植被盖度对水土保持功效的影响

2019-02-11 10:15闫夏娇
山西水土保持科技 2019年3期
关键词:郁闭度盖度雨量

闫夏娇

(山西省水利水电科学研究院)

大家知道,造成水土流失严重的问题,极为重要的原因是植被破坏,一旦植被破坏,就会导致水土流失与生态环境恶化。长期以来,特别是近20 a 来,针对我国水土流失严重的问题,依照综合国力状况,植被恢复倍受重视,在水土保持上广泛应用,加快了水土流失治理步伐,迅速改善了生态环境,成效显著。众多志士仁人,对植被与水土保持的关系进行了深入研究,取得了大量研究成果。本文就植被盖度对水土保持的影响,收集了大量资料,现综述如下。

1 植被盖度对初损雨量的影响

结合我国局部地区的超渗产流情况来看,只有在降雨强度超过土壤入渗速率时,才会产生地表径流。随着降雨历时的延长,土壤入渗量增加,地表径流则会减少。在通常情况下,并不是在降雨初期就会出现地表径流现象,必须经过一定的时间。研究人员习惯将降雨开始到地面出现径流这段时间,称为起流历时,整个时间段中的降雨量被称为初损降雨量。在研究植被盖度对初损雨量的影响时可知,在相同降雨强度下,有植被覆盖的谷地比其他区域的起流历时长,并且初损雨量也大。在相同的降雨条件下,不同盖度的草地初损雨量之间存在着一定的差异,初损雨量会随着植被盖度的增加而增加。在人工降雨实验过程中,如果降雨强度是1.5 mm/min,不同盖度的草地初损雨量与初损时间均是不同的。研究表明,植被盖度从20%增加到80%,初损雨量会增加之前的2 倍左右。根据相关的实验可知,植被盖度对起流历时以及初损雨量影响极大。如果植被盖度越大,在相同降雨强度以及前期土壤含水量条件下,起流历时就会越长,最终降雨初损量就会越大。

2 植被盖度对截留降水的影响

植被的冠层,能够起到有效减弱降雨侵蚀势能的作用,也能起到有效阻截降雨的作用,进而对土壤实现保护,有效减少水土流失。科技人员研究的我国大兴安岭林区的树冠截留、枯枝落叶层与土壤水文之间的关系成果,充分说明水土流失量的变化与郁闭度以及对降雨的截留量之间存在显著正相关。林冠大小、林分密度、风速等因素,直接影响着林冠截留降水。不同种类的林分在不同密度下,与截留降雨量之间成正比关系,也就是说,林分密度越大,截留降水量就越大,林分密度越小,截留降水量就越小。随着森林郁闭度的增加,降水截留量与截留率之间的差距就会逐渐降低,如果郁闭度达到了70%以上,截留量与截留率就会呈现相继增加的趋势。

3 植被盖度对降雨能量的影响

降雨能量是影响土壤侵蚀最重要的原因,降低降雨能量,能够有效地降低土壤侵蚀程度。植被覆盖能够高效地降低降雨能量,降低土壤侵蚀的速率。结合相关研究内容可知,植被对降雨能量的减弱作用主要体现在以下两方面:一是林冠截留,二是林冠缓冲降雨势能。在一次降雨过程中,林冠截留能够高效降低降雨总量的总体势能。由于林分的不同,所产生的降雨势能减弱情况也会不同。比如乔木,其减弱降雨势能作用与灌木相比,效果差异明显。植被郁闭度与降雨势能之间呈现正比关系,郁闭度越大,减弱降雨势能的作用与效果就越明显。研究表明,通过恢复植被,增大植被覆盖率,就能有效增加大气降雨量10%。

4 植被盖度对产流产沙的影响

根据对人工草地盖度对产流产沙的影响研究可以发现,如果植被盖度超过60%,控制水土流失的效果显著而稳定,但是不超过60%时,控制水土流失的效果就不太稳定,容易出现波动。因此,要想高效防治水土流失,地面植被的盖度不应小于60%。也有实验表明,地面植被盖度70%时,控制水土流失效果显著,建议将70%作为植被控制水土流失的临界值。大量研究资料充分说明,植被盖度越大对土壤侵蚀的抑制作用就越强,60%-70%植被盖度可以作为植物措施控制水土流失的临界值。

5 植被盖度对土壤入渗的影响

在土壤的众多特性中,土壤入渗特征对水土流失的影响是最为明显的。在开展水土保持过程中,最重要的环节就是提高土壤的入渗性能。首先,应正确优化植被栽种土壤的理化性质,保证土壤的容重减小,增大土体孔隙率,从面提高土壤的入渗能力,增加土壤蓄水量。有关土壤渗透实验表明,土壤的有机质含量增加,土壤的结构性就趋好,渗透力增大,控制水土流失效果良好。据科技人员对林地枯枝落叶层的研究,结果显示,随着郁闭度的增加,枯枝落叶层增厚,控制水土流失效果非常明显。其主要原因:一是截留降水,降低地表径流形成速率,延长入渗时间,增加地表入渗量;二是增加土壤有机质,改善土壤结构,增大土壤蓄水容量,提高降水入渗率。枯叶落叶层与植被盖度密切相关,植物茂密,生长旺盛,地表枯枝落叶层就会增厚,通过增加土壤入渗,控制地表径流的形成。

6 结语

大量研究表明,植物措施是水土保持体系中最为主要的措施,其对水土流失的控制和对生态环境的改善作用是多方面的,既有截持降雨、降低雨滴动能的功能,又有延长地表径流形成、增加土壤入渗时间等功效,这些均主要体现在植被盖度的增加上。在国家高度重视生态文明建设的今天,我们应全民动员,协手同心,为控制水土流失、打好蓝天保卫战、建设美丽家园,大力开展植被的恢复再造,为祖国的壮丽山河盖上绿被子而贡献力量。

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