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隴東黃土高原溝壑區水土保持林有效覆蓋度與土壤侵蝕量關(guān)系的初探
摘要：本文通過(guò)對黃土高原溝壑區水土保持林系統的分析，結合有關(guān)水土保持林科研成果，研究表明水土保持林有效覆蓋度與土壤侵蝕之間存在一定的關(guān)系。水土保持林有效覆蓋度是指在一定防護范圍內土壤流失量等于允許流失量時(shí)的水土保持林覆蓋度，分析計算出隴東黃土高原溝壑區水土保持林有效覆蓋為43.6%。
關(guān)鍵詞：水土保持林 有效覆蓋度 土壤侵蝕
森林不僅是一種寶貴的自然資源,而且是陸地生態(tài)系統的主體,同時(shí)也是人類(lèi)賴(lài)以生存和持續發(fā)展的物質(zhì)基礎。水土保持林是森林生態(tài)系統的有機組成部分，在水土流失治理工作中占有非常重要的地位。
研究結果表明，一般情況下，在一定生態(tài)區域范圍內，隨著(zhù)水土保持林覆蓋度的提高，水土流失的防治效果也越來(lái)越好。土壤侵蝕相對較少，生態(tài)環(huán)境趨于平衡，生態(tài)效益和社會(huì )效益相對明顯。但是，由于土地資源的有限性、人們生活需求的多樣性和長(cháng)期性以及植物分布地帶性的制約，水土保持林覆蓋度不可能是無(wú)限增大的。這就要求在水土保持林體系建設中，一方面要合理配置林種結構，有效防止水土流失，改善生態(tài)環(huán)境；另一方面要合理利用土地資源，充分發(fā)揮當地鄉土樹(shù)種的作用，作到適地適樹(shù)對位配置，促進(jìn)良性循環(huán)。因此，這就存在著(zhù)一個(gè)水土保持林有效覆蓋度的現實(shí)問(wèn)題，也就是如何運用較少的水土保持林面積獲取最大的水土保持效益或者將水土流失量控制在一定（允許）的范圍內。正確解決這一問(wèn)題，對于加強水土保持林的自身建設和土地資源的合理開(kāi)發(fā)利用，具有重要的現實(shí)意義和科學(xué)指導意義。
在分析有關(guān)水土保持林研究成果的基礎上，我們對黃土高原溝壑區水土保持林有效覆蓋度與土壤侵蝕量的關(guān)系進(jìn)行了初步分析探討，提出了隴東黃土高原溝壑區水土保持林有效覆蓋度，以供商榷。
1 水土保持林系統的功能與發(fā)展
水土保持林是為了控制土壤侵蝕和土壤流失、改善生態(tài)環(huán)境、提高系統環(huán)境容量、增加系統單位面積承載能力和經(jīng)濟收入，在水土流失地區營(yíng)造的一種專(zhuān)用防護林體系，一般由塬面農田防護林、塬邊、溝邊防風(fēng)林、坡面防蝕林、梁峁防護林、溝道防沖林等多林種組成。其防護功能主要是通過(guò)林冠層、林下地被物與枯落物及林木根系等形在立體防護體系攔截降雨、減緩徑流、增加徑流入滲機會(huì )、延長(cháng)入滲時(shí)間、固持網(wǎng)絡(luò )土壤、增強土壤抗蝕抗沖性能來(lái)實(shí)現的。如何長(cháng)期持續穩定地發(fā)揮這一系統的功能呢？這就要求我們在水土保持林的營(yíng)造和經(jīng)營(yíng)管理中，保持水土保持林系統內外物質(zhì)流與能量流在較長(cháng)時(shí)間內保持平衡，使林木生長(cháng)發(fā)育所需的水分和營(yíng)養物質(zhì)維持在一定的水平，即最低供應量應大于引起該系統自調功能喪失時(shí)的物質(zhì)供應量。否則，會(huì )形成以“小老樹(shù)”為主的低質(zhì)低產(chǎn)林分，達不到營(yíng)造水土保持林的目的。多年來(lái)的分析研究表明，加強林分密度管理使其達到合理的適宜密度是協(xié)調系統功能、充分發(fā)揮系統整體效益的主要手段和方法，也是維持整個(gè)防護林體系范圍內土壤養分狀況長(cháng)期穩定的重要途徑[1]。
2 水土保持林的有效覆蓋率
如前所述，水土保持林是一種多功能全方位的立體防護體系，必須達到一定規模和面積才能充分發(fā)揮其系統功能，形成規模效益。那么在一個(gè)小流域或一定的生態(tài)類(lèi)型區范圍內需要有多大面積的水土保持林才能達到控制水土流失的目的呢？目前的研究成果表明，一般情況下覆蓋率達到30%即可，但也有人認為需達50%—60%，還有人認為應達到60%—75%。這一研究成果的不統一，一方面嚴重地影響了林業(yè)及水保工作的宏觀(guān)決策，另一方面是水保部門(mén)在治理驗收工作中沒(méi)有一個(gè)科學(xué)的指標來(lái)衡量。為此，我們提出了一個(gè)有效覆蓋度的概念。綜合有關(guān)部門(mén)水�？蒲谐晒�，我們認為：水土保持林有效覆蓋度應該是指水土保持林控制水土流失的功能滿(mǎn)足人們對水土流失治理的需要或要求時(shí)的森林覆蓋度。
