陇东黄土高塬沟壑区山桃蓄水保土性能研究

魏志萍

(甘肃省水利厅 水土保持局，甘肃 兰州 730000)

陇东黄土高塬沟壑区山桃蓄水保土性能研究

魏志萍

(甘肃省水利厅 水土保持局，甘肃 兰州 730000)

山桃；灌木；水土保持；生态环境；陇东

山桃在平凉市各县(区)均有分布，是常见的乡土树种和重要的水土保持树种。对平凉市崆峒区十里铺林场和静宁县三合乡的山桃林进行观测，结果表明：山桃生长期较长，具有较强的耐旱性能和较高的造林成活率，且耐平茬，萌蘖力强，树冠对降雨的截留率为26.7%、最大截流雨量为0.94 t/hm2，枯落物层的持水率为188.51%、持水量为17.33 t/hm2，120 cm土层内根量达4.98 t/hm2，有效地改善了土壤容重、孔隙度等物理性状，土壤有机质、氮、磷含量也有明显提高，林地土壤入渗速率远大于无林地，可有效减少坡面径流量、侵蚀量。

山桃〔Prunusdavidiana(Carr.) Franch.〕又名山毛桃，属蔷薇科李属，为落叶小乔木或灌木，高3～5 m，主要分布于我国辽宁、河北、山西、河南、陕西、甘肃、四川等地，在西北干旱半干旱山区、塬区、丘陵沟壑区的多类土壤上均能正常生长。山桃天然林在阳坡和梁峁顶成纯林，有的有少量沙棘、狼牙刺和菊科、禾本科植物伴生；在阴坡及沟谷常与榛子、栒子木、黄刺玫等混交，形成稠密的丛状群落。山桃具有喜光、耐旱、耐寒、耐盐碱、耐瘠薄等特性，对气候、土壤的适应性很强，喜温暖气候和阳光充足的环境条件，对病虫害也有较强的抗性，根系发达，生长快，萌蘖能力强，平茬后能萌发更多的枝条。山桃全身都是宝：叶可制土农药，嫩枝叶营养丰富，可作饲草；山桃仁药用价值很高，营养丰富，可用作营养缓和剂，且种仁含油率45%、出油率34.6%，油质好，人可食用，油渣还可作有机肥和饲料；核壳可生产活性炭；花为蜜源；桃胶可作黏结剂。

山桃在平凉市各县(区)均有分布，主要分布于崆峒山、关山、唐冒山、万宝川、土谷堆林区和林缘地带，特别是在静宁县北部的灵芝、原安、三合等乡(镇)人工栽培较为集中，是常见的乡土树种和重要的水土保持树种。为了解山桃林的水土保持功能与作用，选择在山桃分布比较集中的平凉市崆峒区的十里铺林场和静宁县的三合乡，对山桃林蓄水保土性能进行了研究。

1 研究区概况

研究区平凉市崆峒区的十里铺林场和静宁县的三合乡属温带大陆性季风气候区，气候特点是春季干旱少雨，夏秋季多东南风且雨量多而集中，冬季多西北风，干旱少雨雪。多年平均气温8.5 ℃，年降水量450～700 mm，年蒸发量1 300～1 690 mm，年日照时数2 413 h，无霜期150～180 d。地处森林草原与草原过渡带，植被类型多样。森林植被分布于一些海拔高的石质山地阴坡，有岛状分布的稀疏天然次生林区。人工林乔木树种主要有青杨、旱柳、白榆、刺槐、油松、侧柏等，灌木树种有沙棘、柠条、紫穗槐、山桃等，经济林果有苹果、白梨、杜梨、木梨、桃、杏、花椒等。

2 研究内容与方法

(1)生长特性调查。采用典型样地调查法，调查山桃生物量、生长期、抗旱性能。

(2)树冠层截留雨量。用浸水法测定树冠层截留雨量。

(3)枯落物层持水量。用浸水法测定地表枯落物层持水量。

(4)土壤渗透速率。用双环渗透仪测定林地土壤渗透速度和稳渗时间。

(5)根系分布。用样方调查法测定山桃不同级别根系水平与垂直分布状况，测定0—120 cm土层内(每20 cm分1层，共6层)不同级别根径(<3、3—5、5—10、≥10 mm共4级)根系分布数量。

(6)改良土壤作用。用环刀法测定0—80 cm土层土壤容重、孔隙度，取样化验0—40 cm土层有机质、全氮、全磷含量。

(7)数据分析。用SPSS 20.0软件统计分析观测数据。

3 结果与分析

3.1 生长特性调查

山桃具有较强的耐旱性能，在研究区年降水量减少40%的情况下造林成活率均在80%以上。山桃生长期较长，从3月下旬萌动到11月下旬树液停止流动，生长期长达8个月左右(山桃物候期详见表1)。

