水土保持生態環境建設與植被恢復研究

深圳市深水水務咨詢有限公司 吳鳳，李帥星，孫秋月

之所以推進植被恢復，著力建設水土保持生態環境，主要是為處理城市化進程中因為自然、人為等因素引發的植被破壞、水土流失、城市功能衰退等一系列問題。由此緩解水土流失、調節當地氣候，保障生物多樣性，從而實現生態資源的科學開發與持續發展。

一、水土流失的主要原因

我國大部分地區處在季風性氣候帶，全年降水量相對集中，全年雨季整體降水量占據年降水量約70%。水土流失嚴重的地區，主要受限于氣候條件與地質地貌條件，一般水土流失產生原因主要劃分為自然、人為因素。其中，自然因素為：

第一，氣候。例如降雨強度、降水量、相對濕度等。

第二，地形。例如海拔、坡度、坡面形狀等。

第三，地質。指的是新構造以及巖性運動，有關巖石的堅硬性、風化性和崩塌、山洪等之間的關系十分密切。

第四，土壤。其屬于侵蝕的重點對象，針對水土流失帶來直接影響的是透水性、抗沖性等。

第五，植被。防止水土流失常見功能為涵養水源、截留降水、改良氣候等，同時還能避免出現滑坡，如果植被遭受破壞，會加劇水土流失。另外，人類活動也屬于導致水土流失、控制水土流失的一項主導因素，例如濫伐森林、陡坡開荒和過度放牧等都是引發水土流失的常見人類活動，從而破壞地表植被，如果缺少綠色植被會導致沙化嚴重，如果突降暴雨很容易發生水土流失問題。比如我國黃土高原呈現出的地表景觀，便是土地資源不合理使用造成的。在面對糧食、人口等相關需求帶來的壓力時，如果生產力水平偏低很有可能是“掠奪性”進行開墾，過于追求經濟作物產量，未能遵循因地制宜原則有效發展農業、林業和牧業，選擇將本適合牧業、林業用地當成農田。針對陡坡實施大量開墾引發“越貧越墾”現象，使得生態系統進入到惡性循環圈；林木資源隨意砍伐，因為林木銳減導致地表顯露，上述因素均會在一定程度上造成水土流失。還有一些基本建設工程沒有滿足水土保持需求，不科學地建廠、修路和挖煤等造成植被破壞，首先削弱邊坡穩固性，其次引發泥石流、滑坡（如圖1所示）等地質災害。

圖1 滑坡示意圖

二、生態環境建設中水土保持的重要性

（一）恢復荒草植被

關于高原及西部地區，荒漠草原是其主要植被類型，因為荒漠草原的特殊結構、種類組成，加之景觀的獨特性以及分布規律，屬于一種不能缺少的生態系統種類。大量人類活動導致該生態系統破壞，從而導致干旱頻發，還有的地區因此發生鹽漬化。如果能將其恢復進入良性循環圈，則會對保持水土十分有利。通常情況下，荒草植被恢復方式為：圍欄封育、人為施肥、圍欄封育結合灌木條帶等。據相關調查表明，植被恢復之后大大提高了荒草植被覆蓋率以及地表粗糙率，在減小地表徑流的同時有效控制水土流失。

（二）推動林業建設

雖然水土保持不同于林業建設，可是雙方卻存在一定的內在關聯，做好水土保持有利于推進林業建設。林業建設與水土保持工作均是保護自然環境、地球資源的有效渠道，而且水土保持屬于林業建設的重要基礎。依托林業建設在很大程度上控制及預防水土流失，主要是由于常見林業發展舉措為選取適宜土地，擴大將植被為主導的森林面積，林木不僅能阻隔雨水沖刷，還可以減少地表徑流。另外，因為根系的龐雜性，所以能在土壤中構建脈狀網絡，通過孔隙度增加而增大大氣降水的土壤滲透量，讓地表擁有更強保水性，一方面有利于穩固土地，另一方面避免地表徑流對土壤的沖刷。與此同時，林業建設能提高森林覆蓋率，繁茂的枝葉能削弱風力風速，進而達到防風固沙的效果。

（三）治理江河水患

據大量歷史實踐證實，水土保持能夠有效治理江河水患，而且也是根本的治理措施。通過治理的土壤、綠色水庫以及水保工程，均能在一定程度上增強阻擋泥沙與地表徑流能力，降低發生江河洪水概率并避免江河淤積。更重要的是，做好水土保持工作，當地的澇災、旱災等均會減少。

