林业技术对控制水土流失的作用探究

龙永杰

(四川省眉山市仁寿县黑龙滩镇政府，四川 眉山 620561)

由于我国水土流失十分严重，水土保持便成为我国的基本国策之一[1]。水土保持措施可分为工程、生物、科技三大类[2]，通过刘卉芳[3]等的研究指出植被能有效防止土壤侵烛；苗百岭[4]通过径流模拟试验研究，表明枯落物层能显著影响径流，甚至在特定条件下其作用大于植被；田栋[5]指出在调控产流、产沙方面草地措施优于林地措施。可以看出其中生物措施(又称林业措施)最为有效[2]。此次探究通过室内室外人工模拟降雨试验，研究不同林地密度、枯落物层、草地盖度下坡面径流及产沙变化规律，为合理利用林业措施控制水土流失提供一定参考。

1 试验设计

1.1 林地密度试验

林地密度试验通过野外人工模拟降雨完成。在某森林生态观测站内选择一个10°坡面为试验区，设置三组径流小区，①实验组，种植间距为1m×1m的黑松；②实验组，种植间距为1.5m×1.5m的黑松；③对照组，裸地。

1.2 枯落物层试验

枯落物层试验通过室内人工模拟降雨完成。将降雨大厅的试验土槽坡度调为10°，降雨强度设定为30mm/h，试验土为小于10mm的红土，试验土槽规格为长2m×宽0.5m×深0.3m，共设计7组枯落物层，枯落物分前为0g/m2(对照组)、25g/m2、50g/m2、75g/m2、100g/m2、125g/m2，枯落物均匀铺平，其中枯落物质量以烘干质量为基准。

1.3 草地盖度试验

草地盖度试验通过室内人工模拟降雨完成。室内试验条件同上述枯落物层试验；草种选择高羊茅，设计6组草地盖度，分别为0(对照组)、20%、40%、60%、80%、100%。盖度通过草株行距控制，高羊茅提前2个月种植待生长状况良好后开始降雨试验。

2 林业技术对水土保持作用研究

2.1 林地密度对水土流失的作用

不同林地密度的初始产流时间见表1。与裸坡相比，林地坡面延缓初始产流时间作用显著，随着林地密度增加，初始产流时间越早，延缓效果越差，其原因为林冠截留降雨使产流时间缩短。

表1 不同林地密度的初始产流时间对比表

不同林地密度的产流过程见图1。可以看出：①产流过程先快后慢最终平稳；②林地密度影响初始产流速度，密度越大速度越慢、产流曲线越晚平稳；③林地密度影响产流强度，除裸地外，密度越大强度越小。与裸坡相比，1.5m×1.5m黑松产流强度降低了46%，1.0m×1.0m黑松降低了32%。

图1 不同林地密度的产流过程图

不同林地密度的产沙过程见图2。林地密度对产沙过程的影响与对产流过程影响相似。与裸坡相比，1.5m×1.5m黑松产沙强度降低了78%，1.0m×1.0m黑松降低了47%。

图2 不同林地密度的产沙过程图

2.2 枯落物层对水土流失的作用

不同质量枯落物层的初始产流时间见表2。与对照组相比，覆盖枯落物层坡面延缓初始产流时间作用显著，随着枯落物质量增大，初始产流时间越晚，枯落物质量达到125g/m2时，延缓了45%的初始产流时间。

表2 不同质量枯落物层的初始产流时间对比表

不同质量枯落物层的产流过程见图3。可以看出：①产流过程先快后慢最终平稳；②枯落物层质量影响初始产流速度，质量越大速度越慢、产流曲线越晚平稳；③枯落物层质量影响产流强度，质量越大强度越小。与对照组相比，依次降低了20%、33%、35%、43%、52%。

图3 不同质量枯落物层的产流过程图

图4 不同质量枯落物层的产沙过程图

不同质量枯落物层的产沙过程见图4。可以看出：①枯落物层单位质量为0g/m2时产沙量曲线先急剧上升后缓慢下降，其余实验组产沙量曲线先上升后趋于平缓，原因为土槽内泥沙在降雨中被冲刷殆尽；②枯落物层质量影响初始产沙速度，质量越大速度越慢；③枯落物层质量影响产沙强度，质量越大强度越小，与对照组相比，产沙强度依次降低了43%、80%、83%、91%、97%，当枯落物层单位质量大于50g/m2后，增加枯落物层单位质量对产沙量影响程度显著降低。

2.3 草地盖度对水土流失的作用

不同草地盖度的初始产流时间见表3。与对照组相比，草地延缓初始产流时间作用显著，随着草地盖度增加，初始产流时间越晚，延缓效果越好，当草地盖度100%时，延缓了69%的初始产流时间。

表3 不同林地密度的初始产流时间对比表

不同草地盖度的产流过程见图5。可以看出：①产流过程先快后慢最终平稳；②草地盖度影响初始产流速度，密度越大速度越慢、产流曲线越晚平稳；③草地盖度影响产流强度，草地盖度越大强度小，与对照组相比，依次降低了11%、17%、26%、28%、29%，草地盖度大于40%后，增加草地盖度对产流量影响显著降低。

图5 不同草地盖度的产流过程图

不同草地盖度的产沙过程见图6。可以看出：①草地盖度为0时产沙量曲线先急剧上升后缓慢下降，其余实验组产沙量曲线先上升后趋于平缓，原因为土槽内泥沙在降雨中被冲刷殆尽；②草地盖度影响初始产沙速度，质量越大速度越慢；③草地盖度影响产沙强度，质量越大强度越小，与对照组相比，依次降低了19%、21%、21%、30%、90%，草地盖度介于20%～80%之间时，草地盖度的变化对产沙量影响不明显。

图6 不同草地盖度的产沙过程图

3 结论

借助人工模拟降雨技术，通过室内、室外试验，控制林地密度、枯落物层单位质量、草地盖度，探讨林业技术对控制水土流失的作用得到以下几点结论：(1)林地、枯落物层、草地延缓初始产流时间作用显著，三者的产流过程曲线均为先快后慢最终平稳；(2)坡面产流强度随林地、枯落物层、草地的覆盖度增加而减小；(3)室外试验中林地的产沙过程曲线为先快后慢最终平稳，室内试验中枯落物层、草地对照组的产沙过程曲线和产沙量曲线先急剧上升后缓慢下降，其余实验组产沙量曲线先上升后趋于平稳，原因为室内土槽泥沙在降雨中被冲刷殆尽；(4)林地、枯落物层、草地分别能最高能降低产流强度46%、52%、29%，分别能最高能降低产沙强度78%、97%、90%。