黃土高原林草水土保持有效蓋度分析

摘要：林草有效蓋度的提升對水土保持有重要的作用，而影響林草有效蓋度的因素較多，如降雨、坡度等，筆者在本文將以黃土高原為例對林草水土保持有效蓋度進(jìn)行分析。文章首先概述了水土保持及植被有效蓋度，闡明了水土保持、有效蓋度的含義以及影響有效蓋度的因素；其次對研究區(qū)域以及研究方法進(jìn)行了論述；再次對研究數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理，并對坡耕地侵蝕性降雨指標(biāo)與林、草地水土保持有效蓋度進(jìn)行了詳細(xì)分析；最后提出了提升黃土高原林草水土保持有效蓋度的措施，即依據(jù)坡度不同調(diào)整植被以及開發(fā)合理的工程措施。

關(guān)鍵詞：黃土高原；水土保持；植被有效蓋度

中圖分類號：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0192-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.110

Soil and water conservation effective coverage analysis of forest and grass on the loess plateau

Zhao Yanru

（Chifeng Farming and Pasture School， Chifeng， Inner Mongolia 024000，China）

Abstract： The improvement of the effective cover of forest and grass plays an important role in water and soil conservation， and there are many factors affecting the effective coverage of forest and grass， such as rainfall and slope， etc. In this paper， the author takes the Loess Plateau as an example， Coverage for analysis. The article first outlines the soil and water conservation and the effective coverage of vegetation， clarifies the meaning of soil and water conservation， effective coverage and the factors that affect the effective coverage. Secondly， it discusses the research area and research methods； Erosion index of sloping arable land and effective coverage of soil and water conservation of forest and grassland are analyzed in detail. At last， the measures to enhance the effective coverage of soil and water conservation of forest and grassland in Loess Plateau are put forward， that is， the vegetation is adjusted according to the slope and the reasonable engineering measures are developed.

Key words： Loess Plateau； Water and soil conservation； Effective coverage of vegetation

植被是防止水土流失的主要因素，要減少水土流失，必須要保證植被的有效蓋度，然而影響植被有效蓋度的因素有許多，部分人員并沒有重視這些因素，片面地認(rèn)為“植被有效蓋度”便是“植被覆蓋率”，要使“覆蓋率”達(dá)到30%～70%，這種觀念不僅不利于林草有效蓋度的提升，還會使林草建設(shè)工作事倍功半，造成大量的人力物力資源浪費。故而筆者在本文中對黃土高原林草水土保持有效蓋度進(jìn)行分析，詳細(xì)分析林草蓋度的影響因素，并提出相應(yīng)的措施，希望能夠予以相關(guān)人員一定的參考，從而更好地開產(chǎn)林草建設(shè)工作。

1 水土保持及植被有效蓋度概述

1.1 水土保持概述

水土保持是指對水土流失現(xiàn)象采取的預(yù)防以及治理措施，水土流失的因素包括人為因素及自然因素，本文主要是從自然因素的角度進(jìn)行探討，以為人們采取措施進(jìn)行水土保持提供參考。水土保持是綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，該工作具有四大特點，分別是科學(xué)性、地域性、綜合性以及群眾性?？茖W(xué)性是指水土保持工作應(yīng)當(dāng)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上，不能盲目地進(jìn)行整治；地域性是指在進(jìn)行水土保持工作時需要依據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件如降水等情況采取措施；綜合性是指水土保持需要多個部門共同協(xié)調(diào)，如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土資源等部門，在協(xié)調(diào)之后得出切實可行的措施，以確保水土保持工作得以正常開展；群眾性是指水土保持工作必須要依靠廣大群眾，方能有效開展。水土保持是國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的基礎(chǔ)，是地區(qū)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

1.2 植被有效蓋度含義

植被有效蓋度是指林草地土壤流失量降低到允許流失量時的植被高度。植被有效蓋度并不是“植被覆蓋率”，也不是“植被覆蓋面積”，該概念是從水土流失的角度論述的，因為防止土壤侵襲是水土保持的核心人物，如果土壤流失量與允許土壤流失量相當(dāng)或者小于允許土壤流失量，那么這時土壤流失對該地區(qū)影響并不大，對土地的生產(chǎn)潛力影響也比較小，故而確定植被有效蓋度對水土保持有重要的作用。另外，不同地區(qū)不同的植被其有效蓋度也不同，所以在進(jìn)行水土保持工作時，必須依據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況選擇合適的植被。

