王春生
(麟游县水土保持工作站 陕西 麟游 721500)
林草措施是水土保持三大措施之一,多年来国内外理论和实践证明,科学、合理地营造水保林,辅以封山禁牧、禁伐、禁垦等措施,可以在一定时期内显著改善水土流失状况。特别是在干旱少雨、植被覆盖率低、水土流失严重的黄土高原丘陵沟壑区,大规模、有计划地建设水保林是促进水土保持、发展生态农业的必由之路[1]。
麟游县位于黄土高原西南缘,属渭北旱塬丘陵沟壑区,地处东经107°19'~108°2',北纬 34°33'~34°58'之间,全县总面积1740km2。境内沟壑纵横、坡缓川狭、少有台塬,分为低中山、黄土丘陵、黄土残塬、河谷川道四种地貌单元。土壤以黄绵土为主,约占90%,其余是少量红土和紫色土,土壤pH值在8.0~8.5之间,属温带半湿润—湿润季风气候区,气候特点是热量不足,春旱、夏凉、秋涝、冬寒,无霜期 196d,年平均气温9.2℃,多年平均降雨量649mm,且降雨时间分布不均,年降雨量55%~66%集中在7、8、9三个月。
县域内山大沟深、塬小、川狭,沟道多达1319条,每逢暴雨、山洪暴发,沟道下切,残塬塬面渐窄,土壤养分不断瘠薄,水土流失非常严重。据统计,全县水土流失面积达1541km2,占全县总面积的88.6%,土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主,重力侵蚀次之,风力侵蚀轻微,其中,轻度侵蚀为375.39km2,占流失面积的24.36%,中度侵蚀为656.16km2,占流失面积的42.58%,强度侵蚀为480.33km2,占流失面积的31.17%,极强度侵蚀为29.12km2,占流失面积的1.89%,年均土壤侵蚀模数3071t/km2·a,25°以上坡耕地年均流失表土93t/hm2,流失有机质1.17t/hm2。
为改变水土流失严重的状况,自上世纪80年代以来,麟游县就在岭西、北河滩、页岭等地开始了水保林建设,当时主要种植油松和刺槐,其中油松林达32万余株,面积达190hm2,林木长势良好。自2012年开始,县水保站又在上级政策、资金、技术的大力扶持下,以小流域为单元,以黄土丘陵为主要对象,在永丰、高庄、招贤、常丰、消水沟等村庄25°以上的坡面和山顶广泛、持续地开展水保林建设,所种树木全部为油松,累计种植59.94万株,面积360hm2。据观测,与原荒坡、坡耕地相较,大面积建设水保林后,雨期地表径流明显减小,泥沙含量明显下降,土壤容重明显降低,渗透性明显增强,抗冲性明显提高,水土保持效益十分显著,这些已被赵鸿雁[2,3,4]等人的研究所证实。
麟游县已建成的水保林中,油松纯林占60%以上,树种过于单一,由此引发了不少显在和潜在的问题,必须引起我们的高度重视。
据群众报告和现场目测,部分油松林已出现了相当数量的松毛虫,在个别地段甚至已经开始蔓延。有关资料表明,松毛虫发生区一般可划分为常灾区、偶灾区和无灾区,常灾区多分布于大面积纯林地带,且在自然生态环境下,松毛虫具有周期性猖獗成灾的规律,特别是在针叶含糖量大的油松林,遇到阳光充足、高温少雨时节,极易发生松毛虫灾害[5]。麟游县已建成的油松林虽然目前还未发现松毛虫成灾现象,但这绝不等于我们就可以高枕无忧,如不未雨绸缪,提前采取有效防治措施,就很有可能使我们多年的造林成果毁于一旦。
麟游县已建成的油松林绝大部分长势较好,林木高度和胸径已经相当可观,但与油松—柠条、油松—沙棘、油松—山杏、油松—刺槐等混交林相比,生长速度明显较慢。其原因是混交林林内温度较低,相对湿度较高,光照强度较低,导致油松蒸腾强度下降,光合作用增强,且混交林树种组成复杂,枯枝落叶较多,腐殖质层较厚,土壤有机质和肥力较高,这些都使油松生长量明显提高[6]。马德彪[7]、尤文忠[8]等人的研究也证实油松纯林林木生长速度明显慢于混交林。
表1 麟游县土壤侵蚀强度分级表
虽然和造林前的荒坡、坡耕地相比,油松林水土保持效益显著,但若和上述混交林相比,效益就相形见绌了。森林的水土保持功能主要是通过林冠层、枯枝落叶层和根系层这三部分来发挥,其中林冠层可直接截留降水,枯枝落叶层有截留降水和阻延径流双重作用,这两部分可使地表径流显著减小[2];而根系层更兼有减流、保土双重效应,一方面是根系在生长过程中会在土壤中挤出通道,使地表水顺着根与周围土壤之间的接触面渗入土壤,且当根衰老、死亡后,特别是大量毛根死亡、更新后,根原来所占据的土壤空间在一定时间后会形成空隙,这会显著降低土壤容重,增大土壤下渗能力,减小地表径流[9,10];另一方面是根系在土壤中如网般交织,起到类似钢筋的作用,从而有效固结土壤,防止坡面侵蚀的形成,加固斜坡和固定陡坡,增强土壤抗冲性能[9]。油松纯林由于叶片面积远小于阔叶林,林冠层截留降水作用较差,且枯枝落叶少、地表植被稀疏,致使枯枝落叶层截留降水与阻延径流作用较弱,易形成地表径流[5],加之油松根系不甚发达[11],减流、保土作用不强,故总体来看,油松纯林水土保持效益远不如混交林。
