導(dǎo)致土壤較為松散，同時林地未完全郁閉，使其減水減沙效益較不穩(wěn)定且存在負值(為了便于作圖描述，植被恢復(fù)前5 a內(nèi)根據(jù)相關(guān)文獻中徑流泥沙觀測值計算得到的CRV,CSV值若為負值均記為0，分布于橫坐標(biāo)軸上，下文同)。6～15 a生林地減水減沙效益明顯優(yōu)于幼林，減沙效益基本保持在80%以上，這可能是由于林地已經(jīng)郁閉成林并發(fā)揮有效的截流能力。同時，隨著林齡的增加，生態(tài)恢復(fù)促進了枯枝落葉層的發(fā)育[29]，由于林地枯落物具有蓄水、減蝕作用和保護地表等功能，有效地起到了增加降雨入滲、減緩地表徑流、增強土壤抗沖能力等水土保持作用[36]。

對于干旱半干旱的黃土高原地區(qū)而言，林木生長常受到水分匱乏的限制，根據(jù)文獻對所研究林地水分虧缺值的計算，確有一定程度的虧缺[10]，這也在一定程度上解釋了16~18 a生林地植被減水率出現(xiàn)明顯下降的原因。

圖1　不同生長年限林地減水減沙效益

3.1.2草被的減水減沙效益草本植被在黃土高原生態(tài)環(huán)境建設(shè)中具有不可替代的作用。按照草地植被的生長年限對其減水減沙效益進行了分析。不同恢復(fù)年限下草被減水減沙效益見圖2。可以看出，坡面草地減水減沙效益以第4年為分界，對可分析數(shù)據(jù)的極值進行比較，無論是減水效益還是減沙效益，不同觀測試驗結(jié)果間1~3年生草地植被減水減沙效益差異較大，在一定程度上是由于生長初期栽植活動擾動和草地恢復(fù)程度的影響。與減水效益相比，1~3年生草地植被的減沙效益較高，隨著草地植被的生長，4年生以上草地植被減沙效益逐漸趨于穩(wěn)定，達到80%以上。

圖2　不同生長年限草地減水減沙效益

3.1.3灌木地減水減沙效益不同恢復(fù)年限灌木林地減水減沙效益也呈現(xiàn)階段性變化(圖3)。1~5年生剛栽植灌木林地，地表受栽植活動等人類經(jīng)營活動的擾動，有可能導(dǎo)致水土流失增加[37]，難以起到理想的減水減沙效果。5~10年生灌木已經(jīng)郁閉，同時植被恢復(fù)使得灌木林地坡面糙率增加，共同對降雨的截流和地表的入滲能力起到促進作用。灌木林下積累的一定數(shù)量和厚度的枯枝落葉層[38]，大大減少了直接到達林地表層的降雨量，降低了降雨擊濺能和徑流沖刷能，使得灌木林地的減水減沙效益增強并趨于穩(wěn)定[39]。

隨著灌木林地的生長，立地條件(土壤持水特征)也發(fā)生了一定程度的變化，有研究發(fā)現(xiàn)，不同灌木林下土壤水分匱缺和干化嚴重[40-41]，難以提供灌木正常生長所需水分，使得多年生灌叢出現(xiàn)枯梢現(xiàn)象，截流能力降低。坡面灌木林地的生長使得坡面糙率增加，減緩了坡面徑流速度，降低了徑流沖刷能，植被的攔沙能力起到了一定促進作用。

圖3　不同生長年限灌木地減水減沙效益

3.2　植被減水減沙效益階段性特征

3.2.1不同年限植被減水減沙效益變化趨勢不同年限植被減水減沙效益值的變異系數(shù)(圖4)作為一個統(tǒng)計指標(biāo)，可以反映植被在發(fā)揮水土保持作用上的穩(wěn)定性，變異系數(shù)大時穩(wěn)定性差。同樣，在忽略各試驗間差異的前提下，基于植被減水減沙效益值的取平在一定程度上可以整體直觀地反映植被在發(fā)揮水土保持作用方面的變化趨勢。由圖4可以看出，隨著植被恢復(fù)年限的增加，不同試驗間植被減水減沙差異逐漸減小且趨于平緩。植被恢復(fù)初期，不同試驗間減沙效益穩(wěn)定性優(yōu)于減水效益，林草植被減水減沙效益穩(wěn)定上升，5年生以上植被減水減沙效益值變化趨于平緩。由三次多項式的擬合曲線(R2>0.6)可以看出，隨著恢復(fù)年限增加林草植被的減水效益會有所降低但最終趨于穩(wěn)定，而減沙效益在林草植被郁閉成林以后基本穩(wěn)定并呈現(xiàn)略微上升的趨勢。植被所發(fā)揮的水土保持效益出現(xiàn)的差異性趨勢，在一定程度上是由于林草植被的截流能力減弱，地上枯落物的增加改變了土壤表層的理化性質(zhì)，增強了土壤抗蝕性，對植被攔沙能力具有一定促進作用。

