宋海燕

（承德林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，河北 承德 067000）

隆化縣植被覆蓋對(duì)土壤水蝕的影響分析

宋海燕

（承德林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，河北 承德 067000）

植被是連結(jié)土壤、大氣和水分等自然要素的紐帶,能夠在很大程度上代表一個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境總體狀況。隆化縣地處燕山北部的冀北山區(qū)南麓，屬半干旱區(qū)向半濕潤(rùn)區(qū)過(guò)渡地帶，土壤侵蝕以水力侵蝕為主。該文通過(guò)在隆化縣全境均勻布點(diǎn)詳細(xì)調(diào)查植被覆蓋度、森林覆蓋率及森林群落結(jié)構(gòu)，分析植被覆蓋對(duì)水力侵蝕的影響，并提出增加植被覆蓋及調(diào)整林分結(jié)構(gòu)的建議，為隆化縣可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

隆化縣；植被覆蓋；土壤水蝕

水力侵蝕是目前世界上分布最廣、危害最為普遍的一種土壤侵蝕類型。水力侵蝕是在降水、地表徑流、地下徑流的作用下，土壤、土體或其它地面組成物質(zhì)被破壞、剝蝕、搬運(yùn)和沉積的全部過(guò)程[1]，其發(fā)生的原因較為復(fù)雜，通常是由土層薄、坡度大、植被覆蓋率小、雨量大、雨水集中等一個(gè)或幾個(gè)因素共同作用的結(jié)果。植被覆蓋是水力侵蝕的主要抑制因素之一，植被地上部分對(duì)降雨的截流作用，枯枝落葉層對(duì)降低徑流流速，增強(qiáng)土壤入滲和減少?gòu)搅髁康淖饔?，植被根系?duì)固結(jié)土壤、增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和提高土壤的抗蝕性起重要作用[2]。植被結(jié)構(gòu)的改良，植被覆蓋度的增長(zhǎng)，可以縮短地表徑流過(guò)程，降低徑流洪峰量，增加土壤入滲量，減少地表徑流量[3]。近年來(lái)，隨著城鎮(zhèn)建設(shè)和各類開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的增多，地表擾動(dòng)、植被破壞、人為造成的水土流失日趨嚴(yán)重，危及到人類正常的生產(chǎn)基礎(chǔ)、生活環(huán)境乃至生命安全。該文通過(guò)對(duì)隆化縣全境植被覆蓋度、森林覆蓋率及森林群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查與分析，旨在了解隆化縣水土流失發(fā)生情況，因地制宜地提出相應(yīng)措施，為改善北京周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

隆化縣位于河北省北部，地處燕山北部的冀北山區(qū)南麓，屬半干旱區(qū)向半濕潤(rùn)區(qū)過(guò)渡地帶，年均降雨量517mm，主要集中在6～8月份，土壤侵蝕以水力侵蝕為主。全縣總面積5473.4km2，東西最長(zhǎng)126.5km、南北最寬76.5km，山場(chǎng)面積約占國(guó)土面積的80%，有“八山一水一分田”之稱。該縣森林覆蓋率53.39%，位居全省第六位，林木蓄積量590萬(wàn)m3，距北京直線距離約200km，為京津阻沙源、涵水源，其自然生態(tài)的優(yōu)劣與首都的天氣狀況有著緊密的聯(lián)系。

2 研究方法

植被覆蓋度是衡量地表植被狀況的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也是影響水土流失的主要因子。該研究主要針對(duì)降雨季節(jié)隆化縣植被覆蓋度、森林覆蓋率及森林群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽樣調(diào)查分析。

2.1 研究區(qū)調(diào)查樣地布設(shè)

于研究區(qū)內(nèi)均勻布設(shè)17個(gè)面積均為1km2的野外抽樣調(diào)查樣地。調(diào)查樣地覆蓋了隆化縣全境，通過(guò)對(duì)17個(gè)點(diǎn)位的調(diào)查與研究，能基本了解隆化縣境內(nèi)植被基本情況（見圖1）。

圖1 隆化縣植被調(diào)查樣地布設(shè)

研究區(qū)植被主要為針葉林、闊葉林、草甸、灌叢，喬木樹種主要有油松、落葉松、蒙古櫟、楊樹、榆樹、白樺等，灌草主要為山杏、平榛、荊條、繡線菊、艾草、白蓮蒿等；土壤以棕褐土和草甸土為主。

