水土保持植物（共8篇）
水土保持植物 篇1
2013年9月23~27日, 水利部水土保持植物开发管理中心蔡建勤副主任、科技合作处胡建忠处长一行, 前往云南沾益、西畴、麻栗坡等地, 对岩溶区高效水土保持植物资源配置、开发及小流域治理情况进行了综合调研。云南省沾益县、西畴县、麻栗坡县等是滇黔桂国家农发水土保持项目的实施区, 今年秋季起将要陆续实施坡改梯、生态林和经果林等水土保持治理工程。植物中心作为科技支撑单位, 此次调研结合科技支撑选择的内容, 初步选定了旱冬瓜+草果、油茶+金银花、红豆杉等植物配置类型, 将在征得云南省水利厅水保处等同意后, 随同主体工程一起实施。
长汀水土流失治理景观植物配置 篇2
【关键词】水土流失区；生态恢复；景观治理；植物配置
水土流失是不利的自然条件与人类不合理的经济活动互相交织作用而产生的，如土体性质松软易蚀，高强度暴雨，地面没有林草等植被覆盖，人类毁林毁草、陡坡开荒、草原过度放牧、开矿、修路等生产建设破坏地表植被后不及时恢复等不合理的经济活动。水土流失对当地和河流下游的生态环境、生产、生活和经济发展都造成极大的危害。适逢福建科学发展跨越发展的重要时刻，2011年12月时任中共中央政治局常委的习近平同志对长汀水土流失治理工作两次作重要批示，这让福建人民特别是老区人民倍感温暖。随着长汀“生态保护、生态富民、生态文明”路径引起各方瞩目，福建的生态省建设也迎来了新的历史机遇。
1 现状调查与分析
长汀县位于福建省西南部，土壤类型有红壤、黄壤、紫色土、石灰（岩）土、草甸土、潮土和水稻土七个土类，十六个亚类，三十八个土属，但以山地红壤为多。长汀县周边山体及水土流失区景观典型地段的林分以马尾松小老头林为主，主要表现出针叶有余、阔叶不足，数量有余、体量不足，绿色有余、彩色不足等特点，树种结构有待进一步优化，季相景观有巨大的提升空间。
2 指导思想和总体构思
针对长汀水土流失区的绿化现状及其存在问题的分析，本地主要是花岗岩发育的粗晶体红壤，理化性质差，保水保肥能力弱，只有改变这一客观存在才能有效建立常绿阔叶林种群。亚热带地区在水分、气候、温度都适宜的情况下，通过人工增肥来实现改良土壤，这样才能有效促进所种植阔叶林的健康生长。同时，根据植物群落演替的原理、景观生态学的理论和生物多样性的原则，运用现代林业的生态工程技术，以乡土阔叶树种为主对现有低效林进行改造，并选择一定比例“春夏有花”、“秋冬有色”、富于季相变化的树种，对原有单一山林植被进行彩化美化，营造四季各异的景观效果。
3 水土流失治理地树种选择
根据项目区实际情况和客观要求，主要选用花朵较大、色彩鲜艳、树姿优美、叶色饱满等观赏价值高、季节色彩变化明显的植物。
3.1 风景林树种选择
3.1.1 基调树种
主要选取适应地方生长环境并具一定景观效果的树种，如樟树、深山含笑、木荷、杜英、红楠、火力楠、黑壳楠、拟赤杨、壳斗科树种等。
3.1.2 特色树种
