山區河岸植被的水土保持效益研究

張麗麗

摘 要：我國在二十一世紀初，在生態環境保護方面加強建設，時至今日我國水土流失問題始終存在，雖然經過常年的治理已經取得了一定的成效，但問題依舊存在卻日漸嚴峻。現如今，對于植被的穩固更為重要。本文通過實驗的方式，對山區河岸植被的水土保持效果進行測試，簡析河岸植被水土保持效益的重要價值，由此提升山區河岸植被的穩定性，助力我國生態環境建設，為山區河岸植被修復物種提供助力

關鍵詞：山區河岸;植被;水土;保持效益

而河岸在生態系統中具有極為重要的過度作用，且具有較強的獨特性。而植被則是其重要的組成部分，能夠有效環節山區坡面土壤的侵蝕，對于水質起到一定的凈化作用，且能夠對河岸邊的坡面具有穩固作用，上述功能為水土保持效益奠定了基礎，發揮重要效能。現階段，水土流失防止措施中較為常見的便是植物措施，在水土保持中發揮著重要的價值，已經被廣泛應用于其中。究其原因，植被是借由根系扎根于土壤中，在土壤中穩固，同時植被的莖葉還可以將降雨的速度減慢。我國在山區河南植被水土保持效益方面的研究雖然已經取得了一定的成效，但總體而言還存在諸多問題。因此加強對山區河岸植被水土保持效益進行深入的研究，從學術與實際兩個層面均具有重要的意義。

一、材料與方法

（一）研究概述

我國對于野外條件下生長的植被的防護效益研究較少，尤其是在試驗層面參與的研究人員，取得的研究成果與國外相比有明顯的差距。而從實際研究角度來看，對于山區河岸植被的水土保持效益加以研究，可以對自然植被水土防護效益有更加深入的了解，從現實角度考慮對我國的生態系統建設大有裨益。

因自然降雨不可控，野外人工降雨也會存在一定的干擾因素，極有可能出現雨強不統一，降雨分布不均勻等問題，對于試驗地點的周邊環境以及交通產生消極影響。因此本實驗采用的方式是在野外放水沖刷。

本次試驗地點在海河流域潮白水河系，包括了山區與水庫，總面積為347.2km2，試驗地點的氣候是北溫帶大陸性季風氣候，冬季氣溫可以達到-100C左右，夏季氣溫則可以達到250C-380C左右，其地貌是上游地區為丘陵，下游地區地勢低，由小洪積扇坡積群組成。而土壤則有兩部分構成，其一是褐土，其二是潮褐土，加上母質和河流沖刷作用導致該地區的表土層質地多為砂壤質和輕壤質。而該地區的土壤層厚度達到了20cm以上。也因為這樣的地貌特征，導致該地區植被多數為楊柳、榆樹等等。

（二）實驗設計與材料

本試驗于2021年3月—4月在海河流域中游開展試驗，試驗區域為該地區的河岸邊坡上進行。該區域的人為活動較少，因此不容易受到感染，而且該區域的坡面坡度與其他的地區相比也相對均勻。

從數據來看，坡度為（30.7±0.67）0，土壤成厚度為（24.4±3.3）cm，平均土壤粒徑組成為：黏土粒徑（<0.002mm）（3.90±0.67）%，粉粒（0.002～0.05mm）（55.55±4.60%），砂粒（0.05～2mm）（40.55±5.26）%，土壤容重為（1.22±0.03）g/cm3。

本次試驗所采用的試驗方法為野外放水沖刷，其具體實驗步驟為：在正式開始試驗前，將一些簡單的徑流小區在該試驗地區進行有效布置，該徑流小區是由放水裝置與兩側擋板組成。其中放水裝置是由四部分構成，分別為：供水通、穩壓桶以及溢流槽、急流槽。

在正式進行試驗之前，試驗人員便在試驗地區對植被開展調查，對野外適合生長的植被分布情況進行了總結與分析，最終確定在徑流小區內所選擇植被種類共計四種，將其當做研究的主要對象，這四種植被分別為：荊條、胡枝子、茵陳蒿以及狼牙根。進行的試驗次數為36場，然后共設為6個徑流小區。

