不同方式集材對采伐跡地水土流失的影響

摘 要：文章介紹了不同集材方式的優缺點和適用范圍，然后介紹了每種基材方式對采伐跡地水土的具體影響，最后針對性的提出減少水土流失的措施。

關鍵詞：水土流失；集材方式；采伐跡地

1 引言

我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，每年約有50億t泥沙流入江河湖海。大量泥沙進入河道不僅淤塞河道，威脅城市和農村的防洪安全，加劇旱澇風沙等災害，而且攜帶大量的N、P、K進入水體，加劇了水體的富營養化，影響人們的生產生活。水土流失嚴重制約著廣大地區社會和經濟的可持續發展[1]。在人類活動的影響下，特別是人類嚴重地破壞了坡地植被后，由自然因素引起的地表土壤破壞和土地物質的移動，流失過程加速，即發生水土流失。森林作業是人們利用一些工具和方法作用于森林，以獲取木材等森林主產品為主要目的，它直接影響到水土保持和整個森林生態環境。采用不同的采伐方式、集材式和跡地清理方式會對森林水土保持能力和生態環境有不同程度的影響[2]。

2常見集材方式介紹

2.1拖拉機集材

拖拉機為動力的集材方式。具有機動靈活、能靠近集攏的木材、對道路要求較低等特點，在世界各國廣應用。拖拉機集材對地表破壞較為嚴重。在集材行走時，對地表植被的破壞是毀滅性的，極易造成水土流失。沉重的拖拉機機體和龐大的木材在集材道上運行過程中，不斷地與地面相互作用，受地形條件的限制，對沿途地表和林木有損害，且消耗功率較大。

2.2滑倒集材

滑道集材是利用山地自然坡度和木材自重沿槽道自動滑下的集材方式。一般適用于6°～30°的坡地。其原理是木材在滑道斜面上向下運動的分力必須大于最大摩擦力時，可克服摩擦阻力而向前滑動。不同結構的滑道有不同的摩擦阻力，從而可以根據坡度選擇滑道結構，如土滑道、竹滑道、木滑道、水滑道、冰雪滑道、金屬滑道或塑料滑道等[3]。土滑道是利用山坡稍加整理成半圓形土槽，木材沿此滑下，俗稱串坡或溜山。土滑道集材是利用自然坡度，借助木材本身所具有的勢能，通過沿山坡就地挖筑而成的半圓形土槽中的滑行完成木材集運的一種集材方式。由于土滑道具有修建容易，投資少，集材工藝簡單，集材成本低，適應性強等特點，在山地人工林集材作業中應用較為普遍。

2.3索道集材

利用架架空索道匯集木材的集材方式。架空索道是裝載木材的懸吊跑車沿架空鋼索（稱承載索）運行的設備，特別適用于拖拉機及其他集材機械不能作業的高山及地形復雜的林區。這種集材方式不損傷幼樹立木，不會引起地表沖刷，有利于采伐跡地的森林更新，但拆轉和安裝工程較大。

3集材方式與水土流失

3.1滑道集材對采伐跡地水土流失的影響

滑道集材是利用自然坡度，借助木材本身所具有的勢能來完成木材集運的一種集材方式。滑道對森林生態環境的影響，主要表現在修建滑道和滑道集材對林地地表形成的破壞。修建滑道對林地造成的破壞與滑道類型和長度有關。修建土滑道和木、竹滑道時，需要挖掘土壤和植被，造成大量枯落物的流失。塑料滑道因其架在地表面上，不需要挖動地面土壤，一般不破壞地表。隨著滑道長度的增加，滑道對林地造成的破壞也增大。土滑道集材時，木材在運動中對滑道兩側及滑道底部產生撞擊，使滑道加寬加深，帶走部分土壤并對滑道上的土壤產生壓實作用，使集材道上土壤的結構性能明顯下降。因開挖集材道與木材在滑道運行時的沖擊，造成采伐跡地大量枯落物和表土被移走。此外，土滑道集材后，若遇暴雨則極易沖刷成溝痕造成水土流失。

