隆化縣植被覆蓋對土壤水蝕的影響分析

宋海燕

（承德林業(yè)調查規(guī)劃設計院，河北 承德 067000）

隆化縣植被覆蓋對土壤水蝕的影響分析

宋海燕

（承德林業(yè)調查規(guī)劃設計院，河北 承德 067000）

植被是連結土壤、大氣和水分等自然要素的紐帶,能夠在很大程度上代表一個地區(qū)的生態(tài)環(huán)境總體狀況。隆化縣地處燕山北部的冀北山區(qū)南麓，屬半干旱區(qū)向半濕潤區(qū)過渡地帶，土壤侵蝕以水力侵蝕為主。該文通過在隆化縣全境均勻布點詳細調查植被覆蓋度、森林覆蓋率及森林群落結構，分析植被覆蓋對水力侵蝕的影響，并提出增加植被覆蓋及調整林分結構的建議，為隆化縣可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設提供科學的理論依據(jù)。

隆化縣；植被覆蓋；土壤水蝕

水力侵蝕是目前世界上分布最廣、危害最為普遍的一種土壤侵蝕類型。水力侵蝕是在降水、地表徑流、地下徑流的作用下，土壤、土體或其它地面組成物質被破壞、剝蝕、搬運和沉積的全部過程[1]，其發(fā)生的原因較為復雜，通常是由土層薄、坡度大、植被覆蓋率小、雨量大、雨水集中等一個或幾個因素共同作用的結果。植被覆蓋是水力侵蝕的主要抑制因素之一，植被地上部分對降雨的截流作用，枯枝落葉層對降低徑流流速，增強土壤入滲和減少徑流量的作用，植被根系對固結土壤、增強土壤結構穩(wěn)定性和提高土壤的抗蝕性起重要作用[2]。植被結構的改良，植被覆蓋度的增長，可以縮短地表徑流過程，降低徑流洪峰量，增加土壤入滲量，減少地表徑流量[3]。近年來，隨著城鎮(zhèn)建設和各類開發(fā)建設項目的增多，地表擾動、植被破壞、人為造成的水土流失日趨嚴重，危及到人類正常的生產(chǎn)基礎、生活環(huán)境乃至生命安全。該文通過對隆化縣全境植被覆蓋度、森林覆蓋率及森林群落結構進行調查與分析，旨在了解隆化縣水土流失發(fā)生情況，因地制宜地提出相應措施，為改善北京周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境，促進區(qū)域社會、經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

隆化縣位于河北省北部，地處燕山北部的冀北山區(qū)南麓，屬半干旱區(qū)向半濕潤區(qū)過渡地帶，年均降雨量517mm，主要集中在6～8月份，土壤侵蝕以水力侵蝕為主。全縣總面積5473.4km2，東西最長126.5km、南北最寬76.5km，山場面積約占國土面積的80%，有“八山一水一分田”之稱。該縣森林覆蓋率53.39%，位居全省第六位，林木蓄積量590萬m3，距北京直線距離約200km，為京津阻沙源、涵水源，其自然生態(tài)的優(yōu)劣與首都的天氣狀況有著緊密的聯(lián)系。

2 研究方法

植被覆蓋度是衡量地表植被狀況的一個重要指標，同時也是影響水土流失的主要因子。該研究主要針對降雨季節(jié)隆化縣植被覆蓋度、森林覆蓋率及森林群落結構進行抽樣調查分析。

2.1 研究區(qū)調查樣地布設

于研究區(qū)內均勻布設17個面積均為1km2的野外抽樣調查樣地。調查樣地覆蓋了隆化縣全境，通過對17個點位的調查與研究，能基本了解隆化縣境內植被基本情況（見圖1）。

圖1 隆化縣植被調查樣地布設

研究區(qū)植被主要為針葉林、闊葉林、草甸、灌叢，喬木樹種主要有油松、落葉松、蒙古櫟、楊樹、榆樹、白樺等，灌草主要為山杏、平榛、荊條、繡線菊、艾草、白蓮蒿等；土壤以棕褐土和草甸土為主。