从目前诸多专家学者的研究及水土保持工作者的一线实践来看,营造混交林是克服大面积针叶纯林弊端的切实可行的方法。首先是混交林林内湿度较大,温度较低,林木吸收的水分增多,针叶含糖量下降,降低了松毛虫取食兴趣,同时,混交林可增加植物群落的多样性,利于鸟类栖息和昆虫生存,使松毛虫的天敌如黄鹂、灰喜鹊、大山雀、黑山蚁、双针蚁等的数量大大增加,从而有效控制松毛虫数量[5]。其次是混交林可显著促进林木生长。据马德彪[7]等人的研究,油松—沙棘混交林与油松纯林相比,5年中油松树高连年平均生长量提高22%,基径连年平均生长量提高48%。最重要的是混交林水土保持效益突出,其在林冠截留量、枯枝落叶吸水阻水能力、改良土壤效能等方面均优于油松纯林,高大鹏[6]等人对油松—柠条混交林的研究和马德彪[7]等人对油松—沙棘混交林的研究清楚地表明了这点。关于选用什么树种与油松混交,这方面的研究已经汗牛充栋,关键是所选树种既要能促进油松生长,又要避免与油松竞争,一般选用柠条、沙棘、山杏、刺槐、黄栌、紫穗槐等树种比较适宜,从麟游县的气候、土壤、水文等自然条件分析,建设油松—柠条、油松—沙棘、油松—山杏、油松—刺槐混交林较可行。
只注重营造乔木纯林,而忽视栽植灌木与种草导致造林失败的例子并不鲜见[12]。所以,受天然植物地理群落的启示,克服水利、林业、农业诸部门目标单一、措施单调的局限性,对草、灌木、乔木的种植进行统筹规划、科学配置、有机结合,形成复层混交林,综合发挥各类植物的水土保持功能,以取得最大的水土保持效益及其他衍生效益已是大势所趋。草灌乔结合的复层混交林在空间和地下形成层层防线,地上枝叶可减轻雨滴和径流对土壤的侵蚀,地下根系盘根错节,固结土壤,促进水分渗透,减少水力侵蚀,同时,这种林分抵抗极端气候、病虫害和火灾的能力也较强,不至于因自然灾害而全部毁灭[12]。麟游县今后的水保林建设,应注重草灌乔结合。
再好的水保林,如不加以有效管护,其水土保持效益必将越来越差,甚至消失。封山禁牧、禁伐、禁垦是最有效的管护措施,应长期坚持,并在人员、资金等方面予以充分保障。此外,还应搞好适度修剪和抚育间伐[11]。树冠长短和冠幅大小,左右着树冠截雨作用的强弱和地面凋落物的多少,适度修剪既可促进林木生长,又可保持水土。抚育间伐即留优砍劣、留稀砍密、留大砍小,这样可避免林地形成小天窗,影响林木均匀度,同样可起到促进林木生长和保持水土作用。
(1)改造、建设混交林可望解决油松纯林存在的诸多问题,应加紧实施。
(2)水土保持工作是一项良心工作,直接关系到我们赖以生存的生态环境,而生态环境的改善是一个渐进和耗时的过程,所以,建设水保林必须长远规划、持之以恒。
(3)水保林的管护尤重于建设,应把管护工作切实落到实处。陕西水利
[1]张娥.黄土高原丘陵沟壑区的治理,应走水保生态农业之路[J].甘肃科技纵横,2005,34(5):8~20.
[2]赵鸿雁,吴钦孝,刘向东.油松人工林组成部分的水土保持作用[J].西北林学院学报,1993,8(1):9~14.
[3]赵鸿雁,吴钦孝.黄土高原人工油松林小流域产流产沙研究[J].自然科学进展,2001,11(8):829~834.
[4]赵鸿雁,吴钦孝,刘国彬.黄土高原人工油松林枯枝落叶层的水土保持功能研究[J].林业科学,2003,39(1):168~172.
[5]郭浩,步兆东,陈国山,等.辽西地区水保林树种结构的调整及其效益的研究[J].防护林科技,2004,(1):1~3.
[6]高大鹏,王世忠.辽西地区油松柠条混交林研究[J].林业实用技术,2002,(5):7~8.
[7]马德彪,李兆平.营造沙棘油松混交林初探[J].沙棘,2004,17(3):29~30.
[8]尤文忠,刘明国,云丽丽.辽西半干旱区不同类型油松水土保持林土壤改良效应分析[J].林业科技,2008,33(5):20~24.
[9]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,(3):6~8.
[10]宋西德.黄土高原森林植被水土保持功能研究 [J].内蒙古农业大学学报,2001,22(2):7~11.
[11]李柱,尹玉臣,郭凤莲,等.提高油松林水土保持作用的技术要点[J].生态经济,1998,(6):37.
[12]严国民,段文中,康清海.草灌乔结合是黄河上中游地区水保生态建设的好形式[J].中国水土保持,2002,(10):24~25.