3.2拖拉機集材對采伐跡地水土流失的影響

我國林區使用的集材拖拉機絕大多數是履帶式。在集材過程中，由于沉重的機體和龐大的木材在地面上碾壓與拖動，林地土壤被壓實，通過的次數愈多，壓實愈嚴重，特別是集材主道。李曉磊通過集材道被壓實實驗以后，得出土壤透水性會減低92%，細微孔隙會減少53%，土壤容重增大35%。拖拉機在集材道上反復通過，將在集材道上留下許多車轍，雨后積于車轍中的水將土壤軟化，拖拉機每經過一次車轍加深一次。由于道路的滲水速度和孔隙度分別降低，再遇降雨，地表的徑流速度加快，原來的車轍會被沖刷成小溝，產生水土流失。集材道壓實嚴重者要18a才能恢復原有的滲水性。然而，有些林區還使用手扶拖拉機集材。它是在人力小集中基礎上，將木材（原木）集運到伐區楞場。手扶拖拉機集材需要開挖拖拉機道（寬度一般為2-2.5m），破壞林地土壤，致使一定程度的表土與心土混合，大量的廢棄土石方及邊坡會引起一定數量的水土流失。集材過程中，像履帶式集材拖拉機一樣，由于拖拉機行駛，使土壤壓實，通過次數越多，壓實越嚴重，尤其南方的春季，很容易使集材道形成轍溝。若遇到降雨，尤其是降大暴雨，因集材道的透水速度降低，地表徑流速度加快，原來的車轍會被沖刷成小溝，隨著地表不斷沿集材道流下，集材道的車轍逐漸由小溝變成大溝。引起水土流失。

3.3索道集材對采伐跡地水土流失的影響

架空索道集材根據木材的運動狀態可分為全懸式和半懸式。在全懸式索道集材中，木材不與地面接觸，側向集中時因在同一地面只通過2-3趟木材，所以也不會因側向集材而造成水土流失；半懸式索道集材時，木材的一端與地面接觸，帶動一些土壤、礫石和地被物，遇大或暴雨后，集材線路下受擾動的疏松的地表層（即腐植層和含有腐植質及無機質的土壤層）會有少量的土壤被沖走，但由于半懸式索道線路通常選在無巖石裸露、土質厚度20cm以上地帶，集材區寬度控制在80～120m的范圍內，集材時間避開雨季，故所造成的水土流失一般都很小。柴河林業局宏聲林場架設了240多條半懸式索道用于集材生產，主索下自然地勢的平均坡度，小的10多度，個別地帶最大30多度，23以上是25？？左右。在這樣的條件下，240多條索道集材后的林帶，不但沒有發現一條像拖拉機陡坡主道那樣的雨水沖刷溝，而且在主索帶寬較小的地方，出現了兩側林帶邊緣樹木的側枝將主索帶郁閉的情況。因此，在北方林區半懸式索道集材是不會造成水土流失的。

4森林作業中防止水土流失的幾點建議

在森林作業過程中，應盡量采取一些防范措施，避免引起大面積的水土流失。這樣既可以保持土壤營養，有利于更新，也可以保持水土。根據以上的分析，建議在森林作業中盡量采取下列措施：

集材應盡量選用對土壤破壞小的集材方式，如架空索道或畜力集材，有條件的情況下，可發展氣球、飛艇或直升機集材。用拖拉機集材時，盡量采用履帶式拖拉機，輪式拖拉機應選用特寬輪胎，減少對地面的破壞。

參考文獻

[1]沈微，王立海.森林作業對林地土壤呼吸的影響[J].森林工程，2005，05：14-16.

[2]李勇，楊旗.森林作業對森林生物多樣性的影響[J].森林工程，2004，01：7-8.

[3]齊永峰，潘海兵，劉春起，江瑜，張蘇.森林作業對水土流失影響的研究進展[J].森林工程，2008，04：16-18+32.