（三）實驗過程與測定

實驗過程中對于放水量進行了探究，以山區能夠達到了120mm/h最大暴雨量作為標準，并通過單寬流量計算，可以得出野外放水實驗共計設置為3類放水流量，其數據為8L/min，而在正式開始試驗之前，需要將坡面行的一些大石塊進行移除，使得坡面平整。這樣做的目的是為了能夠使得在放水時避免出現股流，造成不必要的傷害。

而放水的原則是要使得土壤水分飽和，但要避免出現產流的現象，主要是為了能夠確保試驗的結果的準確性，因試驗地區不同在正式試驗之前的不同突然的含水量會有一定的差異，極易造成試驗結果偏差，導致試驗作廢。之后，便可以通過定水頭方式，對防水量進行有效控制，且需要注意在正式放水試驗之前，還需要多次對流量加以確定，確保試驗過程與結果的確定性，避免出現誤差。

在放水試驗正式開始之前五分鐘，每隔一分鐘就需要對泥沙混合樣進行收集，此后，每隔兩分鐘便需要對泥混合樣收集以此，該環節共計需要31分鐘。通過試驗所收集上來的泥沙樣，需要通過過濾系統將其過濾，然后在露天環境下將其風干。確定風干后，每次間隔三十分鐘對泥沙的質量進行稱量，直到泥沙重量完全固定為止。

以裸露的坡面產流沙量作為標準線，將此次實驗獲取的數據與其進行對照，對試驗區域內不同植被的減流減沙效益加以計算，可以通過下面公式得到實驗結果。

將在試驗過程中所獲取到的數據，通過Excel進行數據處理，通過SPSS23.0軟件對所收集的數據進行顯著性以及相關性的分析。

二、結果與分析

從本次試驗結果來看，不同植被類型坡面下平均總產流產沙量（43.29L/m2，0.71kg/m2）與裸坡條件下平均總產流產沙量（65.86L/m2，3.21kg/m2）相比要更小，從該數據便可以看出，植被在水土保持方面具有超強能力。

除此之外，在不同植被類型下，水土的總產流量存在明顯差異。如果水流量從4L/min上升到了8L/min時，植被為荊條的中產沙量與其他植被相比較小，達到1.32倍，其次是灌草達到2.31倍，而胡枝子達到2.93倍，最大便是狼牙根，可達到6.36倍。

從上述數據便可以看出，草本植被減流減沙量能力明顯下降，而灌草植被則明顯表現優異。究其原因，在水流量減少的情況下，對于土壤的侵襲有限，只在表層侵蝕。因此，草本植物因自身的生長特點，多數是密度高，且表現為叢生，因此根系分布相對較淺，對土壤表層具有較好的保護效益。

如果水流量不斷的增加，坡面的侵蝕則有表層侵蝕變為細溝侵蝕，侵蝕的范圍逐漸向下，而灌木根系與草被植被有明顯的差別，具有深根性和分散性，具有較強的土壤固持能力。而在這一條件下，灌木則很好的對向下侵蝕起到了阻礙的作用。

總而言之，在水流較小的時候草本植物固土能力較強，而在水流較大的時候，灌木植被則更具優勢。

三、結論

首先是不同植被類型對于總產流產沙量之間有一定的關聯。當總產流產沙量小宇裸坡下的平均總產流產沙量，植被的減流減沙效益則具有顯著特征。而在本次的試驗過程中，當植被減流效益小于減沙效益，則狗牙根坡面在水土保持效益方面呈現明顯的優勢。

其次是當水流量有所不同的情況下，不同植被的產流產沙速度也會呈現出變化特征。從產流速度來看，徑流出現升高后平穩的趨勢后，產沙速率便會有所提升，在峰值出現后，逐漸下降到穩定程度。

從本次的試驗研究可以得出結論，當流量較小時，草本植被對徑流泥沙攔截功效顯著，能夠體現其明顯的優勢，而當流量擴大時，灌木植被則可以發揮其水土保持效益。由此可見，當在山區河岸進行植被修復時，可以將草本植被與灌木植被加以結合，針對不同的土壤以及地區進行合理的配置。

參考文獻：

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