2.2 野外調查方法

利用1:5萬地形圖確定野外調查樣地位置及樣地數(shù)，通過遙感影像圖把17個調查樣地分成兩類，第一類在遙感影像圖上能清楚地辨別出地塊邊界，第二類遙感影像圖上無法清楚地辨別地塊邊界。對于第一種類型的調查樣地采用遙感影像勾繪。用CAD打開1:5萬地形圖，勾出調查樣地，將調查樣地邊界和等高線與遙感影像圖套合。在疊加好的地形圖上勾繪地塊，在每一地塊邊界比較明顯的拐點處標注坐標，把所有坐標整理到水力侵蝕調查內業(yè)數(shù)據(jù)記錄表上，打印勾繪好的調查底圖，野外調查人員帶上該圖及GPS到實地進行復核、矯正最后的成圖，以野外勾繪記錄為準。對于第二種類型的調查樣地采用GPS定位勾繪。在手持GPS的條件下，利用GPS確定地塊邊界的經(jīng)緯度坐標，勾繪地塊邊界，調查樣地內植被基本情況。

3 結果與分析

野外調查結果見表1、表2。

3.1 植被覆蓋度對土壤水蝕的影響

植被對地表的有效覆蓋是影響降雨徑流侵蝕過程的重要因素，很多學者對此都進行過深入研究。植被覆蓋度是當今研究植被與水土流失關系中用的最多的一個參數(shù)，它是指單位土地面積上植被垂直覆蓋面積所占的百分比，常用百分數(shù)表示，取值范圍是0～100%。土壤侵蝕量隨植被覆蓋度增長逐漸減少，植被覆蓋度從0到10%每增長1%，土壤侵蝕量平均減少1.19%～1.36%，植被覆蓋度增長越高，減少土壤侵蝕量的百分比愈大，當植被覆蓋度增長到90%以上時土壤侵蝕就基本停止[3]。大量的研究證實，只有當林草對地面覆蓋達到一定程度的時候，才能起到防止土壤侵蝕的作用。張光輝等通過模擬降雨試驗表明：土壤侵蝕量隨著草地植被覆蓋度的增大呈指數(shù)下降趨勢。分析認為70%的植被覆蓋度可以作為試驗條件下的有效植被覆蓋度[4]。調查的17個樣地中植被覆蓋度40%～70%的有12塊樣地，占總樣地70%，植被覆蓋度70%及以上的有5塊樣地，占總樣地30%。植被覆蓋度達到90%的僅有1個樣地（表1）。通過分析，隆化縣有2/3的土地地表未達到有效覆蓋，易發(fā)生不同程度的水土流失。

表1 調查樣地植被覆蓋度

表2 調查樣地內喬木林基本情況

3.2 森林覆蓋率對土壤水蝕的影響

森林植被通過林冠層、枯枝落葉層、根系層以及森林生態(tài)系統(tǒng)的生理生態(tài)特性，調節(jié)森林水文過程，改良土壤理化性質，一方面耗散降水徑流的侵蝕能量，另一方面提高土壤抵抗侵蝕的能力，進而起到防止土壤侵蝕的作用。我國學者對森林覆蓋率與土壤侵蝕之間的關系進行了大量研究。侯喜祿等[5]認為土壤侵蝕量隨林分覆蓋度的增加而減少，當覆蓋度增加到60%時，林地減少土壤侵蝕量的效益最顯著。森林覆蓋率（%）=（喬木林地面積+特殊灌木林地面積）/土地總面積×100%。按照《國家特別規(guī)定的灌木林地》的規(guī)定，該地區(qū)無特殊灌木林地，文中森林覆蓋率即為喬木林占地比例。17個調查樣地中森林覆蓋率小于40%樣地是11號和2號（無喬木林），占總樣地10%；森林覆蓋率在40%～60%的樣地是1、3、5、6、9、10、12、14、16、17號，占總樣地60%；森林覆蓋率大于60%的樣地是4、7、8、13、15號，占總樣地30%，森林覆蓋率有待進一步提高（表2）。

