土壤侵蝕量探討論文

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森林不僅是一種寶貴的自然資源,而且是陸地生態系統的主體,同時也是人類賴以生存和持續發展的物質基礎。水土保持林是森林生態系統的有機組成部分，在水土流失治理工作中占有非常重要的地位。

研究結果表明，一般情況下，在一定生態區域范圍內，隨著水土保持林覆蓋度的提高，水土流失的防治效果也越來越好。土壤侵蝕相對較少，生態環境趨于平衡，生態效益和社會效益相對明顯。但是，由于土地資源的有限性、人們生活需求的多樣性和長期性以及植物分布地帶性的制約，水土保持林覆蓋度不可能是無限增大的。這就要求在水土保持林體系建設中，一方面要合理配置林種結構，有效防止水土流失，改善生態環境；另一方面要合理利用土地資源，充分發揮當地鄉土樹種的作用，作到適地適樹對位配置，促進良性循環。因此，這就存在著一個水土保持林有效覆蓋度的現實問題，也就是如何運用較少的水土保持林面積獲取最大的水土保持效益或者將水土流失量控制在一定（允許）的范圍內。正確解決這一問題，對于加強水土保持林的自身建設和土地資源的合理開發利用，具有重要的現實意義和科學指導意義。

在分析有關水土保持林研究成果的基礎上，我們對黃土高原溝壑區水土保持林有效覆蓋度與土壤侵蝕量的關系進行了初步分析探討，提出了隴東黃土高原溝壑區水土保持林有效覆蓋度，以供商榷。

1水土保持林系統的功能與發展

水土保持林是為了控制土壤侵蝕和土壤流失、改善生態環境、提高系統環境容量、增加系統單位面積承載能力和經濟收入，在水土流失地區營造的一種專用防護林體系，一般由塬面農田防護林、塬邊、溝邊防風林、坡面防蝕林、梁峁防護林、溝道防沖林等多林種組成。其防護功能主要是通過林冠層、林下地被物與枯落物及林木根系等形在立體防護體系攔截降雨、減緩徑流、增加徑流入滲機會、延長入滲時間、固持網絡土壤、增強土壤抗蝕抗沖性能來實現的。如何長期持續穩定地發揮這一系統的功能呢？這就要求我們在水土保持林的營造和經營管理中，保持水土保持林系統內外物質流與能量流在較長時間內保持平衡，使林木生長發育所需的水分和營養物質維持在一定的水平，即最低供應量應大于引起該系統自調功能喪失時的物質供應量。否則，會形成以“小老樹”為主的低質低產林分，達不到營造水土保持林的目的。多年來的分析研究表明，加強林分密度管理使其達到合理的適宜密度是協調系統功能、充分發揮系統整體效益的主要手段和方法，也是維持整個防護林體系范圍內土壤養分狀況長期穩定的重要途徑[1]。

2水土保持林的有效覆蓋率

如前所述，水土保持林是一種多功能全方位的立體防護體系，必須達到一定規模和面積才能充分發揮其系統功能，形成規模效益。那么在一個小流域或一定的生態類型區范圍內需要有多大面積的水土保持林才能達到控制水土流失的目的呢？目前的研究成果表明，一般情況下覆蓋率達到30%即可，但也有人認為需達50%—60%，還有人認為應達到60%—75%。這一研究成果的不統一，一方面嚴重地影響了林業及水保工作的宏觀決策，另一方面是水保部門在治理驗收工作中沒有一個科學的指標來衡量。為此，我們提出了一個有效覆蓋度的概念。綜合有關部門水保科研成果，我們認為：水土保持林有效覆蓋度應該是指水土保持林控制水土流失的功能滿足人們對水土流失治理的需要或要求時的森林覆蓋度。

