造林對遼西北地區(qū)困難立地水土保持作用的影響

孫躍志

摘要 通過在北票市、凌源市設(shè)立對比試驗(yàn)，對困難立地造林后的水土保持效果進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明，造林后林地的地表徑流和土壤侵蝕量與對照相比，沒有增加;降雨量相同時(shí)，地表徑流和土壤侵蝕量隨著造林時(shí)間增加而降低。

關(guān)鍵詞 造林;遼西北地區(qū);困難立地;水土保持

遼寧作為老工業(yè)基地，工業(yè)化、城市化水平較高，人口和經(jīng)濟(jì)增長對環(huán)境的壓力較大。雖經(jīng)多年治理、保護(hù)，但林業(yè)生態(tài)建設(shè)形勢嚴(yán)峻。遼西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境極為脆弱，地處科爾沁沙地南緣，風(fēng)蝕水蝕嚴(yán)重，水土流失和土壤侵蝕在重度標(biāo)準(zhǔn)之上[1]。營造生態(tài)林，改善生態(tài)環(huán)境迫在眉睫。

2014年遼寧省與歐洲投資銀行簽署“歐洲投資銀行貸款遼寧省西北地區(qū)生態(tài)造林示范項(xiàng)目”的《項(xiàng)目協(xié)議》，總投資4.8億元，其中歐投行貸款3 000萬歐元（約合人民幣2.4億元）。項(xiàng)目自2014—2018年在阜新、朝陽地區(qū)共完成造林2 4546 hm2，其中67%為困難立地水土保持林。為監(jiān)測項(xiàng)目實(shí)施后水土保持效果，同時(shí)在北票、凌源開展對比觀測試驗(yàn)，為項(xiàng)目生態(tài)效益分析和今后合理開展造林活動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)樣地分別位于凌源市和北票市，其中凌源市樣地位于烏蘭白鎮(zhèn)十二官村（119°54′46″ E，41°14′46″ N），北票市樣地位于涼水河鄉(xiāng)西營村（120°40′57″ E，41°42′57″ N）。土壤類型為褐土，年均降水量580 mm，年均氣溫8.4℃，平均蒸發(fā)量2 000 mm，平均風(fēng)速2.9 m/s，無霜期155 d。

造林方式：沿等高線“品”字形魚鱗坑整地，70 cm×50 cm×40 cm，選擇4年生油松營養(yǎng)杯I級苗，株行距3 m×4 m。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1地表徑流量監(jiān)測項(xiàng)目造林地塊中坡度坡位相同的位置設(shè)立2個(gè)5 m×20 m徑流場，未造林區(qū)域設(shè)立1個(gè)5 m×20 m徑流場作為對照。分別于2015、2016及2018年進(jìn)行觀測。

取樣時(shí)間：每次產(chǎn)流后測量1次，在5—10月每個(gè)月底測量1次總量。

取樣方法：將集流桶中的泥水混合物攪拌均勻后，在上中底層各取100 ml，混合后裝入300 ml容器中保存，如水量不足，攪勻后取3次。

測定方法：取樣后采用烘干法測量土壤重量和水量，計(jì)算坡面徑流量和土壤侵蝕量。

1.2.2氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測通過在項(xiàng)目區(qū)設(shè)置雨量計(jì)和小型氣象站，每天記錄溫度、降雨量等。

2結(jié)果與分析

2.1地表徑流量

凌源市樣地自2015年5月至2018年10月，共觀測有效數(shù)據(jù)22次，徑流量在0.02～0.11 m3?？傮w上，造林后徑流量未發(fā)生顯著變化。第1年，造林地的徑流量個(gè)別數(shù)值低于對照樣地（圖1），可能是因?yàn)轸~鱗坑攔截了部分降水。

北票市樣地自2015年5月至2018年10月，共觀測有效數(shù)據(jù)21次，徑流量在0.02～0.60 m3（圖2）?？傮w上，造林樣地與對照樣地?zé)o顯著差異。2016年，北票市樣地的地表徑流量顯著高于凌源市樣地，可能是由降雨量及降雨強(qiáng)度的差異所致。2016年北票市樣地總降雨量196 mm、總降雨強(qiáng)度26.54 mm/h，而凌源市樣地總降雨量僅為161 mm、總降雨強(qiáng)度6.74 mm/h。

綜上所述，在遼西北地區(qū)的困難立地開展合理的造林活動(dòng)，不但不會(huì)增加當(dāng)?shù)氐牡乇韽搅髁浚踔習(xí)谝欢ǔ潭壬蠝p少水土流失。

2.2土壤侵蝕量

凌源市樣地，總體上，對照樣地的水土流失量要大于造林樣地。尤其在每年7、8月降雨量較大時(shí)差異顯著（圖3）。北票市樣地，總體上，對照樣地與造林樣地的土壤侵蝕量差異不大，21次有效觀測中，12次對照數(shù)值大于造林地?cái)?shù)值（圖4）。

2.3降雨對水土保持參數(shù)的影響

從表1可以看出，隨著年度降雨量及侵蝕性降雨量的變化，徑流量與土壤侵蝕量呈現(xiàn)正相關(guān)的變化。與2015年相比，2016年降雨量及侵蝕性降雨量分別下降了19.4 mm和28.3 mm，徑流量及土壤侵蝕量也分別下降了0.05 m3和0.28 kg;2018年降雨量及侵蝕性降雨量增加至547 mm和461 mm時(shí)，徑流量及土壤侵蝕量也分別增加至0.79 m3和7.60 kg。

從表2可以看出，凌源市樣地2018年與2015年降雨量相差不多，但樣地的徑流量與土壤侵蝕量卻出現(xiàn)明顯的下降，說明林地內(nèi)植被的生長發(fā)揮了重要的水土保持作用。

3討論

地表徑流量與水土壤侵蝕量作為衡量水土保持效果的關(guān)鍵指標(biāo)，雨滴擊濺和徑流沖刷是造成水土流失的主要?jiǎng)恿ΑＱ芯勘砻?，天然植被具有?qiáng)大的水土保持功能，并呈現(xiàn)出林>灌>草的規(guī)律[2]。人工造林的目的是促使原本單一的草本、灌木群落盡快演變?yōu)閱?、灌、草相結(jié)合的合理森林群落。遼寧省西北地區(qū)屬半干旱地區(qū)，森林覆蓋率不足30%，水土流失嚴(yán)重。合理的造林能促進(jìn)森林的形成，隨著林木生長，樹冠的截留作用逐漸增加，林地的水土保持效果會(huì)逐漸增強(qiáng)，最終改善整個(gè)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

試驗(yàn)中設(shè)計(jì)的造林模式，通過魚鱗坑整地及對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，甚至減少了水土流失。綜上，合理的造林可有效地減緩甚至改善造林地的水土保持效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛永強(qiáng). 地膜覆蓋技術(shù)在遼西北生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[2] 韋紅波，李銳，楊勤科. 我國植被水土保持功能研究進(jìn)展[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，26（4）：489-496.

責(zé)任編輯：鄭丹丹