1.3 影響有效蓋度的因素

影響有效蓋度的因素較多，在某地區(qū)土壤以及植被類型相對一致的條件下，該地區(qū)的土壤侵蝕受到降雨、地形以及植被覆蓋因子共同作用，具體如圖1所示：

圖1 降雨因子、地形因子與植被蓋度三者之間的關(guān)系

由上圖可以看出，某地區(qū)土壤侵蝕模數(shù)受到植被蓋度、坡度以及降雨三方面的影響，因為有效蓋度是一個范圍性的數(shù)值，在臨界有效蓋度到100%之間，故而在進(jìn)行分析之時，需要將三者均納入其中進(jìn)行探究。因為三者之間具有相互聯(lián)系，且有學(xué)者探究這三者為“制約關(guān)系”，該學(xué)者探究了土壤侵蝕模數(shù)小于2t·hm-2時，蓋度、坡度以及降雨之間的關(guān)系，具體關(guān)系如圖2所示：

圖2 土壤侵蝕模數(shù)小于2t·hm-2時三因子之間的關(guān)系

由上圖可以看出，如果某地的坡度確定，那么植被蓋度與降雨指標(biāo)成正相關(guān)，降雨越大，則蓋度也需要隨之增大；如果某地區(qū)的降雨條件確定，那么植被蓋度與坡度之間也存在正相關(guān)，坡度越大，植被蓋度也需要增大；但是當(dāng)植被蓋度確定時，降雨與坡度則為反比關(guān)系，如果降雨越大，則坡度應(yīng)當(dāng)盡量減小，這樣才更有利于水土保持。

2 研究區(qū)域與方法

2.1 研究區(qū)域及其自然特征

筆者探究的為黃土高原林草水土保持有效蓋度，故而查閱資料，對五寨、榆林、興縣、綏德、延安以及隰縣這6個地方的情況進(jìn)行總結(jié)與分析。這六處位于黃土高原區(qū)，是干旱、半干旱的地區(qū)，其地形比較破碎，雖然土層比較深厚，但是土質(zhì)疏松，不利于水土保持。另外，該地區(qū)的降水量集中在200mm到600mm之間，且降水月份較為固定，一般在每年的7月到9月之間，雖然降水量相對比較小，但是卻多短時間的暴雨，對水土保持工作更加不利。另外因為長期以來，人們不注重對該處的水土保持，部分林草地已經(jīng)被破壞，使該區(qū)的水土保持工作難度更大。最后，該區(qū)的植物種類相對還是比較多的，但是每一種植物的資源量卻比較小，生態(tài)環(huán)境惡化比較嚴(yán)重。為了較為準(zhǔn)確的進(jìn)行分析，筆者選取五寨、榆林、興縣、綏德、延安以及隰縣這6個地區(qū)的某些具有代表性的區(qū)域進(jìn)行探究，如綏德的王茂溝、延安的紙坊溝，通過對這些地區(qū)的“坡度”、區(qū)域面積、種植作物進(jìn)行分析，以得出較為準(zhǔn)確的結(jié)果。通過分析可以看出，該區(qū)主要的植作物為谷子、豆類、高粱、馬鈴薯等，而主要的樹種是洋槐、榆樹、檸條等。這些作物的生長條件極為類似，所以可以將其列于一處進(jìn)行研究。

2.2 研究方法

本文所采用的研究方法為樣本測試法，為了使結(jié)果更符合該地區(qū)的情況，且測得的結(jié)果更加具有實際意義，筆者以該地區(qū)的坡耕地作為對照，分析該地區(qū)的林草措施，以更好地為該地區(qū)的水土保持工作提供參考。因為該地區(qū)土質(zhì)疏松，且多暴雨，故而該地區(qū)的土壤侵蝕多是由于高強(qiáng)度的降雨影響的，而這些降雨總量又比較小，所以難以形成徑流，故而筆者以坡耕地為對照。在研究之時先確定坡耕地的侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)，再依據(jù)坡耕地的具體情況分析林地、草地蓋度與降雨、坡度之間的關(guān)系，最終得出林地、草地的水土保持有效蓋度。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 坡耕地侵蝕性降雨指標(biāo)及分析

