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[摘要]近年来,我国各个地区水土流失严重,造成水土流失的原因除了坡度、降雨、干旱等因素因素,还和植被覆盖密度有着直接的关系,草被植物的变化是引发水土流失的先导因素,结合草被植物在水土保持中的重要作用,积极采取有效措施,加强水土保持和自然环境保护,推动我国经济社会的可持续发展。本文分析了草被植物特性,阐述了草被植物在水土保持中的作用。
[关键词]草被植物 水土保持 作用
[中图分类号] S157 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-274-1
水土保持是保护自然生态环境的重要手段,草被植物种类较多,适应性强,生长迅速,在短时间内可在地面上形成全覆盖,强化土壤的蓄水容量、通透性和抗冲性,消减土壤的超渗径流,在防治重力侵蚀、水蚀、风蚀等方面有着非常重要的作用,并且对于减小坡耕水土流失、提高土壤养分、改善土壤性质有着良好的效果。
1草被植物特性概述
草被植物多具有良好的抗热、抗寒、抗旱、抗虫和抗病能力,有密生、发达的地下根系,可耐贫瘠土壤,对于养护管理要求较低。一般草被植物是多年生草种,自我繁衍能力较强,如早熟禾属、画眉草属、狼尾草属、狗尾草属、鸭茅属等草种[1],在水土保持中发挥着重要的作用。
2草被植物在水土保持中的作用
2.1植被覆盖度对水土保持的作用
草被植物对于水土保持的作用主要取决于植物根系形状、深度、植冠高度、形态、年龄和类型,其水土保持效果随着地点和时间的不同而发生变化。草被植物对地下和地上水流路径、速度有着调节作用,并且当雨滴遇到草被植物时,部分雨滴被截留,减弱了降雨侵蚀能力,从而有效减少降低水滴势能。而土壤免受雨滴直接冲刷的程度主要由植被覆盖度决定。一般情况下,植被覆盖度超过70%,即可发挥良好的水土保持作用,通过分析观测资料和草被植物覆盖度对土壤侵蚀影响规律,利用指数回归曲线,建立植被覆盖度和侵蚀模数之间的关系方程:
公式中:F是植被覆盖度,%;a、b—回归系数;e—自然对数的底;M—侵蚀模数,t/km2·a。
2.2草被植物对防治风蚀的作用
草被植物可改变植物周围的风速分布,在接近地面区域形成弱风区,由于草被植物自身具有良好的透风性,植物的紧密、通风和稀疏结构可有效降低风能力和风速,从而防治风蚀,起到水土保持的作用。随着季节变化风蚀气候因子会发生变化。风蚀强弱程度、植被覆盖地面时空变化和动态变化具有以下相关性:
公式中:E是土壤风蚀量, 103kg·km-2; E0是无覆盖单位Ci的风蚀量,103kg·km-2;Cwet是风蚀气候侵蚀因子,Ci是植被覆盖度,以小数表示[2]。
通过该公式,我们应重点关注发生风蚀和植被覆盖地面情况在时间上的联系,即在风蚀季节应提高草被植物覆盖度,加强草被植物管理和建设,从而有效防治风蚀危害。
2.3草被植物落叶层的水土保持作用
草被植物落叶层在延缓地表径流、降低雨滴溅蚀、涵养水源等方面有着重要作用。据相关调查显示,草被植物地表落叶层的持水量是植被重量的1.6~3.8倍,当地表落叶层厚度超过1cm,可减少土壤冲蚀量82%[3],并且还可增强土壤抗冲性和抗侵蚀能力,增加土壤入渗量,削弱降水冲刷能量。在降雨过程中,草被植物落叶层除了树干截留和林冠覆盖外,地表上处于不同转化阶段和积累的落叶对改变地表径流有着直接影响。另外,腐烂的落叶层可增加土壤的有机质含量,增加土壤微生物和生物的数量及种类,增强活力,有利于形成土壤团粒结构,提高土壤渗透性,减少地表径流量。
2.4草被植物根系的水土保持作用