4 結論

植被對水蝕的影響主要表現(xiàn)在以下幾個環(huán)節(jié)：植被截留降雨，植被葉滴擊濺，植被攔濾徑流、泥沙，植被根系增強土壤抗蝕性，植被枯枝落葉層對土壤的保護作用[6]。一般情況下，純喬木林的覆蓋效果往往是增大擊濺侵蝕，如果喬木林下地面枯枝落葉層較厚或有灌木或草生長，對二次擊濺的動能可以起很大的消減作用[7]。簡言之，完整的群落結構可有效控制水土流失的發(fā)生。完整的群落結構含有喬木層、下木層和地被層3個層次；較完整群落結構含有喬木層和其它1個植被層，簡單結構只有喬木1個植被層。17個調查樣地中森林的群落結構基本屬于較完整結構，所占比例達到76.5%，1號和14號樣地是完整的群落結構，植被蓋度達到90%以上，基本不會發(fā)生水土流失；4號樣地是簡單結構，2號樣地無喬木林。

5 討論

從總體上看，研究區(qū)植被覆蓋度的變化與人類活動有著不可分割的關系。鑒于此，隆化縣植被建設應重點做好以下幾方面工作。

（1）保護現(xiàn)有森林資源。加強對林地植被的保護和恢復工作，加大退耕還林工作力度，盡可能避免建設用地擴張侵占林地及植被較好的區(qū)域，以免出現(xiàn)新的植被覆蓋顯著退化區(qū)域；進一步加大生態(tài)環(huán)境保護的宣傳力度，增強全民生態(tài)文明意識，樹立人人關心環(huán)境保護、人人參與生態(tài)建設的良好社會風氣。

（2）營造喬灌草結合的復層森林資源結構。通過封、造、撫等措施，營造喬灌草結合的復層林。一是以人工造林為主，封山育林和工程固沙為輔，實施喬灌草結合的治理模式；二是實施天然林保護工程，積極爭取擴大天然公益林保護規(guī)模；三是加強中幼林撫育和低質低效林改造，調整林分密度與結構，改善林木生長環(huán)境，營造多樹種、多層次林分結構。

（3）大力開展工業(yè)區(qū)生態(tài)修復。要加強生態(tài)建設，提高工業(yè)區(qū)尤其是鐵礦區(qū)植被覆蓋度，閉礦后大力恢復礦山生態(tài)環(huán)境，深化多元素礦、尾礦、矸石等資源的綜合開發(fā)利用，既可促進礦業(yè)發(fā)展，又可減少植被破壞。

［1］張洪江.土壤侵蝕原理［M］.北京：中國林業(yè)出版社，2000.

［2］夏青，尚潤陽.植被覆蓋度對土壤侵蝕的影響評價［J］.海河水利，2014，4（52）.

［3］張華嵩.植被恢復過程與防止水土流失效果的研究［J］.林業(yè)科學，1989，25（1）.

［4］張光輝，梁一民.植被覆蓋度對水土保持功效影響的研究綜述［J］.水土保持研究，1996，3（2）.

［5］侯喜祿，白崗栓，曹清玉.黃土丘陵區(qū)森林保持水土效益及其機理的研究［J］.水土保持研究，1996，3（2）：98-103.

［6］張清春，劉寶元，翟剛.植被與水土流失研究綜述［J］.水土保持研究，2002，12（4）.

［7］趙曉光，吳發(fā)啟，薛智德，等.控制坡地水力侵蝕危害的管理措施［J］.水土保持研究，2000，7（1）.

S157.1

A

1002-3356（2016）04-0051-03

2016-07-24

宋海燕（1981-），女，工程師，主要研究方向：資源監(jiān)測和林業(yè)調查。