2.2 野外調(diào)查方法

利用1:5萬(wàn)地形圖確定野外調(diào)查樣地位置及樣地?cái)?shù)，通過(guò)遙感影像圖把17個(gè)調(diào)查樣地分成兩類，第一類在遙感影像圖上能清楚地辨別出地塊邊界，第二類遙感影像圖上無(wú)法清楚地辨別地塊邊界。對(duì)于第一種類型的調(diào)查樣地采用遙感影像勾繪。用CAD打開1:5萬(wàn)地形圖，勾出調(diào)查樣地，將調(diào)查樣地邊界和等高線與遙感影像圖套合。在疊加好的地形圖上勾繪地塊，在每一地塊邊界比較明顯的拐點(diǎn)處標(biāo)注坐標(biāo)，把所有坐標(biāo)整理到水力侵蝕調(diào)查內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)記錄表上，打印勾繪好的調(diào)查底圖，野外調(diào)查人員帶上該圖及GPS到實(shí)地進(jìn)行復(fù)核、矯正最后的成圖，以野外勾繪記錄為準(zhǔn)。對(duì)于第二種類型的調(diào)查樣地采用GPS定位勾繪。在手持GPS的條件下，利用GPS確定地塊邊界的經(jīng)緯度坐標(biāo)，勾繪地塊邊界，調(diào)查樣地內(nèi)植被基本情況。

3 結(jié)果與分析

野外調(diào)查結(jié)果見表1、表2。

3.1 植被覆蓋度對(duì)土壤水蝕的影響

植被對(duì)地表的有效覆蓋是影響降雨徑流侵蝕過(guò)程的重要因素，很多學(xué)者對(duì)此都進(jìn)行過(guò)深入研究。植被覆蓋度是當(dāng)今研究植被與水土流失關(guān)系中用的最多的一個(gè)參數(shù)，它是指單位土地面積上植被垂直覆蓋面積所占的百分比，常用百分?jǐn)?shù)表示，取值范圍是0～100%。土壤侵蝕量隨植被覆蓋度增長(zhǎng)逐漸減少，植被覆蓋度從0到10%每增長(zhǎng)1%，土壤侵蝕量平均減少1.19%～1.36%，植被覆蓋度增長(zhǎng)越高，減少土壤侵蝕量的百分比愈大，當(dāng)植被覆蓋度增長(zhǎng)到90%以上時(shí)土壤侵蝕就基本停止[3]。大量的研究證實(shí)，只有當(dāng)林草對(duì)地面覆蓋達(dá)到一定程度的時(shí)候，才能起到防止土壤侵蝕的作用。張光輝等通過(guò)模擬降雨試驗(yàn)表明：土壤侵蝕量隨著草地植被覆蓋度的增大呈指數(shù)下降趨勢(shì)。分析認(rèn)為70%的植被覆蓋度可以作為試驗(yàn)條件下的有效植被覆蓋度[4]。調(diào)查的17個(gè)樣地中植被覆蓋度40%～70%的有12塊樣地，占總樣地70%，植被覆蓋度70%及以上的有5塊樣地，占總樣地30%。植被覆蓋度達(dá)到90%的僅有1個(gè)樣地（表1）。通過(guò)分析，隆化縣有2/3的土地地表未達(dá)到有效覆蓋，易發(fā)生不同程度的水土流失。

表1 調(diào)查樣地植被覆蓋度

表2 調(diào)查樣地內(nèi)喬木林基本情況

3.2 森林覆蓋率對(duì)土壤水蝕的影響

森林植被通過(guò)林冠層、枯枝落葉層、根系層以及森林生態(tài)系統(tǒng)的生理生態(tài)特性，調(diào)節(jié)森林水文過(guò)程，改良土壤理化性質(zhì)，一方面耗散降水徑流的侵蝕能量，另一方面提高土壤抵抗侵蝕的能力，進(jìn)而起到防止土壤侵蝕的作用。我國(guó)學(xué)者對(duì)森林覆蓋率與土壤侵蝕之間的關(guān)系進(jìn)行了大量研究。侯喜祿等[5]認(rèn)為土壤侵蝕量隨林分覆蓋度的增加而減少，當(dāng)覆蓋度增加到60%時(shí)，林地減少土壤侵蝕量的效益最顯著。森林覆蓋率（%）=（喬木林地面積+特殊灌木林地面積）/土地總面積×100%。按照《國(guó)家特別規(guī)定的灌木林地》的規(guī)定，該地區(qū)無(wú)特殊灌木林地，文中森林覆蓋率即為喬木林占地比例。17個(gè)調(diào)查樣地中森林覆蓋率小于40%樣地是11號(hào)和2號(hào)（無(wú)喬木林），占總樣地10%；森林覆蓋率在40%～60%的樣地是1、3、5、6、9、10、12、14、16、17號(hào)，占總樣地60%；森林覆蓋率大于60%的樣地是4、7、8、13、15號(hào)，占總樣地30%，森林覆蓋率有待進(jìn)一步提高（表2）。