圖4　不同生長年限林草植被減水減沙效益值統(tǒng)計特征

3.2.2植被減水減沙效益階段性特征結(jié)合前文分析結(jié)果可以看出，植被恢復(fù)所發(fā)揮的減沙效益明顯高于減水效益。按照植被減水減沙效益變化趨勢及主要影響因素而言，植被恢復(fù)大致可以分為3個階段：栽植擾動階段、水土保持階段、水分限制階段。植被生長初期，栽植活動對土壤表層的擾動較大，植被覆蓋度取決于種植密度，對降雨的截留能力時高時低，甚至不能起到減水減沙作用。隨著植被恢復(fù)年限的增加，林草植被達到郁閉狀態(tài)，截流能力趨于穩(wěn)定。同時，地表枯落物也逐漸加厚，在一定程度上起到了減能作用，降低了降雨擊濺和徑流沖刷對地表所產(chǎn)生的侵蝕能，減沙效益基本穩(wěn)定在80%以上。黃土高原地區(qū)屬于干旱半干旱地區(qū)，水資源嚴重匱乏，加之由于植被恢復(fù)造成的表層干化，嚴重限制林草植被的生長，植被截流能力減弱，進而影響植被減水減沙效益，受林地枯落物的影響，該階段減沙能力減弱。總之，受不同限制因素的影響，不同階段植被所發(fā)揮的減水減沙效益具有相應(yīng)的特征。對于黃土高原地區(qū)而言，受區(qū)域氣候特征和土壤理化性狀等限制因素的制約，合理的栽植活動、選用耐旱性水土保持植被和適當(dāng)?shù)慕?jīng)營管理是進一步減少該區(qū)土壤侵蝕的有效途徑。

4結(jié) 論

地表徑流是降水與下墊面因素綜合影響的結(jié)果，地表產(chǎn)流產(chǎn)沙情況可以作為衡量地形因子和植被覆被情況等對坡面水土流失影響的參考指標(biāo)。隨著植被恢復(fù)年限的增加，林分的結(jié)構(gòu)、覆蓋度以及枯枝落葉層的厚度均發(fā)生相應(yīng)的變化，其水土保持功能也就產(chǎn)生差異[16]。本文通過對可收集到文獻數(shù)據(jù)的整合分析，初步得出黃土高原地區(qū)不同恢復(fù)年限林草植被的減水減沙效益特征。

(1) 與對照相比，黃土高原地區(qū)植被恢復(fù)所產(chǎn)生的減水減沙效益明顯，減沙效益大于減水效益。4年生以上草地植被和5年生以上林灌植被可以發(fā)揮穩(wěn)定的減水減沙效益，減沙效益基本穩(wěn)定在80%左右。

(2) 受栽植擾動、林下枯落物、土壤水分等限制因素的影響，植被減水減沙效益特征大致可以分為3個不同恢復(fù)階段：栽植擾動階段、水土保持階段、水分限制階段。因此，合理的林草撫育管理可以減少黃土高原地區(qū)水土流失。

對不同年代、不同徑流小區(qū)的試驗觀測數(shù)據(jù)進行整合分析，可以較客觀地反映不同恢復(fù)年限植被減水減沙效益，有效避免片面結(jié)論的產(chǎn)生[42]，也可為研究生態(tài)水文演變過程提供理論基礎(chǔ)。

[參考文獻]

[1]馮浩,吳淑芳,吳普特,等.草地坡面徑流調(diào)控放水試驗研究[J].水土保持學(xué)報,2005,19(6):23-25.

[2]余新曉,張曉明,武思宏,等.黃土區(qū)林草植被與降水對坡面徑流和侵蝕產(chǎn)沙的影響[J].山地學(xué)報,2006,24(1):19-26.

[3]莫菲,李敘勇,賀淑霞,等.東靈山林區(qū)不同森林植被水源涵養(yǎng)功能評價[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(17):5009-5016.

[4]Zhao Guangju, Mu Xingmin, Wen Zhongming, et al. Soil erosion, conservation and eco-environmental changes in the Loess Plateau of China[J]. Land Degradation & Development, 2013,24(5):499-510.

[5]Zheng Fenli. Effect of vegetation changes on soil erosion on the Loess Plateau[J]. Pedosphere, 2006,16(4):420-427.

