閆夏嬌
(山西省水利水電科學(xué)研究院)
大家知道,造成水土流失嚴(yán)重的問(wèn)題,極為重要的原因是植被破壞,一旦植被破壞,就會(huì)導(dǎo)致水土流失與生態(tài)環(huán)境惡化。長(zhǎng)期以來(lái),特別是近20 a 來(lái),針對(duì)我國(guó)水土流失嚴(yán)重的問(wèn)題,依照綜合國(guó)力狀況,植被恢復(fù)倍受重視,在水土保持上廣泛應(yīng)用,加快了水土流失治理步伐,迅速改善了生態(tài)環(huán)境,成效顯著。眾多志士仁人,對(duì)植被與水土保持的關(guān)系進(jìn)行了深入研究,取得了大量研究成果。本文就植被蓋度對(duì)水土保持的影響,收集了大量資料,現(xiàn)綜述如下。
結(jié)合我國(guó)局部地區(qū)的超滲產(chǎn)流情況來(lái)看,只有在降雨強(qiáng)度超過(guò)土壤入滲速率時(shí),才會(huì)產(chǎn)生地表徑流。隨著降雨歷時(shí)的延長(zhǎng),土壤入滲量增加,地表徑流則會(huì)減少。在通常情況下,并不是在降雨初期就會(huì)出現(xiàn)地表徑流現(xiàn)象,必須經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間。研究人員習(xí)慣將降雨開始到地面出現(xiàn)徑流這段時(shí)間,稱為起流歷時(shí),整個(gè)時(shí)間段中的降雨量被稱為初損降雨量。在研究植被蓋度對(duì)初損雨量的影響時(shí)可知,在相同降雨強(qiáng)度下,有植被覆蓋的谷地比其他區(qū)域的起流歷時(shí)長(zhǎng),并且初損雨量也大。在相同的降雨條件下,不同蓋度的草地初損雨量之間存在著一定的差異,初損雨量會(huì)隨著植被蓋度的增加而增加。在人工降雨實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,如果降雨強(qiáng)度是1.5 mm/min,不同蓋度的草地初損雨量與初損時(shí)間均是不同的。研究表明,植被蓋度從20%增加到80%,初損雨量會(huì)增加之前的2 倍左右。根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)可知,植被蓋度對(duì)起流歷時(shí)以及初損雨量影響極大。如果植被蓋度越大,在相同降雨強(qiáng)度以及前期土壤含水量條件下,起流歷時(shí)就會(huì)越長(zhǎng),最終降雨初損量就會(huì)越大。
植被的冠層,能夠起到有效減弱降雨侵蝕勢(shì)能的作用,也能起到有效阻截降雨的作用,進(jìn)而對(duì)土壤實(shí)現(xiàn)保護(hù),有效減少水土流失。科技人員研究的我國(guó)大興安嶺林區(qū)的樹冠截留、枯枝落葉層與土壤水文之間的關(guān)系成果,充分說(shuō)明水土流失量的變化與郁閉度以及對(duì)降雨的截留量之間存在顯著正相關(guān)。林冠大小、林分密度、風(fēng)速等因素,直接影響著林冠截留降水。不同種類的林分在不同密度下,與截留降雨量之間成正比關(guān)系,也就是說(shuō),林分密度越大,截留降水量就越大,林分密度越小,截留降水量就越小。隨著森林郁閉度的增加,降水截留量與截留率之間的差距就會(huì)逐漸降低,如果郁閉度達(dá)到了70%以上,截留量與截留率就會(huì)呈現(xiàn)相繼增加的趨勢(shì)。
降雨能量是影響土壤侵蝕最重要的原因,降低降雨能量,能夠有效地降低土壤侵蝕程度。植被覆蓋能夠高效地降低降雨能量,降低土壤侵蝕的速率。結(jié)合相關(guān)研究?jī)?nèi)容可知,植被對(duì)降雨能量的減弱作用主要體現(xiàn)在以下兩方面:一是林冠截留,二是林冠緩沖降雨勢(shì)能。在一次降雨過(guò)程中,林冠截留能夠高效降低降雨總量的總體勢(shì)能。由于林分的不同,所產(chǎn)生的降雨勢(shì)能減弱情況也會(huì)不同。比如喬木,其減弱降雨勢(shì)能作用與灌木相比,效果差異明顯。植被郁閉度與降雨勢(shì)能之間呈現(xiàn)正比關(guān)系,郁閉度越大,減弱降雨勢(shì)能的作用與效果就越明顯。研究表明,通過(guò)恢復(fù)植被,增大植被覆蓋率,就能有效增加大氣降雨量10%。
根據(jù)對(duì)人工草地蓋度對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響研究可以發(fā)現(xiàn),如果植被蓋度超過(guò)60%,控制水土流失的效果顯著而穩(wěn)定,但是不超過(guò)60%時(shí),控制水土流失的效果就不太穩(wěn)定,容易出現(xiàn)波動(dòng)。因此,要想高效防治水土流失,地面植被的蓋度不應(yīng)小于60%。也有實(shí)驗(yàn)表明,地面植被蓋度70%時(shí),控制水土流失效果顯著,建議將70%作為植被控制水土流失的臨界值。大量研究資料充分說(shuō)明,植被蓋度越大對(duì)土壤侵蝕的抑制作用就越強(qiáng),60%-70%植被蓋度可以作為植物措施控制水土流失的臨界值。
在土壤的眾多特性中,土壤入滲特征對(duì)水土流失的影響是最為明顯的。在開展水土保持過(guò)程中,最重要的環(huán)節(jié)就是提高土壤的入滲性能。首先,應(yīng)正確優(yōu)化植被栽種土壤的理化性質(zhì),保證土壤的容重減小,增大土體孔隙率,從面提高土壤的入滲能力,增加土壤蓄水量。有關(guān)土壤滲透實(shí)驗(yàn)表明,土壤的有機(jī)質(zhì)含量增加,土壤的結(jié)構(gòu)性就趨好,滲透力增大,控制水土流失效果良好。據(jù)科技人員對(duì)林地枯枝落葉層的研究,結(jié)果顯示,隨著郁閉度的增加,枯枝落葉層增厚,控制水土流失效果非常明顯。其主要原因:一是截留降水,降低地表徑流形成速率,延長(zhǎng)入滲時(shí)間,增加地表入滲量;二是增加土壤有機(jī)質(zhì),改善土壤結(jié)構(gòu),增大土壤蓄水容量,提高降水入滲率。枯葉落葉層與植被蓋度密切相關(guān),植物茂密,生長(zhǎng)旺盛,地表枯枝落葉層就會(huì)增厚,通過(guò)增加土壤入滲,控制地表徑流的形成。
大量研究表明,植物措施是水土保持體系中最為主要的措施,其對(duì)水土流失的控制和對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善作用是多方面的,既有截持降雨、降低雨滴動(dòng)能的功能,又有延長(zhǎng)地表徑流形成、增加土壤入滲時(shí)間等功效,這些均主要體現(xiàn)在植被蓋度的增加上。在國(guó)家高度重視生態(tài)文明建設(shè)的今天,我們應(yīng)全民動(dòng)員,協(xié)手同心,為控制水土流失、打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、建設(shè)美麗家園,大力開展植被的恢復(fù)再造,為祖國(guó)的壯麗山河蓋上綠被子而貢獻(xiàn)力量。