干旱地区蒙古栎与大扁杏混交林保持水土的效果分析

谢晓丽

摘 要 为了进一步分析干旱地区蒙古栎混交林在水土保持方面的效果，在辽西沙区选择营建5 a的蒙古栎+大扁杏混交林进行了调查，以植被盖度、植物种类、地表径流量、土壤流失量作为指标开展分析，结果表明：蒙古栎混交林营建5 a后其林间植被的盖度（100%）、种类多样性（19种）均大于对照处理;林间的地表径流量、地表流失量均为0，极显著低于对照处理。辽西地区的蒙古栎+大扁杏的混交林对提高地表植被盖度、恢复植被多样性、降低地表径流及土壤流失等方面有着积极的作用。

关键词 蒙古栎;大扁杏;混交林;植被;水土保持

中图分类号：S714.7 文献标识码：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2021.05.018

Abstract In order to further analyze the effects of Quercus mongolica mixed forest on soil and water conservation in arid areas，a 5-year-old Quercus mongolica and Prunus armeniaca mixed forest was selected for investigation in the sandy area of western Liaoning Province.The vegetation coverage，plant species，surface runoff，the amount of soil loss was used as an indicator to conduct analysis.Result shows that the vegetation coverage （100%） and species diversity （19 species） of five-year-old Quercus mongolica mixed forest after the establishment of the mixed forest are greater than the control treatment; the surface runoff & surface loss in the forests are both 0，which is extremely significantly lower than the control treatment. The main reason is that the vegetation coverage in the mixed forest is large and the diversity is rich. In addition，the area where the mixed forest is located belongs to the water erosion area of Liaoning Province，and the runoff caused by wind erosion is generally ignored，so the runoff is 0，and the amount of soil loss is also 0. The mixed forest of Quercus mongolica & Prunus armeniaca in western Liaoning Province has a positive effect on increasing surface vegetation coverage，restoring vegetation diversity，reducing surface runoff and soil loss，etc.

Key words Quercus mongolica; Prunus armeniaca;mixed forest vegetation;soil and water conservation

在水土保持學的研究中，土壤的侵蚀、地表径流是其中主要的研究内容，两者之间联系紧密。目前很多学者在开展这2项内容的研究时选择的方法一般为标准径流小区法，定量化地开展分析，因此，径流小区法在目前实际应用中被广泛采用[1，2]。辽西地区的气候干旱，形成了非常脆弱、敏感的生态系统。当地的沙尘来源主要是科尔沁南缘，亟须开展对当地脆弱沙地的改造[3，4]。辽西地区具有代表性的一类树种即为蒙古栎（Quercus mongolica），其根系发达、抗旱能力强，耐瘠薄的土壤条件;此外山杏（Armeniaca sibirica）在当地也大面积种植，相关的研究表明，相对于油松（Pinus tabulaeformis）等，山杏林地内土壤的有机质含量更高，容重相对更低[5]，对土壤理化性质的改善效果相对更好。以山杏为亲本培育的大扁杏品种将山杏亲代较强的抗逆能力继承了下来，不仅抗旱耐寒，而且经济效益更加明显，是辽西等沙地区域优选用于营建水土保持林、经济林[6]的树种。近年来关于大扁杏的研究相对较多，以整形修剪技术、嫁接方法、新品种选育等较多，而关于蒙古栎与大扁杏混交后的水土保持效果方面研究相对较少。本研究选择辽西地区的蒙古栎与大扁杏混交林作为对象，以地表植被多样性、地表径流、土壤流失等作为调查指标开展相关的研究。

1 研究区概况

辽西地区属于半干旱季风区，地形起伏，以低山丘陵居多，一般海拔400～1 200 mm，温度年均值在8.8 ℃左右，降水量年均420 mm左右，蒸发量年均值在1 600 mm以上。本研究选择的蒙古栎+大扁杏混交林地处辽宁省锦州市境内，土壤类型为当地典型沙地特征的风沙土，年均温7.6 ℃，年降水量平均525 mm左右;混交林营建的时间为2015年，2020年调查时林分内蒙古栎、大扁杏长势良好，正常进行抽枝展叶，株高、地径、冠幅、枝条及树叶量达到了当地同龄蒙古栎、大扁杏的平均值。

2 研究方法

2.1 建设径流小区作为调查对象

在混交林内选择径流小区，面积为100 m2，长、宽分别为20 m和5 m。选择3个位置作为重复，并在周边选择与混交林坡度、朝向等环境因子一致的未造林地作为对照小区。所有处理的小区坡度均为8°左右，长边保持与坡向一致，各处理边缘均有混凝土材料建造的围梗作为边界，各边界紧密连接在一起，界桩埋入土壤中，露出地表的高度20 cm左右[5，6]。集流槽设置在各小区坡面的下部边缘，方向与径流方向相互垂直，长度控制在20 cm左右;槽的西方另外设置专用的集流桶（直径1 m左右，下方放置分流通1个，集流桶上部的边缘有分水孔5个），上方连接PVC管（直径约20 cm）将槽中的径流引到集流桶中，待集流桶中水位达到了分流孔位置时即通过分水孔进行分流，一个分水孔内分流出来的水进入到下方的分流桶内，其余的分水孔内水均流到桶的外部[7，8]。