[6]艾寧,魏天興,朱清科.陜北黃土高原不同植被類型下降雨對坡面徑流侵蝕產(chǎn)沙的影響[J].水土保持學(xué)報,2013,27(2):26-30.

[7]李斌,張金屯.不同植被蓋度下的黃土高原土壤侵蝕特征分析[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2010,18(2):241-244.

[8]劉棟,劉普靈,鄧瑞芬,等.不同下墊面徑流小區(qū)次降雨侵蝕特征相關(guān)分析[J].水土保持通報,2011,31(2):99-102.

[9]潘成忠,上官周平.不同坡度草地含沙水流水力學(xué)特性及其攔沙機理[J].水科學(xué)進展,2007,18(4):490-495.

[10]余新曉,陳麗華.黃土地區(qū)防護林生態(tài)系統(tǒng)水量平衡研究[J].生態(tài)學(xué)報,1996,16(3):238-245.

[11]侯喜祿,曹清玉.陜北黃土丘陵溝壑區(qū)植被減沙效益研究[J].水土保持通報,1990,10(2):33-40.

[12]衛(wèi)偉,陳利頂,傅伯杰,等.黃土丘陵區(qū)不同降雨格局下土地利用的水土流失效應(yīng)[J].水土保持通報,2006,26(6):19-23.

[13]Mu Xingmin, Zhang Lu, McVicar T R. Estimating the impact of conservation measures on stream-flow regime in catchments of the Loess Plateau, China[J]. Hydrological Progress, 2007,21(16):2124-2134.

[14]穆興民,王飛,李靖,等.水土保持措施對河川徑流影響的評價方法研究進展[J].水土保持通報,2004,24(3):73-78.

[15]高鵬,穆興民,劉普靈,等.降雨強度對黃土區(qū)不同土地利用類型入滲影響的試驗研究[J].水土保持通報,2006,26(3):1-5.

[16]吳欽孝,趙鴻雁,劉向東.持續(xù)提高黃土高原植被水土保持功能的配套技術(shù)(I):森林保持水土的條件[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,2002,18(2):50-52.

[17]章文波,謝云,劉寶元.降雨侵蝕力研究進展[J].水土保持學(xué)報,2002,16(5):43-46.

[18]趙鴻雁,吳欽孝,陳云明.黃土高原不同處理人工油松林地水土流失研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報,2002,30(6):171-173.

[19]Lu Yihe, Fu Bojie, Feng Xiaoming, et al. A policy-driven large scale ecological restoration: Quantifying ecosystem services changes in the Loess Plateau of China[J]. PLoS One, 2012,7(2):1-10.

[20]羅偉祥,白立強,宋西德,等.不同覆蓋度林地和草地的徑流量與沖刷量[J].水土保持學(xué)報,1990,4(1):30-35.

[21]申震洲,劉普靈,謝永生,等.不同下墊面徑流小區(qū)土壤水蝕特征試驗研究[J].水土保持通報,2006,26(3):6-9.

[22]周毅,魏天興,解建強,等.黃土高原不同林地類型水土保持效益分析[J].水土保持學(xué)報,2011,25(3):12-16.

[23]姜娜,邵明安.黃土高原小流域不同坡地利用方式的水土流失特征[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(6):36-41.

[24]閆曉玲.黃土高塬溝壑區(qū)兩種牧草蓄水保土效果試驗[J].人民黃河,2012,34(4):81-83.

[25]陳云明,侯喜祿,劉文兆.黃土丘陵半干旱區(qū)不同類型植被水保生態(tài)效益研究[J].水土保持學(xué)報,2000,14(3):57-61.

[26]趙護兵,劉國彬,曹清玉,等.黃土丘陵區(qū)不同土地利用方式水土流失及養(yǎng)分保蓄效應(yīng)研究[J].水土保持學(xué)報,2006,20(1):20-24.

[27]王青杵,王改玲,石生新,等.晉北黃土丘陵區(qū)不同人工植被對水土流失和土壤水分含量的影響[J].水土保持學(xué)報,2012,26(2):71-74.

[28]張啟民,張文婷.晉西黃土丘陵溝壑區(qū)幾種優(yōu)良牧草水土保持效益的研究[J].山西水土保持科技,1998(4):13-15.

[29]趙陟峰,趙廷寧,葉海英,等.晉西黃土丘陵溝壑區(qū)刺槐人工林枯落物水文特性[J].水土保持通報,2010,30(1):69-73.

[30]胡夢珺.黃土丘陵溝壑區(qū)沙棘、檸條林地水量平衡及土壤水分生態(tài)特征[D].陜西 楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2003.