主要为了营造出“春夏有花”、“秋冬有色”的景观效果，可选择以下树种：（1）春花树种：梨、桃、李、梅、湖北海棠、壳斗科树种、山合欢、紫荆、日本樱花、木兰科树种、福建樱花、杜鹃（映山红、猴头杜鹃）、三年桐、千年桐、苦楝；（2）春叶树种：枫香、红叶石楠、樟树等；（3）夏秋花树种：木芙蓉、紫薇、夹竹桃、一品红、木槿等；（4）秋叶树种：红色叶——枫香、乌桕、山乌桕、黄连木、鸡爪槭、五角枫等；黄色叶——无患子、银杏、鹅掌楸、构树、苦楝、台湾栾树、黄山栾树、柿树、天仙果、油桐（三年桐等）、悬铃木、朴树、水杉、池杉、落羽杉、水松等；（5）四季色叶树种：红花檵木、红枫、紫叶李、美国红栌等。
3.2 游憩树种选择
游憩林树种选择风景林树种皆可，但不用杨树、悬铃木等有飞絮和漆树等过敏树种。（1观果树种：柿、梨、四照花、多花山竹子、夹迷、赤楠、乌饭、银杏（稀有过敏）、石楠（不含罗木石楠）、橘、橙、柚子、桃、李、梅、杧果、杨梅、石榴、枇杷、枣；（2）保健植物：樟树、山苍子、桂花、含笑、厚朴、栀子花、茉莉等；（3）一般植物：雪松、竹柏、南方红豆杉、罗汉松、苏铁、紫竹、毛竹以及其他竹类、枫香、垂柳、福建含笑、乳源木莲、龙爪槐等。
4 案例解析——厦蓉高速长汀段两侧一重山景观化治理
4.1 基本情况
4.1.1 规划背景
厦蓉高速长汀段作为长汀县对外陆路交通的重要节点，承担着展示革命老区精神、历史文化名城内涵的窗口作用，对其两侧景观林进行总体规划，依据其存在的主要问题，有针对性地提出相应的改造和提升措施。
4.1.2 植被情况
厦蓉高速长汀段两侧林地以马尾松小老头林为主，间杂极少数木荷等阔叶树種，并包含部分杨梅等经济林；林下以芒萁骨为主，有少量卡氏乌饭、小叶赤楠、映山红、黄栀子等小型灌木；林地覆盖度60%～90%；林分密度适当，达到一般林分要求。总体表现为针叶有余、阔叶不足；数量有余、体量不足；绿色有余、彩色不足等特点。
4.1.3 土壤
厦蓉高速长汀段两侧林地以粗骨性山地红壤为主，间杂部分紫色土，土层瘠薄、肥力差，对林木生长限制较大，需强度施肥和土壤管理。
4.2 改造措施
4.2.1 土壤管理
对所有林木进行块状抚育，采用除草、松土、扩穴的方法，结合施肥，每穴施100g尿素、150g复合肥，有条件的地方可兼施农家肥等其他有机肥料，每年开展两次抚育，可依据苗木生长旺季在5月和9月份进行。
4.2.2 套种改造
（1）乔木层：在林分中普遍套种10株/667㎡的阔叶树种，局部密度可适当加大；树种以三年桐、黄连木、枫香、拟赤杨、无患子、黄山栾树、樟树等落叶树种为主，也可套种木荷、山杜英、深山含笑等常绿树种，主要种植于山坡中下部和沟谷等水湿条件较好的地方。
（2）灌木层：以胡枝子、山苍子等小乔或灌木为主，局部地区视具体情况增减种植密度。
5 结语
水土保持是一个长期、系统的建设项目，只有将长汀县建设成为一个生态和谐、自然和城市环境相融合的城市，才能使长汀产生持续永久的社会效益和生态效益。坚持可持续发展与生物多样性的指导思想，以水土流失的防治为理论依据，在保护已有植被的前提下，提升景观典型地段林分的质量，形成森林生态良好、功能结构合理、生物物种丰富、林相景观优美的山林景观，全面改善长汀县水土流失的状况。
参考文献
[1]陈志彪等.花岗岩侵蚀山地生态重建及其生态环境效应[D].福州：福建师范大学，2005.
[2]董建文等.福建省山地坡面风景游憩林美景度综合评价及构建技术[J].东北林业大学学，2010.38（4）：45-48.