4 結(jié)論

植被對(duì)水蝕的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：植被截留降雨，植被葉滴擊濺，植被攔濾徑流、泥沙，植被根系增強(qiáng)土壤抗蝕性，植被枯枝落葉層對(duì)土壤的保護(hù)作用[6]。一般情況下，純喬木林的覆蓋效果往往是增大擊濺侵蝕，如果喬木林下地面枯枝落葉層較厚或有灌木或草生長(zhǎng)，對(duì)二次擊濺的動(dòng)能可以起很大的消減作用[7]。簡(jiǎn)言之，完整的群落結(jié)構(gòu)可有效控制水土流失的發(fā)生。完整的群落結(jié)構(gòu)含有喬木層、下木層和地被層3個(gè)層次；較完整群落結(jié)構(gòu)含有喬木層和其它1個(gè)植被層，簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)只有喬木1個(gè)植被層。17個(gè)調(diào)查樣地中森林的群落結(jié)構(gòu)基本屬于較完整結(jié)構(gòu)，所占比例達(dá)到76.5%，1號(hào)和14號(hào)樣地是完整的群落結(jié)構(gòu)，植被蓋度達(dá)到90%以上，基本不會(huì)發(fā)生水土流失；4號(hào)樣地是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，2號(hào)樣地?zé)o喬木林。

5 討論

從總體上看，研究區(qū)植被覆蓋度的變化與人類活動(dòng)有著不可分割的關(guān)系。鑒于此，隆化縣植被建設(shè)應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾方面工作。

（1）保護(hù)現(xiàn)有森林資源。加強(qiáng)對(duì)林地植被的保護(hù)和恢復(fù)工作，加大退耕還林工作力度，盡可能避免建設(shè)用地?cái)U(kuò)張侵占林地及植被較好的區(qū)域，以免出現(xiàn)新的植被覆蓋顯著退化區(qū)域；進(jìn)一步加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)的宣傳力度，增強(qiáng)全民生態(tài)文明意識(shí)，樹立人人關(guān)心環(huán)境保護(hù)、人人參與生態(tài)建設(shè)的良好社會(huì)風(fēng)氣。

（2）營(yíng)造喬灌草結(jié)合的復(fù)層森林資源結(jié)構(gòu)。通過(guò)封、造、撫等措施，營(yíng)造喬灌草結(jié)合的復(fù)層林。一是以人工造林為主，封山育林和工程固沙為輔，實(shí)施喬灌草結(jié)合的治理模式；二是實(shí)施天然林保護(hù)工程，積極爭(zhēng)取擴(kuò)大天然公益林保護(hù)規(guī)模；三是加強(qiáng)中幼林撫育和低質(zhì)低效林改造，調(diào)整林分密度與結(jié)構(gòu)，改善林木生長(zhǎng)環(huán)境，營(yíng)造多樹種、多層次林分結(jié)構(gòu)。

（3）大力開展工業(yè)區(qū)生態(tài)修復(fù)。要加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，提高工業(yè)區(qū)尤其是鐵礦區(qū)植被覆蓋度，閉礦后大力恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境，深化多元素礦、尾礦、矸石等資源的綜合開發(fā)利用，既可促進(jìn)礦業(yè)發(fā)展，又可減少植被破壞。

［1］張洪江.土壤侵蝕原理［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2000.

［2］夏青，尚潤(rùn)陽(yáng).植被覆蓋度對(duì)土壤侵蝕的影響評(píng)價(jià)［J］.海河水利，2014，4（52）.

［3］張華嵩.植被恢復(fù)過(guò)程與防止水土流失效果的研究［J］.林業(yè)科學(xué)，1989，25（1）.

［4］張光輝，梁一民.植被覆蓋度對(duì)水土保持功效影響的研究綜述［J］.水土保持研究，1996，3（2）.

［5］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(jī)理的研究［J］.水土保持研究，1996，3（2）：98-103.

［6］張清春，劉寶元，翟剛.植被與水土流失研究綜述［J］.水土保持研究，2002，12（4）.

［7］趙曉光，吳發(fā)啟，薛智德，等.控制坡地水力侵蝕危害的管理措施［J］.水土保持研究，2000，7（1）.

S157.1

A

1002-3356（2016）04-0051-03

2016-07-24

宋海燕（1981-），女，工程師，主要研究方向：資源監(jiān)測(cè)和林業(yè)調(diào)查。