表1 山桃在崆峒区的物候期观测统计

山桃单株地上枝叶生物量、地下根系生物量调查统计详见表2、表3。研究表明，3年生山桃林总生物量为11.04 t/hm2，其中地上部分6.06 t/hm2，占54.89%，地下部分4.98 t/hm2，占45.11%；垂直根系可达3～6 m，主根明显，侧根发达，平均根量4.98 t/hm2，根系总长度1 687.2 km，根系密集于0—60 cm土层，其根量占总根量的87.3%。

山桃耐平茬，萌蘖力强。山桃生长峰值一般出现在6龄期，6龄以后生长缓慢，平茬周期为5～7年。6龄期平茬后，新萌枝条一般为20～30条，多者达60条。平茬后生长量提高，生长速度加快，一般当年高生长量为1～1.5 m，地径生长量为0.5～0.8 cm。

表2 3年生山桃单株地上枝叶生物量调查统计

表3 3年生山桃地下根系生物量调查统计

3.2 树冠层截留雨量

山桃枝叶较繁茂，所形成的灌丛群落郁闭度多在0.7以上，枝叶重叠，丛间交错，能有效地截持雨水，枝叶对雨水还有一定的吸附作用，可削弱雨滴对地面的直接打击和击溅。研究表明，山桃林分枝叶对降雨的截留率为23.6%～32.0%，平均为26.7%，截留量平均为0.94 t/hm2(详见表4)。

表4 山桃树冠截留雨量测定统计

3.3 枯落物层持水量

两个研究点3年生山桃灌丛内枯落物层厚2.5～3.0 cm，其中未分解层厚度是分解层的2倍左右。林下枯落物量为0.82～1.3 kg/m2，平均0.93 kg/m2。采用浸水法测得，枯落物层持水率为122.67%～239.02%，平均持水率188.51%，持水量为17.33 t/hm2(详见表5)。

表5 山桃林地枯落物持水量测定结果

3.4 土壤渗透速率

山桃林地的枯落物不仅能够拦蓄、过滤径流，而且能在微生物的作用下熟化分解，形成腐殖质层，增加土壤有机质含量，改良土壤结构，改善土壤理化性质，提高土壤渗透性能，促进地表径流入渗。应用双环渗透仪对立地条件相同的山桃林地和无林荒地土壤进行渗透测定，结果表明：山桃林地渗透速率始终高于无林荒地，林地初渗速率为9.32 mm/min，无林荒地为6.75 mm/min；林地稳渗速率达2.30 mm/min，比无林地提高38%。同时，山桃林地达到稳定入渗的时间为300.5 min，比无林荒地长75.5 min(见表6)。对渗透数据利用SPSS 20.0进行方差分析，结果表明，林地与无林荒地渗透速率的差异达到显著水平。这说明林地地表径流入渗量远大于无林荒地，可有效减少坡面径流量、侵蚀量。

表6 山桃林地与无林荒地土壤入渗测定结果

3.5 根系分布

(1)根系分级及分布。根系观测表明，根径<3 mm的根占总根量的19.73%，3—5 mm的根占总根量的35.62%，5—10 mm的根占总根量的30.14%，≥10 mm的根占总根量的14.52%；3—10 mm的根系占总根量的65.76%。

(2)根系分布范围及根量。山桃的水平根幅平均为1.3 m×1.4 m。对根系质量和长度的测量结果表明：在0—120 cm的土层内，0—20 cm的根系重176 g，占总根量的48.22%；20—40 cm的根系重82 g，占总根量的22.47%；40—60 cm的根系重50 g，占总根量的13.7%；60—80 cm的根系重38 g，占总根量的10.41%；80—100 cm的根系重15 g，占总根量的4.11%；100—120 cm的根系重4 g，占总根量的1.1%。折合0—120 cm土层内根量为4.98 t/hm2，根系总长为1 687.2 km/hm2。

3.6 改良土壤作用

测定结果表明，在0—80 cm土层内，林地比无林荒地土壤容重降低0.07 g/cm3，孔隙度提高2.75百分点(表7)，土壤通透性大大提高，相应也提高了蓄水能力。对0—40 cm土层土壤养分进行分析的结果表明，林地有机质、全磷含量比无林荒地分别增加261.35%和860.61%，全氮则减少了6.62%(详见表8)。

表7 山桃林地与无林荒地土壤物理性状对比

表8 山桃林地与无林荒地土壤养分含量对比

4 结 语

山桃具有较强的耐旱性能和较高的造林成活率，且耐平茬，萌蘖力强，树冠层截留、枯落物层持水效果明显。3年生山桃林地120 cm土层内根量达4.98 t/hm2，根系总长达1 687.2 km/hm2，对根层土壤有一定的固结作用。发达的根系、大量的枯落物，有效地改善了土壤容重、孔隙度等物理性状，土壤有机质、全磷含量也较无林荒地有明显提高，林地土壤渗透速率远大于无林荒地，可有效减少坡面径流量、侵蚀量。

(责任编辑 徐素霞)

S714.7；S662.1

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1000-0941(2015)04-0050-04

魏志萍(1966—)，女，甘肃白银市人，高级工程师，主要从事水土保持规划设计及管理工作。

2014-07-10