水土保持植物 篇3
2013年9月2~9日, 水利部水土保持植物开发管理中心蔡建勤副主任、科技合作处胡建忠处长一行, 在贵州省水利厅水土保持处有关人员陪同下, 前往贵州兴义、安龙、盘县、龙里等地, 对岩溶区高效水土保持植物资源配置、开发等情况进行了综合调研。贵州黔西南地区兴义市、安龙县, 六枝特市盘县等是滇黔桂国家农发水土保持项目的实施区, 今年秋季起将要集中实施水土保持治理工程。植物中心作为科技支撑单位, 中心负责了前期实施方案的编制工作。此次调研, 结合科技支撑点的选择等内容, 在确认金银花、刺梨等高效水土保持植物的同时, 又发现了艾纳香等生态、经济效益俱佳的高效水土保持植物, 将为石漠化区治理提供有力支撑。
调研组考察了龙里水土保持科技示范园, 与贵州省水利厅商讨了科技支撑方案、示范园建设等有关事宜。调研组还考察了铜仁市的水土保持植物资源种植基地等情况, 初步确定了共同种植、开发高效水土保持植物资源的合作意向。
水土保持植物——乌柳 篇4
乌柳 (Salix cheilophila C.K.Schneid.) 落叶丛生灌木或小乔木, 树皮黄灰色、灰色;叶条形或条状披针形。柔荑花序无柄。根系发达, 生长迅速, 萌芽萌蘖力强, 抗旱能力很强, 耐水湿, 在丘间低地、雨季长期积水尚可生长。沙柳根系发达, 萌蘖力强, 不怕沙埋, 喜光, 但也能生长于疏林下;沙柳耐寒也耐热, 在冬季气温-30℃和夏季地表温度高达60℃的沙地, 无论天然实生幼苗或人工栽植林均可生长。是草原地带典型的中生性灌木或小乔木, 在东北、内蒙古、新疆、西藏、陕西北部均有分布, 青海、甘肃、宁夏等地也有引种, 且生长良好。是草原带和半荒漠带优良水土保持灌木, 在低山、山麓、梁地、平地、滩地、河边、沙丘和沙滩均可生长。乌柳是营造防风固沙林、农田防扩林、水土保持林等重要灌木品种, 同时是解决饲料、燃料、肥料、建材、柳編、造纸等的基本原材料。
水土保持植物——金银花 篇5
金银花 (Lonicera japonica Thunb) 是忍冬科忍冬属多年生半常绿藤本植物, 又名忍冬。其藤长可达8~9m, 灌丛发芽早、落叶迟、枝繁叶茂、根系发达, 是优良的水土保持灌木。金银花喜温暖湿润, 阳光充足, 通风良好的环境, 喜长日照。分布海拔为300~2500m, 但在海拔500~1400m是多数种的适生区。根系极发达, 细根很多, 生根能力强。对土壤要求不严, 适应性强。耐热、耐旱、耐盐碱, 适宜在偏碱性的土壤中生长。尤其耐寒, 适宜p H值5.5~7.8, 是一种很好的固土保水植物, 我国南北各地、山区、平原、丘陵均能栽培, 特别是在石漠化地区, 生长良好, 一颗金银花覆盖一片, 具有很好的防治水土流失作用。
水土保持植物 篇6
榆林市属于中温带半干旱大陆性季风气候区, 四季分明, 冷暖有序, 日照充足, 干、湿地域各异。春季干旱多风, 回温明显, 变化不稳定, 常伴有春寒霜冻。夏季炎热, 伏旱频繁, 雨量多集中在7月, 多雷阵雨, 常伴有大风和冰雹。秋季天气偏凉, 晴时天高气爽, 风和日丽, 降雨稍多, 霜降较早。冬季干旱寒冷, 冰封期长。冬春长, 夏秋短, 雨热基本同期。由于境内沙漠滩地、丘陵沟壑、河川界域明显, 地貌不同, 气候差异也较明显。气温一般由东南向西北逐渐春升秋降, 往往相差2°左右。降水由东南向西北递减, 年相差40～50mm。
1 榆林市榆阳区黑龙潭生态园区
榆林市黑龙潭生态园区属于黄土丘陵沟壑区, 占地4000余亩, 于1998年开始建设, 先后引进栽植各类树种及花卉118科、332属、847个品种, 搜集保存了银杏、杜仲、翅果油树等国家级濒危保护植物31种, 榆林地区濒危树种和植物20余种, 并划分了绿化区、引种区、标本区、濒危树种区, 栽种了油松、樟子松、杜松、西黄松、云杉、侧柏、沙地柏、杨、柳、榆、白蜡、火炬树、翅果油树、巴旦杏、山桃、醋栗、柠条、柽柳、榆叶梅等植物。