三、水土保持生態環境建設的具體路徑

（一）采取“標本兼治”的模式

有關布局規劃需采取針對性措施，實施科學合理的規劃，可以進行節水灌溉、修建小型水利工程，積極推進高產和穩產農田。遵循“因地制宜”的原則調整產業結構，大力發展經濟作物保證農民的經濟收入。采取措施如下：第一，溝頭防護。該措施屬于生物方法與工程方法的有機結合，關于小型溝建議修建防護工程，主要培育具備較強水土保持性能的灌木林；如果是大型溝頭需修建永久防護措施，按照當地的降水量、地貌地形和地理位置等選定相應的工程舉措。第二，坡面截流。坡面截流能防止徑流沖刷，幫助雨水滲透。如果坡長較短建議采取魚鱗坑、竹節溝（如圖2所示）等方法；如果坡長較長建議增設截流溝，將截流溝連接縱向排水溝，這樣徑流會被引進強滲漏地段，由此為植被生長提供水分。第三，治理溝道。主要方法為疏浚溝道以及裁彎取直。針對裁彎取直而言，在急彎位置的溝道以取直的方式優化水流條件；至于疏浚溝道方法，按照水力計算明確的設計斷面，把其中存在的淤積物、障礙物清除。

圖2 竹節溝

（二）增強生態治理意識

應清楚地認識到自然和人類和諧共生的重要性，得以最大限度發揮大自然的修復能力，自覺遵循客觀的自然規律，實現生態建設和經濟發展有機結合，提高綜合治理水土流失的效率及質量，實現生態建設和經濟發展的“共贏”。具體制定防治方針時，需要堅持重視保護和防治結合的基本原則，高度重視事先預防，在進行綜合治理的同時緊抓預防保護。

（三）建立水土保持長效機制

積極探索防治水土流失的新機制，引導社會力量主動參與，發揮市場的導向作用，并通過切實可行的措施，加強綜合治理工作，確保水土保持工程的持續發展。

（四）加大監測網絡建設力度

管理維護需加大力度，進一步鞏固水土流失治理成果，提高整體建設成效，充分發揮水利工程效益。另外，針對水土流失治理工作應進行動態監測，定期公告水土流失情況，爭取各級財政支持，提高監測工作實效性。

四、植被恢復的具體路徑

（一）低限度人為干預

在植被恢復中土壤因素是一個重要影響因素，由于區域范圍內分布的地下水范圍、沉淀物種類以及土地的物理屬性，有的學者提出，地表土壤及植被的有效保護，能避免地貌地形與地下凍土帶來的物理影響。以美國阿拉斯加州的管道鋪設為例，其通過土壤物理穩定性的提高減緩凍土融化速率，這一技術與植被恢復相結合。針對大規模沉降不容易發生、地表侵蝕不容易發生的穩定地段，能進行自我修復。這是因為土壤當中含有比例較高的粉土與黏土，可以保留更多的養分與水分。在工程建設中出于讓地基更加穩定，通過會以較粗顆粒的沙礫換填本有土壤，可因為土壤在換填后含有大量沙礫，在一定程度上影響到植被恢復，另外沙礫填充層也會對植物萌發率、植被多樣性造成影響，進而對植被恢復及后續生長帶來負面影響。在進行植被恢復時應選取原有植物展開種植，降低人為影響及接入力度。據相關恢復案例顯示，植被多元化的自然演替相比人工修建不僅種類豐富而且植高更高，擁有更高的自我修復水平。具體進行植被修復時，依據因地制宜原則選用適應當地惡劣環境、氣候要求的喬木、草本及灌木，對種植結構與物種比例科學搭配。依托植物發生的自然演替本具備自身修復的優勢，選擇可以和附近植物共存的修復系統。然后通過噴播、施肥等相關農業技術幫助土壤盡快恢復原有的含水性及其性質，讓植被擁有更高的成活率，提高植被恢復速度。其中噴播技術相較特殊，一般會受限于品種、土壤等因素的影響，正式施工前應開展實驗，待成功后才能運用在整個工程。由于實驗段體現出一定的代表性，則應分析實驗段和工程之間是否存在排斥。對于恢復方案的各個搭配方案，通過噴播綠化技術展開施工，觀察植物生長情況且定期養護植被，施工人員要如實記錄生長數據，從而明確這個項目的種子搭配方案。草種配比屬于噴播技術的重點，且和植被恢復之間維持密切聯系。配比應按照具體施工現場情況加以明確。技術實施階段應合理分析肥料與草種配比，全面了解項目植被之后，采用較強抗病能力草種用作重點品種，同時搭配狗野花、牙根等加固，一方面成坪后擁有更高的草坪密度，另一方面耐磨性更高。結合實際情況，植被恢復不能因為人工介入出現依賴性，進入恢復的中期、后期應減少人為干預。建議選取耐貧瘠、耐嚴寒的優勢植物，再進一步豐富其多樣性。另外，不可以苛求徹底恢復成天然植被系統，而是要綜合考量植物維持自我修復的能力與物種多樣性。