[31]徐佳,劉普靈,鄧瑞芬,等.黃土坡面不同植被恢復(fù)階段的減水減沙效益研究[J].地理科學(xué),2012,32(11):1391-1396.

[32]劉曉峰.豆科牧草對黃土丘陵溝壑區(qū)退耕地水土流失及土壤養(yǎng)分的影響[J].甘肅科技,2009,25(19):58-61.

[33]侯喜祿,白崗栓,曹清玉.黃土丘陵區(qū)森林保持水土效益及其機理的研究[J].水土保持研究,1996,3(2):98-103.

[34]張津濤,張建軍,郭小平.晉西黃土殘塬溝壑區(qū)沙棘生物量及水土保持效益的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,1993,15(4):118-124.

[35]張建軍,朱金兆,魏天興.晉西黃土區(qū)坡面水土保持林地產(chǎn)流產(chǎn)沙的觀測分析[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,1996,18(3):14-20.

[36]于國強,李占斌,李鵬,等.不同植被類型的坡面徑流侵蝕產(chǎn)沙試驗研究[J].水科學(xué)進展,2010,21(5):593-599.

[37]楊春霞,姚文藝,肖培青,等.不同立地條件下坡面水土流失的差異性試驗研究[J].水土保持研究,2010,17(1):222-224.

[38]吳欽孝,趙鴻雁.沙棘林的水土保持功能及其在治理和開發(fā)黃土高原中的作用[J].沙棘,2002,15(1):27-30.

[39]陳云明,陳永勤.人工沙棘林水文水土保持作用機理研究[J].西北植物學(xué)報,2003,23(8):1357-1361.

[40]霍竹,張斌亮.六道溝小流域主要灌木林地土壤干化研究[J].中國人口·資源與環(huán)境,2007,17(5):95-98.

[41]Wang Shuai, Fu Bojie, Gao Guangyao, et al. Responses of soil moisture in different land cover types to rainfall events in a re-vegetation catchment area of the Loess Plateau, China[J]. Catena, 2013,101(2):122-128.

[42]Nearing M A, Jetten V, Baffaut C, et al. Modeling response of soil erosion and runoff to changes in precipitation and cover[J]. Catena, 2005,61(2):131-154.

Meta-analysis on Runoff and Sediment Reductions of Re-vegetation with Different Planting Years on Loess Plateau

ZHAO Yuezhong1, MU Xingmin2,3, YAN Baowen1, ZHAO Guangju2,3

(1.CollegeofWaterResourceandArchitecturalEngineering,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China; 2.InstituteofSoilandWaterConservation,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China; 3.InstituteofSoilandWaterConservation,ChineseAcademyofSciencesandMinistryofWaterResources,Yangling,Shaanxi712100,China)

Abstract：[Objective] To analyze the variation of runoff and sediment reductions of re-vegetation with different planting years in order to provide a scientific basis for allocating measures of grassland rationally further and studying the sustainability of ecological restoration on the Loess Plateau region. [Methods] A meta-analysis was conducted to quantitatively describe the effects of re-vegetation on runoff and sediment reductions by compiling eighteen papers. [Results] The vegetation of grassland planted for more than four years and woods and shrubs planted for more than five years had a stable benefit on runoff and sediment reduction with the increase of age, and the benefit remain at about 80%. Litters on the surface in the forest play an important role in promoting more runoff and sediment reductions. [Conclusion] In regard to the effects of water and sediment reduction of vegetation which were affected by many limiting factors, it can be divided into three stages as following: plant disturbance stage, soil and water conservation and moisture limited stage.

Keywords:meta-analysis; runoff and sediment reductions; re-vegetation; Loess Plateau

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)03-0006-06

中圖分類號：S157.1

通信作者：嚴寶文(1970—),男(漢族),陜西省漢中市人,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事農(nóng)業(yè)水土環(huán)境與保護工作。E-mail:yanbaowen@nwsuaf.edu.cn。

收稿日期：2014-05-06修回日期：2014-06-15

資助項目：國家自然科學(xué)基金項目“延河流域水沙變化及其對退耕還林(草)的響應(yīng)”(41271295), “皇甫川流域泥沙來源的復(fù)合指紋示蹤研究”(41201266)); 中國科學(xué)院重點部署項目“近百年黃土高原侵蝕環(huán)境與水沙變化”(KZZD-EW-04-03)

第一作者：趙躍中(1988—),男(漢族),山西省長治市人,碩士研究生,主要研究方向為流域水文變化。E-mail:yuezhong.008@163.com。