2.2 地表植被情况的调查

各处理地表植被的多样性、盖度等指标的调查选择样方法[7]。将每个处理小区设置为大样方，随机选择3个25 m2（5 m×5 m）、沿着坡向排列、地表植物分布较为均匀且具有一定代表性的区域作为调查的中样方，之间的距离不定[9]。之后按照同样的标准在每个中样方内选择3个1 m2（1 m×1 m）的区域作为小样方。不同的植被类型观测的区域范围有所区别，乔木类植被观测区域在大样方内，灌木类植被观测区域在中样方，草本类植被的观测区域在小樣方[10]。2020年8月中旬对各处理小区内的地表植被进行记录、统计、分析。

2.3 监测各处理水土流失情况

对各处理的土壤流失量、地表径流开展监测，采取2.1中的径流小区法在每次降雨后将集流桶中的水量进行测量，用于地表径流量的计算，并在各处理内林间取样，进行泥沙量的分析，用于土壤流失量的计算分析[11]。

径流量的测量：选择钢尺对集流桶、分流桶内水的深度分别进行测量，每次测量时选择3个点作为重复，为降低测量的误差，可取平均值分析[12]。

土壤流失量的测量：一般选择蒸干法进行测量。林间年径流量的值通过计算各处理小区内全年每次降雨后的径流量之和即可得到，计算公式为每毫升水样中的干土量×小区的径流量[13，14]。

2.4 数据分析处理方法

对各处理内各重复的数据取平均值，分析软件选择Excel、DPS，以对各处理下植被的多样性、盖度、土壤流失量、地表径流量等进行分析。

3 结果与分析

3.1 混交林在植被多样性、盖度等方面的变化分析

不同的处理下植被在盖度、多样性方面的调查结果不相同，结果见表1。根据表1可知，混交林在营建5年后在认为没有干扰的情况下开展调查，蒙古栎+大扁杏混交林及对照处理的植被总盖度均较之前有所增加;植被的总盖度混交林比对照处理高3.6个百分点，达到了显著性差异，植被的多样性更丰富，植被类型增加6种，较对照达到了极显著差异，混交林内增加的植被主要有胡枝子、荆条等，对照增加了少许的荆条等; 乔木林的郁闭度，混交林（61.8%）极显著高于对照处理（4.6%）;灌木的盖度混交林比对照处理高3.7个百分点，多样性方面没有差异;草本植被的盖度以对照处理更高，比混交林增加13.7个百分点，差异极显著，表明了在没有过多乔灌木的影响下，草本植被生长速度加快，但是对照处理的草本植被多样性方面极显著低于混交林处理，混交林主要增加的鸡眼草、艾蒿、地梢瓜、委陵菜、中华卷柏等，对照处理增加的主要为艾蒿、委陵菜等。

3.2 混交林在地表径流量、土壤流失量等方面的变化分析

不同处理下的地表植被，其地表径流量和土壤流失量也不相同，结果见表2。根据表2可知，蒙古栎+大扁杏混交林营建5年后，在2020年8月调查时，林间土壤的径流量、土壤流失量均为0，而相同环境下的对照处理地表径流量为154.3 m3 hm-2，土壤流失量为3.8 t hm-2。

4 结论与讨论

通过对营建5年的蒙古栎+大扁杏混交林进行调查，比较了混交林与周围对照处理之间植被盖度、多样性、土壤径流量、土壤流失量的分析比较，结果表明，蒙古栎混交林林间植被的盖度、种类多样性均大于对照处理，分别达到了100%、19种，多种类型植被资源进入到林间生态系统后，一方面改善林间的生态环境，另一方面对水土流失有着积极的控制效果;混交5 a后，林间的地表径流量、地表流失量均为0，极显著低于对照处理，分析其原因，主要在于：混交林内的植被盖度大、多样性丰富，加上混交林所在的区域属于辽宁省的水蚀区域，一般对风蚀导致的径流予以忽略，因此径流量为0，土壤流失量也为0。由此可知，辽西地区的蒙古栎+大扁杏的混交林对提高地表植被盖度、恢复植被多样性、降低地表径流及土壤流失等方面有着积极的作用。由于调查期间选择的径流小区面积较小，并不能完全反映出大面积林间情况，须待进一步分析。

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