3 水土保持林有效覆蓋率與土壤流失量的關(guān)系
水土保持林覆蓋度與土壤流失量的關(guān)系國內外均有研究和報道，覆蓋度提高，水土保持功能也隨之增強，而且有效※覆蓋度土壤流失量（侵蝕模數）的關(guān)系是一個(gè)連續動(dòng)態(tài)的負相關(guān)關(guān)系。定量分析和研究結果證明，覆蓋率SA與土壤流失量M之間的相關(guān)關(guān)系如下[2]：
M=ae-bSA (1)
式中：a、b均為待定系數。王秋生等人進(jìn)一步研究指出，系數a為覆蓋率為零時(shí)（無(wú)任何植被覆蓋）裸露地的單位面積的土壤流失量即侵蝕模數Mm ；系數b為覆蓋率接近100%時(shí)的單位土壤面積的侵蝕量M0與Mm之比的自然對數，即b=ln(M0/Mm)[3]。因此可將上式改變成：
M=Mme-ln[(M0/Mm)]SA (2)
式(2)在應用方面可操作性強，具有廣泛的適應性，因此我們稱(chēng)式(2)為有效覆蓋度與土壤流失量的一般方程。
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論文出處(作者):4 水土保持林有效覆蓋度的確定
以上分析表明，水土保持林有效覆蓋度可定量為在一定防護范圍內土壤流失量等于允許流失量時(shí)的林木覆蓋度。要具體確定其大小，將涉及土壤允許流失量A、最大侵蝕量Mm、最小侵蝕量M0三項指標。
土壤允許流失量（A）取決于某一地區的成土母、生物、地形、時(shí)間等因素，在一定區域范圍內的土壤允許流失量一般是一個(gè)定值，但不同地區其值各不相同，如美國確定為225—1150t/km2·a，前蘇聯(lián)確定為340—1090t/km2·a。我國雖沒(méi)有作明確規定，但從有關(guān)研究成果和水土保持技術(shù)規程來(lái)看，一般以1000t/km2·a作為無(wú)明顯侵蝕界限，與國際上多數地區采用的數值相近似，故將1000t/km2·a作為我們確定水土保持林有效覆蓋率時(shí)的土壤允許流失量。
最大侵蝕量Mm是指覆蓋率為零時(shí)的土壤侵蝕量。調查分析結果表明，隴東黃土高原溝壑區在未治理前，小流域裸地最大平均侵蝕量為8835t/km2·a，其中高原溝壑區為6650—8700 t/km2·a，丘陵溝壑區為8000—11000 t/km2·a，殘塬區為9000—10000t/km2·a。
最小侵蝕量M0是指覆蓋率接近100%時(shí)的土壤侵蝕量[4]。根據我們在涇川縣中溝流域（水土保持林覆蓋率為95%）12年的定點(diǎn)徑流觀(guān)測結果表明，中溝流域平均侵蝕模數為60t/(km2·a)，因此該流域可作為隴東黃土高原溝壑區土壤最小侵蝕量。
把A、M0、Mm等三個(gè)指標分別代入（2）式，則有
M=8835-4.9921SA
令M=A=1000t/km2·a,經(jīng)計算可得
SA=43.6%
5.結論
綜上所述,水土保持林有效覆蓋率是由土壤允許流失量A、、最大侵蝕量Mm及最小侵蝕量M0三個(gè)方面來(lái)決定的。一般A是定值1000 t/km2·a，Mm及M0受該取土壤、地形等有關(guān)部門(mén)因素的影響而變化，M0一般變化較小，通常為60—64 t/km2·a，而Mm為該區不同類(lèi)型流失量的平均值，變化也不會(huì )很大。因此在一定地區內以上三個(gè)方面基本變化不大，據此所求得的水土保持林有效覆蓋率也就是一個(gè)相對穩定的數值，可作為該區水土保持林建設的一個(gè)重要指標來(lái)指導水土保持林的建設。
參考文獻：
1.張淑芝，孫孫海 “應用耗散結構理論配置水土保持林體系及及其效益研究”�！吨袊帘３帧�，1995(4)—(5)
2.郭忠開(kāi)，“水土保持林有效覆蓋率及其確定方法”《土壤侵蝕與水土保持學(xué)報》，1996(3)
3.王秋生,“植被土壤侵蝕的數學(xué)模型及其應用”《水土保持學(xué)報》，1991(5)
4.卞義寧，“隴東黃土高原溝壑區刺槐水保林合理密度分析”《中國水土保持》1994(4)
5.卞義寧，呂曉霞，“隴東黃土高原溝壑區水保林有效覆蓋率及其確定方法” 《中國水土保持》1998(3)
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論文出處(作者):【隴東黃土高原溝壑區水土保持林有效覆蓋度與土壤侵蝕量關(guān)系的初探】相關(guān)文章：
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