3水土保持林有效覆蓋率與土壤流失量的關系

水土保持林覆蓋度與土壤流失量的關系國內外均有研究和報道，覆蓋度提高，水土保持功能也隨之增強，而且有效※覆蓋度土壤流失量（侵蝕模數）的關系是一個連續動態的負相關關系。定量分析和研究結果證明，覆蓋率SA與土壤流失量M之間的相關關系如下[2]：

M=ae-bSA(1)

式中：a、b均為待定系數。王秋生等人進一步研究指出，系數a為覆蓋率為零時（無任何植被覆蓋）裸露地的單位面積的土壤流失量即侵蝕模數Mm；系數b為覆蓋率接近100%時的單位土壤面積的侵蝕量M0與Mm之比的自然對數，即b=ln(M0/Mm)[3]。因此可將上式改變成：

M=Mme-ln[(M0/Mm)]SA(2)

式(2)在應用方面可操作性強，具有廣泛的適應性，因此我們稱式(2)為有效覆蓋度與土壤流失量的一般方程。

4水土保持林有效覆蓋度的確定

以上分析表明，水土保持林有效覆蓋度可定量為在一定防護范圍內土壤流失量等于允許流失量時的林木覆蓋度。要具體確定其大小，將涉及土壤允許流失量A、最大侵蝕量Mm、最小侵蝕量M0三項指標。

土壤允許流失量（A）取決于某一地區的成土母、生物、地形、時間等因素，在一定區域范圍內的土壤允許流失量一般是一個定值，但不同地區其值各不相同，如美國確定為225—1150t/km2·a，前蘇聯確定為340—1090t/km2·a。我國雖沒有作明確規定，但從有關研究成果和水土保持技術規程來看，一般以1000t/km2·a作為無明顯侵蝕界限，與國際上多數地區采用的數值相近似，故將1000t/km2·a作為我們確定水土保持林有效覆蓋率時的土壤允許流失量。

最大侵蝕量Mm是指覆蓋率為零時的土壤侵蝕量。調查分析結果表明，隴東黃土高原溝壑區在未治理前，小流域裸地最大平均侵蝕量為8835t/km2·a，其中高原溝壑區為6650—8700t/km2·a，丘陵溝壑區為8000—11000t/km2·a，殘塬區為9000—10000t/km2·a。

最小侵蝕量M0是指覆蓋率接近100%時的土壤侵蝕量[4]。根據我們在涇川縣中溝流域（水土保持林覆蓋率為95%）12年的定點徑流觀測結果表明，中溝流域平均侵蝕模數為60t/(km2·a)，因此該流域可作為隴東黃土高原溝壑區土壤最小侵蝕量。

把A、M0、Mm等三個指標分別代入（2）式，則有

M=8835-4.9921SA

令M=A=1000t/km2·a,經計算可得

SA=43.6%

5.結論

綜上所述,水土保持林有效覆蓋率是由土壤允許流失量A、、最大侵蝕量Mm及最小侵蝕量M0三個方面來決定的。一般A是定值1000t/km2·a，Mm及M0受該取土壤、地形等有關部門因素的影響而變化，M0一般變化較小，通常為60—64t/km2·a，而Mm為該區不同類型流失量的平均值，變化也不會很大。因此在一定地區內以上三個方面基本變化不大，據此所求得的水土保持林有效覆蓋率也就是一個相對穩定的數值，可作為該區水土保持林建設的一個重要指標來指導水土保持林的建設。

參考文獻：

1.張淑芝，孫孫海“應用耗散結構理論配置水土保持林體系及及其效益研究”。《中國水土保持》，1995(4)—(5)

2.郭忠開，“水土保持林有效覆蓋率及其確定方法”《土壤侵蝕與水土保持學報》，1996(3)

3.王秋生,“植被土壤侵蝕的數學模型及其應用”《水土保持學報》，1991(5)

4.卞義寧，“隴東黃土高原溝壑區刺槐水保林合理密度分析”《中國水土保持》1994(4)

5.卞義寧，呂曉霞，“隴東黃土高原溝壑區水保林有效覆蓋率及其確定方法”《中國水土保持》1998(3)