（二）遵循“因地制宜”的基本原則

植被恢復需要全面調查土壤特性、營養條件、植物生長適宜季節等相關要素。因為地域分區不同，所以產生不同的植被恢復技術需求，而是應依據這一區域內的生態系統特點，采取最合適的恢復手段。關于選擇培育方式，需按照立地條件與土地現狀等進一步確定。如果培育模式為無林地造型，建議使用鄉土闊葉樹種，然后進行人工造林，爭取在盡可能短的時間綠化荒山荒地，并將植物群落盡快恢復，將植被的水土保持及涵養水源功能充分發揮。培育清理環節需在造林之前一年清理林地，具體時間為秋末冬初。出于防止水土流失，清理林地過程中建議選取塊狀、環山割草方法。進行整體設計要防止水土流失與維持土壤養分，以用穴方案來整地，需要徹底清理穴土而且分別堆放心土及表層土，至于回土環節需要把表土放進穴底，不僅能優化理化性質，還可以為苗木創造良好生長環境。其次，選擇樹種需滿足水土保持的基本要求，依據“適地適樹”的模式選取鄉土樹種，更要選擇較強防火能力、較高保土蓄水性能力的樹種，栽植樹種也應在春天陰雨季節進行，在萌動前7-10日造林，旨在讓栽植樹木擁有更高成活率。具體栽植時需將其扶正且保證根系舒展，進行填土首先填的是表土和濕土，然后填埋生土及干土，而且將其分層踩實。如果是營養袋栽植，需要拿掉營養袋放在穴邊并進行驗收與檢查。完成栽植需要撫育3年且每1年進行1次，樹木栽植同年的8月及9月需要一次撫育，次年與第三年的3、4月需要連續進行2次撫育，植穴范圍內的需全面除雜，保證附近松土培土，至于發現死株、病株需再次補植。

（三）原有地表土充分使用

表土主要指的是有機物質豐富的表層土壤，大部分微生物及植物主要在表土中汲取養分，而且根部生長于表土內。原有表土能提高植被恢復的有效性及速度。例如青藏鐵路線在修建期間，由于受限于技術條件以及環境條件，在進行修建時沒有保護表土，挖方取土的很多小土坑未能生長植物。這主要是因為修建期間的大量表土被搬移或是鏟除，所以土壤中的種子及養分會大大減少。再比如，通過研究阿拉斯加地區的苔原植被恢復情況，原有表土如果損壞嚴重，會導致自然演替繁殖變得緩慢甚至微弱。如果將表層土壤與表土植被徹底鏟除，會造成更嚴重的破壞影響。若土壤中沒有種子與肥力，植物因為降低了生長活性所以會降低萌發率。可是裸露地表能鋪設有機土，會改善土壤中的含水量及營養成分。通常情況下，土壤濕度會提升35%至64%。基于此，破壞表土應及時恢復與保護，這不只是因為有機土中含有大量的當地種子，而且在有機質土壤中植物擁有更高的生長速率及成活率。從某種角度來講，礦物土壤相比有機土壤的穩定性更低，人工種植中如果能加入一定量的有機土，植物幼苗會明顯提高成活率。還有的研究人員提出相比天然土壤，以人工方式重建土壤不僅土質粗糙，而且可使用養分有限。

（四）選擇合適的植被恢復方法

通常情況下，恢復草本植物主要采取耕作播種形式，至于播種數量及季節時間要按照地區確定。例如路基邊坡、取棄土場通過人工噴播種植會獲得良好效果。通過混合播種選擇適合的種子以及共生群體，經過3d到5d后能獲得理想的恢復效果。如果涉及工程施工應妥善保存原有草皮，將其移植至事先選定的恢復地點，減少播種環節與萌發環節，因為原有草皮包含一定的水分與養分并能夠存活一定時間，在此情況下植被生長能達到事半功倍的效果。關于移植環節，針對較大塊頭原有草皮會有更好的植物長勢，而草皮塊頭小很容易破碎并且水分會大量流失。除此之外，草皮移植應和下層土壤接觸建立良好的養分供應系統，這是由于草皮移植應該自主吸取水分養分，才可以保障植物正常生長，提高建植工作的成功率。有關研究人員表明，幼苗栽植和原有的草皮表層植物會爭奪土壤中的水分、養分。一般土壤貧瘠地區需通過適時施肥提高土壤營養含量，保證植物順利生長，但是前提條件為全面調查恢復區域內的土壤情況，加之對土壤養分情況的研究，明確是否要施肥與施肥量。肥料種類選擇、元素成分配比等都應以土壤營養情況為基礎，如果是干旱少雨季節應施加保水劑提高其濕度，還能保障植物生長期間的水分供應，如果是植物相同的生長條件，植物種植環節添加保水劑會體現出明顯的生長效果，據相關試驗對比表明，過少或者過量保水劑均難以發揮作用，最合適的保水劑用量是。針對專用肥和復合肥。據相關試驗表明，復合肥及專用肥施加量不同，植被恢復效果不同，在植物生長其他影響因素相同時，復合肥最佳用量是，專用肥的最佳配比量是。

植被恢復、建設水土保持生態環境，已經成為當前自然資源、生態環境保護的一項重要手段，雙方關系是相輔相成的。基于高速發展的科學技術，其正融入不同領域發展，一方面為人類生存環境提供保障，另一方面為生態保護作出不可忽視的貢獻。若想提高植被恢復成效、提高水土保持生態環境水平，應由指定機構實行統一管理，還需以規范性文件保障最后的管理效果。