首先,草被植物根系可影响土壤水分渗透率,在植物生长过程中根系不断延伸,挤出土壤通道,地表水可以沿着周围土壤和根系的接触面逐渐渗透到土壤中,当根系死亡或者衰老后,土壤通道水不断收缩,出现一些空隙,雨水可通过孔隙快速渗透到土壤中。其次,由于枯枝落叶、树枝和树干提高了地表粗糙度,对雨水产生一定的阻碍作用,可有效降低雨水冲刷土壤速度,延缓径流汇集。最后,草被植物根系可将大量土壤颗粒有效粘结起来,并且分散板结密实土体,利用植物根系的转化和腐解形成腐殖质,改善土壤孔隙状况,形成良好的颗粒结构。同时,土壤渗透性和草被植物根系(d<1mm)之间是一种回归方程关系,表明草被植物根系对土壤饱和渗透系数有着直接的影响,植物根系在土壤中死亡后分解产生有机质并且根系的交错穿插,可增加土壤中的大颗粒,改善土壤渗透性。
2.5草被植物对防治重力侵蚀的作用
重力侵蚀主要是重力作用引起的土壤侵蚀,在下渗水分和水力侵蚀共同作用下,造成地表物质移动。陡坡地表土壤的稳定性主要由土体的凝聚力、摩擦力和草被植物的固持性能来维持,当土壤受到外营力时,如地下水渗透、雨水击溅、植被破坏等,土壤凝聚力和内摩擦力减小,在重力作用下母质和土壤发生移动。植被是土壤结构最好的保护者,草被植物固坡主要是利用斜坡间和草被植物之间的机械作用、斜向支撑和土壤加强作用,坡面植被会减弱重力侵蚀作用,其有效增强土壤聚合力,利用根系对土壤的束缚作用,提高根际土层厚度和强度,增强土层的抗滑移能力。根据不同的机械力学机制,草被植物对土壤的防治重力侵蚀作用可分为垂直根土壤加强作用和侧根对土壤的斜向加强作用,有效加强根际土层的抗张强度,从而防止土层滑动。
3结束语
草被植物在水土保持中发挥着重要作用,草被植物不仅可延迟地表径流、减弱雨滴能量、削减风速,而且可增强土壤稳定性和渗透率,有草被植物覆盖的地表具有良好的保水、保土作用。因此应结合不同地区土地的实际特点,筛选合适类型的草种,因地制宜,探索最佳的种植模式,提高草被植物在水土保持的效果。
参考文献
[1]缑锋利,郝永旺. 浅议草被植物在水土保持中的作用[J]. 甘肃农业科技,2011,08:40-43.
[2]王晓南,孟广涛,姜培曦. 浅谈植物措施在水土保持中的作用机理[J]. 山西水土保持科技,2008,03:6-8.
[3]尤丽君. 观赏植物在水土保持中的作用[J]. 农技服务,2013,07:754-755.
[关键词]草被植物 水土保持 作用
[中图分类号] S157 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-274-1
水土保持是保护自然生态环境的重要手段,草被植物种类较多,适应性强,生长迅速,在短时间内可在地面上形成全覆盖,强化土壤的蓄水容量、通透性和抗冲性,消减土壤的超渗径流,在防治重力侵蚀、水蚀、风蚀等方面有着非常重要的作用,并且对于减小坡耕水土流失、提高土壤养分、改善土壤性质有着良好的效果。
1草被植物特性概述
草被植物多具有良好的抗热、抗寒、抗旱、抗虫和抗病能力,有密生、发达的地下根系,可耐贫瘠土壤,对于养护管理要求较低。一般草被植物是多年生草种,自我繁衍能力较强,如早熟禾属、画眉草属、狼尾草属、狗尾草属、鸭茅属等草种[1],在水土保持中发挥着重要的作用。
2草被植物在水土保持中的作用
2.1植被覆盖度对水土保持的作用
草被植物对于水土保持的作用主要取决于植物根系形状、深度、植冠高度、形态、年龄和类型,其水土保持效果随着地点和时间的不同而发生变化。草被植物对地下和地上水流路径、速度有着调节作用,并且当雨滴遇到草被植物时,部分雨滴被截留,减弱了降雨侵蚀能力,从而有效减少降低水滴势能。而土壤免受雨滴直接冲刷的程度主要由植被覆盖度决定。一般情况下,植被覆盖度超过70%,即可发挥良好的水土保持作用,通过分析观测资料和草被植物覆盖度对土壤侵蚀影响规律,利用指数回归曲线,建立植被覆盖度和侵蚀模数之间的关系方程:
公式中:F是植被覆盖度,%;a、b—回归系数;e—自然对数的底;M—侵蚀模数,t/km2·a。