园区完成的“河北杨有性繁殖技术研究”等多项课题获得了榆林市级科技进步奖, “树木园建设”获陕西省科技进步三等奖。树木园先后接待了美国、日本、瑞典等多个国家以及FAO等国际组织的参观考察, 并获得了一致好评。园区的植物种类很多, 基本包括了榆林市黄土区适宜栽培的大部分植物种类, 特别是引种成功的西黄松、翅果油树、榆叶梅等植物, 为其他地区植树种草提供了很好的借鉴。
2 榆林市榆阳区卧云山植物园区
卧云山植物园位于榆林城南19km处, 系风沙区与黄土丘陵沟壑区的接壤地带, 占地200hm2。
设立了良种示范、中草药、经济林木、濒危植物保护繁殖、低产林改造、牧草、树木引种驯化等十余个植物定植大区, 建有苗圃30亩, 温室216m2。全园共有植物品种2008个, 涉及140科, 452属。主要植物种类有樟子松、杜松、华山松、西黄松、杜松、圆柏、爬地柏、杨、柳、榆、唐槭、白蜡、臭椿、梓树、杜仲、火炬树、海红子、榆叶梅、长梗扁桃、沙棘、柠条、黄刺梅、小檗、丁香、文冠果、山桃、扁核木、卫矛、柽柳、麻黄、醉鱼草、蒙古黄芪、沙枣、沙冬青、梭梭、射干、百合等。
通过搜集和从外地引进珍稀濒危植物的迁地保护和繁殖试验成功, 为建立植物活标本园和基因库奠定了基础;通过耐寒植物的引进与栽培, 探寻出兼备水土保持保水固沙、美化环境、兼备经济开发价值的庞大的植物种群, 还在选择砧木嫁接方面有了成功的经验, 尤其是沙地柏人工扦插和在沙地柏上嫁接其他树种的技术突破, 提高了干旱地区 (黄土丘陵沟壑区和沙地) 水土保持植物的多样性和水土保持效果, 是镶嵌在陕北黄土高原上的一颗明珠, 为同类地区造林绿化提高了很好的借鉴。
3 榆林市榆阳区红石峡沙生植物园
陕西省治沙研究所红石峡沙地植物园位于榆林市城北6km的红石峡沙地, 总面积300hm2, 该园区总共分5个区, 分别是搜集引种试验区、沙生旱生植物区、沙地植物示范区、人工生态区、封护区。全园均保持原沙丘地貌特征, 为无灌溉条件的固定和半固定沙地。
沙生植物园始建于1957年, 当时全是流动沙地, 植被盖度不到3%, 只有沙蒿、沙柳等植物零星分布。经过几十年的工作, 流动沙地全部改造为固定沙地, 植被盖度已达88%以上。全园共搜集培植了45科167个植物种, 其中人工培种93种, 天然种74种, 有10多个林草植物种已在生产中大面积推广应用。
园区是治沙研究所重要的试验研究和示范基地, 飞播治沙、樟子松引种造林、沙地植被建设等一大批科研成果都以这里为试验基地, 同时这儿产生了许多杰出的治沙专家和劳模, 国家许多领导人都在这儿进行过考察, 并给予高度的评价。园区已成为展示毛乌素沙地荒漠化治理成果和技术的示范区, 治沙的成功经验不仅被推广到陕西省内, 而且也被推广到毗邻其他省区, 为我国治沙工作提供了很好的示范带动作用。
4 榆林市榆阳区沙棘种植
沙棘项目作为国家计委立项的、由水利部沙棘开发管理中心实施的一项水保生态项目工程, 在陕北榆林地区得到了领导的重视和老百姓的青睐。经过5年多的建设, 目前已从沙区发展到山区, 由一个乡镇扩展到目前的10个乡镇, 沙棘种植面积也由最初的666.67hm2已经发展到目前的6666.67hm2。沙棘种植管护投资成本较低, 且防风固沙、防止水土流失效果明显, 经济收益也比较可观。6666.67多hm2的沙棘种植规模, 不仅阻止了北部风沙草滩区风沙的侵袭, 防止了南部丘陵沟壑区水土的严重流失, 而且还给覆盖区农民带来了不菲的经济收入, 沙棘工程在榆林市已逐步成为促进农民增收的新亮点。
在沙棘种植管理上, 已由最初的沙棘种植项目部逐步发展成为“农民协会”, 榆林市已在市水务局下设了沙棘办。据介绍, 榆林市将结合农田水利建设和绿化工作, 加大宣传力度, 尽快出台种植66666.67hm2 (100万亩) 沙棘的实施计划方案, 继续扩大沙棘种植面积, 力争把沙棘这项富民利区的产业搞大, 形成“绿色经济”的新增长源。
5 榆林市神木县治沙造林基地
榆林市神木县生态保护建设协会毛乌素治沙造林基地位于毛乌素沙地东北边缘, 面积28533.3hm2。