首先分析坡耕地侵蝕性降雨指標(biāo)，可以為之后的研究提供對照。在該階段，先確定降雨指標(biāo)，即降雨量與最大30min雨強(qiáng)的乘積，該指標(biāo)中包含兩個因子，分別是雨量和雨強(qiáng)，以較好地反映出不同的降雨條件。通常情況下土壤侵蝕受到影響最大的是30min雨強(qiáng)的乘積，但是因為黃土高原的特點，即“超滲產(chǎn)流”，所以在考慮該問題時，必須要分析最大30min雨強(qiáng)。因為筆者所分析的主要為延安、綏德等地區(qū)，這些地區(qū)均屬于黃土高原，而黃土高原的土壤因子極其類似，故而可以將這些降雨資料看作是同一地區(qū)的不同次降雨條件下的降雨侵蝕資料，以更好地進(jìn)行分析。選取2006至2016年這些地區(qū)424場坡耕地徑流小區(qū)侵蝕性降雨資料進(jìn)行分析，將次降雨量設(shè)為P，i30為最大30min雨強(qiáng)，Ep為侵蝕累計百分比，最終得出結(jié)果如下所示：

由這一結(jié)果可以得出，當(dāng)Ep在95%之時，Pi30為3.20mm2·min-1，i30為0.24mm2·min-1，所以可以得知只有Pi30數(shù)值在3.20mm2·min-1之上且i30也在0.24mm2·min-1之上時，才能充分發(fā)揮水土保持的作用，因為黃土高原地區(qū)特點類似，故而對于林草水土保持的有效蓋度也需要以此為基準(zhǔn)。

3.2 林、草地水土保持有效蓋度及分析

為探究林、草地水土保持有效蓋度，需要依照Pi30與i30的公式進(jìn)行計算，通過分析，得出所研究的六個地區(qū)符合條件的降水秦時資料林地為78場次，草地為68場次，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，最終如表1所示：

4 提升黃土高原林草水土保持有效蓋度的措施

4.1 依據(jù)坡度與降雨不同調(diào)整植被

黃土高原地區(qū)整體的坡度變化幅度相對較小，故而對林草水土有效蓋度的影響最大的是降雨，黃土高原地區(qū)多暴雨，且集中于7月到9月之間，筆者總結(jié)近年來以上六個地區(qū)不同降雨的降雨量與最大30min雨強(qiáng)乘積的發(fā)生頻率，具體如表2所示：

將以上數(shù)據(jù)代入公式進(jìn)行計算，可以得知坡度為20°、25°、30°、35°時，林地的臨界有效蓋度要分別達(dá)到57.2%，64.5%，70.4%和75.5%，草地的臨界有效蓋度要分別達(dá)到63.4%，71.1%，77.3%和82.6%。所以在采取措施提升林草水土有效蓋度時，需要用注意降水情況。

4.2 開發(fā)合理的工程措施

因為一地區(qū)的林草有效蓋度易受坡度的影響，雖然黃土高原整體坡度變化不大，但是為了充分保障水土保持工作的效果，需要開發(fā)合理的工程措施，如各類梯田、臺地、水平溝等，通過這些措施，來更好地對黃土高原水土流失情況進(jìn)行防治。

5 結(jié)語

本文對黃土高原林草水土保持有效蓋度進(jìn)行探究，通過數(shù)據(jù)分析得出黃土高原林草水土保持的各項指標(biāo)，并提出了相應(yīng)的措施以提升黃土高原林草水土保持有效蓋度，以期為相關(guān)人員開展林草建設(shè)工作提供一定的參考，同時拋磚引玉，希望有更多的學(xué)者參與其中進(jìn)行探討，以促進(jìn)我國自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張鵬彥. 黃土高原地區(qū)水土保持對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人畜飲水的影響分析[D].西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2017.

[2]楊啟紅. 黃土高原典型流域土地利用與溝道工程的徑流泥沙調(diào)控作用研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2017.

[3]魯克新. 黃土高原流域生態(tài)環(huán)境修復(fù)中的水沙響應(yīng)模擬研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2016.

[4]王晗生. 黃土高原植被建設(shè)中若干關(guān)鍵問題的研究[D].西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2016.

收稿日期：2017-11-19

作者簡介：趙艷茹（1984-），女，碩士研究生，講師。