2.2草被植物对防治风蚀的作用
草被植物可改变植物周围的风速分布,在接近地面区域形成弱风区,由于草被植物自身具有良好的透风性,植物的紧密、通风和稀疏结构可有效降低风能力和风速,从而防治风蚀,起到水土保持的作用。随着季节变化风蚀气候因子会发生变化。风蚀强弱程度、植被覆盖地面时空变化和动态变化具有以下相关性:
公式中:E是土壤风蚀量, 103kg·km-2; E0是无覆盖单位Ci的风蚀量,103kg·km-2;Cwet是风蚀气候侵蚀因子,Ci是植被覆盖度,以小数表示[2]。
通过该公式,我们应重点关注发生风蚀和植被覆盖地面情况在时间上的联系,即在风蚀季节应提高草被植物覆盖度,加强草被植物管理和建设,从而有效防治风蚀危害。
2.3草被植物落叶层的水土保持作用
草被植物落叶层在延缓地表径流、降低雨滴溅蚀、涵养水源等方面有着重要作用。据相关调查显示,草被植物地表落叶层的持水量是植被重量的1.6~3.8倍,当地表落叶层厚度超过1cm,可减少土壤冲蚀量82%[3],并且还可增强土壤抗冲性和抗侵蚀能力,增加土壤入渗量,削弱降水冲刷能量。在降雨过程中,草被植物落叶层除了树干截留和林冠覆盖外,地表上处于不同转化阶段和积累的落叶对改变地表径流有着直接影响。另外,腐烂的落叶层可增加土壤的有机质含量,增加土壤微生物和生物的数量及种类,增强活力,有利于形成土壤团粒结构,提高土壤渗透性,减少地表径流量。
2.4草被植物根系的水土保持作用
首先,草被植物根系可影响土壤水分渗透率,在植物生长过程中根系不断延伸,挤出土壤通道,地表水可以沿着周围土壤和根系的接触面逐渐渗透到土壤中,当根系死亡或者衰老后,土壤通道水不断收缩,出现一些空隙,雨水可通过孔隙快速渗透到土壤中。其次,由于枯枝落叶、树枝和树干提高了地表粗糙度,对雨水产生一定的阻碍作用,可有效降低雨水冲刷土壤速度,延缓径流汇集。最后,草被植物根系可将大量土壤颗粒有效粘结起来,并且分散板结密实土体,利用植物根系的转化和腐解形成腐殖质,改善土壤孔隙状况,形成良好的颗粒结构。同时,土壤渗透性和草被植物根系(d<1mm)之间是一种回归方程关系,表明草被植物根系对土壤饱和渗透系数有着直接的影响,植物根系在土壤中死亡后分解产生有机质并且根系的交错穿插,可增加土壤中的大颗粒,改善土壤渗透性。
2.5草被植物对防治重力侵蚀的作用
重力侵蚀主要是重力作用引起的土壤侵蚀,在下渗水分和水力侵蚀共同作用下,造成地表物质移动。陡坡地表土壤的稳定性主要由土体的凝聚力、摩擦力和草被植物的固持性能来维持,当土壤受到外营力时,如地下水渗透、雨水击溅、植被破坏等,土壤凝聚力和内摩擦力减小,在重力作用下母质和土壤发生移动。植被是土壤结构最好的保护者,草被植物固坡主要是利用斜坡间和草被植物之间的机械作用、斜向支撑和土壤加强作用,坡面植被会减弱重力侵蚀作用,其有效增强土壤聚合力,利用根系对土壤的束缚作用,提高根际土层厚度和强度,增强土层的抗滑移能力。根据不同的机械力学机制,草被植物对土壤的防治重力侵蚀作用可分为垂直根土壤加强作用和侧根对土壤的斜向加强作用,有效加强根际土层的抗张强度,从而防止土层滑动。
3结束语
草被植物在水土保持中发挥着重要作用,草被植物不仅可延迟地表径流、减弱雨滴能量、削减风速,而且可增强土壤稳定性和渗透率,有草被植物覆盖的地表具有良好的保水、保土作用。因此应结合不同地区土地的实际特点,筛选合适类型的草种,因地制宜,探索最佳的种植模式,提高草被植物在水土保持的效果。
参考文献
[1]缑锋利,郝永旺. 浅议草被植物在水土保持中的作用[J]. 甘肃农业科技,2011,08:40-43.
[2]王晓南,孟广涛,姜培曦. 浅谈植物措施在水土保持中的作用机理[J]. 山西水土保持科技,2008,03:6-8.
[3]尤丽君. 观赏植物在水土保持中的作用[J]. 农技服务,2013,07:754-755.