孙跃志
摘要 通过在北票市、凌源市设立对比试验,对困难立地造林后的水土保持效果进行了分析比较。结果表明,造林后林地的地表径流和土壤侵蚀量与对照相比,没有增加;降雨量相同时,地表径流和土壤侵蚀量随着造林时间增加而降低。
关键词 造林;辽西北地区;困难立地;水土保持
辽宁作为老工业基地,工业化、城市化水平较高,人口和经济增长对环境的压力较大。虽经多年治理、保护,但林业生态建设形势严峻。辽西北地区生态环境极为脆弱,地处科尔沁沙地南缘,风蚀水蚀严重,水土流失和土壤侵蚀在重度标准之上[1]。营造生态林,改善生态环境迫在眉睫。
2014年辽宁省与欧洲投资银行签署“欧洲投资银行贷款辽宁省西北地区生态造林示范项目”的《项目协议》,总投资4.8亿元,其中欧投行贷款3 000万欧元(约合人民币2.4亿元)。项目自2014—2018年在阜新、朝阳地区共完成造林2 4546 hm2,其中67%为困难立地水土保持林。为监测项目实施后水土保持效果,同时在北票、凌源开展对比观测试验,为项目生态效益分析和今后合理开展造林活动提供科学依据。
1材料与方法
1.1试验材料
试验样地分别位于凌源市和北票市,其中凌源市样地位于乌兰白镇十二官村(119°54′46″ E,41°14′46″ N),北票市样地位于凉水河乡西营村(120°40′57″ E,41°42′57″ N)。土壤类型为褐土,年均降水量580 mm,年均气温8.4℃,平均蒸发量2 000 mm,平均风速2.9 m/s,无霜期155 d。
造林方式:沿等高线“品”字形鱼鳞坑整地,70 cm×50 cm×40 cm,选择4年生油松营养杯I级苗,株行距3 m×4 m。
1.2试验方法
1.2.1地表径流量监测项目造林地块中坡度坡位相同的位置设立2个5 m×20 m径流场,未造林区域设立1个5 m×20 m径流场作为对照。分别于2015、2016及2018年进行观测。
取样时间:每次产流后测量1次,在5—10月每个月底测量1次总量。
取样方法:将集流桶中的泥水混合物搅拌均匀后,在上中底层各取100 ml,混合后装入300 ml容器中保存,如水量不足,搅匀后取3次。
測定方法:取样后采用烘干法测量土壤重量和水量,计算坡面径流量和土壤侵蚀量。
1.2.2气象数据监测通过在项目区设置雨量计和小型气象站,每天记录温度、降雨量等。
2结果与分析
2.1地表径流量
凌源市样地自2015年5月至2018年10月,共观测有效数据22次,径流量在0.02~0.11 m3。总体上,造林后径流量未发生显著变化。第1年,造林地的径流量个别数值低于对照样地(图1),可能是因为鱼鳞坑拦截了部分降水。
北票市样地自2015年5月至2018年10月,共观测有效数据21次,径流量在0.02~0.60 m3(图2)。总体上,造林样地与对照样地无显著差异。2016年,北票市样地的地表径流量显著高于凌源市样地,可能是由降雨量及降雨强度的差异所致。2016年北票市样地总降雨量196 mm、总降雨强度26.54 mm/h,而凌源市样地总降雨量仅为161 mm、总降雨强度6.74 mm/h。
综上所述,在辽西北地区的困难立地开展合理的造林活动,不但不会增加当地的地表径流量,甚至会在一定程度上减少水土流失。
2.2土壤侵蚀量
凌源市样地,总体上,对照样地的水土流失量要大于造林样地。尤其在每年7、8月降雨量较大时差异显著(图3)。北票市样地,总体上,对照样地与造林样地的土壤侵蚀量差异不大,21次有效观测中,12次对照数值大于造林地数值(图4)。
2.3降雨对水土保持参数的影响
从表1可以看出,随着年度降雨量及侵蚀性降雨量的变化,径流量与土壤侵蚀量呈现正相关的变化。与2015年相比,2016年降雨量及侵蚀性降雨量分别下降了19.4 mm和28.3 mm,径流量及土壤侵蚀量也分别下降了0.05 m3和0.28 kg;2018年降雨量及侵蚀性降雨量增加至547 mm和461 mm时,径流量及土壤侵蚀量也分别增加至0.79 m3和7.60 kg。
从表2可以看出,凌源市样地2018年与2015年降雨量相差不多,但样地的径流量与土壤侵蚀量却出现明显的下降,说明林地内植被的生长发挥了重要的水土保持作用。
3讨论
地表径流量与水土壤侵蚀量作为衡量水土保持效果的关键指标,雨滴击溅和径流冲刷是造成水土流失的主要动力。研究表明,天然植被具有强大的水土保持功能,并呈现出林>灌>草的规律[2]。人工造林的目的是促使原本单一的草本、灌木群落尽快演变为乔、灌、草相结合的合理森林群落。辽宁省西北地区属半干旱地区,森林覆盖率不足30%,水土流失严重。合理的造林能促进森林的形成,随着林木生长,树冠的截留作用逐渐增加,林地的水土保持效果会逐渐增强,最终改善整个地区的生态环境。
试验中设计的造林模式,通过鱼鳞坑整地及对原生植被最大限度地保留等措施,未造成林地水土流失增加,甚至减少了水土流失。综上,合理的造林可有效地减缓甚至改善造林地的水土保持效果。
参考文献
[1] 毛永强. 地膜覆盖技术在辽西北生态脆弱区生态经济效益的研究[D].沈阳:沈阳农业大学,2005.
[2] 韦红波,李锐,杨勤科. 我国植被水土保持功能研究进展[J]. 植物生态学报,2002,26(4):489-496.
责任编辑:郑丹丹