閆夏嬌
(山西省水利水電科學(xué)研究院)
大家知道,造成水土流失嚴重的問題,極為重要的原因是植被破壞,一旦植被破壞,就會導(dǎo)致水土流失與生態(tài)環(huán)境惡化。長期以來,特別是近20 a 來,針對我國水土流失嚴重的問題,依照綜合國力狀況,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,對植被與水土保持的關(guān)系進行了深入研究,取得了大量研究成果。本文就植被蓋度對水土保持的影響,收集了大量資料,現(xiàn)綜述如下。
結(jié)合我國局部地區(qū)的超滲產(chǎn)流情況來看,只有在降雨強度超過土壤入滲速率時,才會產(chǎn)生地表徑流。隨著降雨歷時的延長,土壤入滲量增加,地表徑流則會減少。在通常情況下,并不是在降雨初期就會出現(xiàn)地表徑流現(xiàn)象,必須經(jīng)過一定的時間。研究人員習(xí)慣將降雨開始到地面出現(xiàn)徑流這段時間,稱為起流歷時,整個時間段中的降雨量被稱為初損降雨量。在研究植被蓋度對初損雨量的影響時可知,在相同降雨強度下,有植被覆蓋的谷地比其他區(qū)域的起流歷時長,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,初損雨量會隨著植被蓋度的增加而增加。在人工降雨實驗過程中,如果降雨強度是1.5 mm/min,不同蓋度的草地初損雨量與初損時間均是不同的。研究表明,植被蓋度從20%增加到80%,初損雨量會增加之前的2 倍左右。根據(jù)相關(guān)的實驗可知,植被蓋度對起流歷時以及初損雨量影響極大。如果植被蓋度越大,在相同降雨強度以及前期土壤含水量條件下,起流歷時就會越長,最終降雨初損量就會越大。
植被的冠層,能夠起到有效減弱降雨侵蝕勢能的作用,也能起到有效阻截降雨的作用,進而對土壤實現(xiàn)保護,有效減少水土流失??萍既藛T研究的我國大興安嶺林區(qū)的樹冠截留、枯枝落葉層與土壤水文之間的關(guān)系成果,充分說明水土流失量的變化與郁閉度以及對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,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逐漸降低,如果郁閉度達到了70%以上,截留量與截留率就會呈現(xiàn)相繼增加的趨勢。
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)研究內(nèi)容可知,植被對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能。在一次降雨過程中,林冠截留能夠高效降低降雨總量的總體勢能。由于林分的不同,所產(chǎn)生的降雨勢能減弱情況也會不同。比如喬木,其減弱降雨勢能作用與灌木相比,效果差異明顯。植被郁閉度與降雨勢能之間呈現(xiàn)正比關(guān)系,郁閉度越大,減弱降雨勢能的作用與效果就越明顯。研究表明,通過恢復(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)對人工草地蓋度對產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響研究可以發(fā)現(xiàn),如果植被蓋度超過60%,控制水土流失的效果顯著而穩(wěn)定,但是不超過60%時,控制水土流失的效果就不太穩(wěn)定,容易出現(xiàn)波動。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%。也有實驗表明,地面植被蓋度70%時,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明,植被蓋度越大對土壤侵蝕的抑制作用就越強,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,土壤入滲特征對水土流失的影響是最為明顯的。在開展水土保持過程中,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)土壤滲透實驗表明,土壤的有機質(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,延長入滲時間,增加地表入滲量;二是增加土壤有機質(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,生長旺盛,地表枯枝落葉層就會增厚,通過增加土壤入滲,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,其對水土流失的控制和對生態(tài)環(huán)境的改善作用是多方面的,既有截持降雨、降低雨滴動能的功能,又有延長地表徑流形成、增加土壤入滲時間等功效,這些均主要體現(xiàn)在植被蓋度的增加上。在國家高度重視生態(tài)文明建設(shè)的今天,我們應(yīng)全民動員,協(xié)手同心,為控制水土流失、打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)、建設(shè)美麗家園,大力開展植被的恢復(fù)再造,為祖國的壯麗山河蓋上綠被子而貢獻力量。