该基地治理区内形成了以樟子松、油松、爬地柏、紫穗槐、长柄扁桃等为主要治理植物的固定沙棘地斑块, 也通过封禁形成了以沙蒿为主的半固定沙地, 有效地控制了沙区的风沙危害和水土流失。
该基地最大的特点是, 对长柄扁桃的开发利用有了一定的基础和规模, 已新造长柄扁桃200多hm2, 并建立有多个固定径流小区。长柄扁桃是近年来发现的一种既适宜于沙区、也适宜于黄土区的一种优良灌木树种, 根系发达, 固沙和保持水土效果好, 同时果实含油率较高, 可在食用油、生物柴油、药用和营养产品等方面有较大的开发价值。基地与西北大学、西北农林科技大学、中科院水保所等科研院所分别在开发、资源建设和水土保持生态效益等方面开展了合作研究, 初步取得了多项科研成果, 为进一步开展长柄扁桃的资源建设和开发利用提供了科研和合作基础。
6 结论
通过实地调研考察, 调查组了解到近年来榆林市通过采用“两会” (“农民协会”和“庙会”) 牵头, 较好地调动了农民植树造林的积极性, 特别是对已造林地区的保护措施落实得十分具体, 植被覆盖率有了较大的提高。调查组对榆林市水土保持植物资源的种类、分布、面积和现状有了全面的掌握, 并分别总结出既具有良好的保土固沙效果、又有一定的经济开发价值、较适合榆林风沙区和黄土丘陵沟壑区的植物种。通过调研, 初步筛选出适宜于榆林市的“生态经济型”水土保持植物, 在北方风沙区适宜重点种植长柄扁桃、沙棘、文冠果等;在南部黄土丘陵沟壑区推荐枣树、海红、杏、沙棘、长柄扁桃、文冠果、翅果油树、榆叶梅、扁核木等植物。
榆林市是我国水蚀、风蚀交错地区, 也是多年来绿化取得成果的重要地区, 榆林市下一步应该根据适地适树适草适法的原则, 开展水土保持植物专项规划, 并采取行之有效的措施, 搞好水土保持植物的种植、管护和开发利用工作, 为榆林市的生态建设和经济发展保驾护航, 提供强有力的科技支撑。
参考文献
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水土保持植物 篇7
地处中国西南边陲的云南省是中国生物多样性最为丰富的地区,也是世界上生物多样性保护的关键和热点地区之一。云南有16730 种已知的植物种类［1］,隶属于274 科、2076 属［2］。云南植物分布特点为: 纬度水平地带性植被多样稀疏; 垂直地带性植被带谱层叠;非地带性植被别具特色; 山地原生性森林植被分布广泛; 地带性植被与非地带性植被交错分布; 植被区系成分丰富、特殊、源远［3］。云南珍贵树种多,药用植物、香料植物、观赏植物等品种在全省范围内均有分布,故云南有“药物宝库”“香料之乡”“天然花园”之称［4］。
2 云南高效水土保持植物种类
由于云南省的植物资源种类丰富,具有开发利用价值的植物资源也多种多样,生物资源开发已成为云南的一大支柱产业。通过调研,获知目前全省种植广泛、已开发或正在进行开发的高效水土保持植物大约有20 多种。按照利用价值分类如下:
a. 药用类。 火棘、滇橄榄、红豆杉、车桑子、青刺果。
b.干鲜果类。酸角、芒果、核桃、澳洲坚果、板栗。
c.工业原料类。橡胶。
d. 保健饮料类。咖啡、茶叶。
e.油脂类。油茶、油橄榄、蒜头果。
f.用材类。桤木、云南松、云南油杉。
g.香料类。桂皮、肉桂、八角。
h. 饲料类。新银合欢、龙须草、芸香草、羊胡子草。
3 云南省目前开发利用的高效水土保持植物
云南省国土面积的94% 是山区和半山区,随着人类活动的加剧,加上生产方式的粗放,土地无序开发,造成严重的水土流失。在云南只有结合国家水土保持重点工程,大力发展高原特色产业,如: 橡胶、核桃、澳洲坚果等［5］,才能实现农民增收致富、改善山区生态环境。2014 年,云南的特色经济植物种植总面积突破1. 1 亿亩,其中,高效水土保持植物茶叶、咖啡、核桃、橡胶等种植面积位居全国第一,咖啡、核桃、橡胶产量也分别居全国首位。
3. 1 橡胶树
橡胶树,大戟科,橡胶树属［6］,橡胶林能够绿化环境、涵养水源、保持水土,1hm2橡胶林1 天可吸收二氧化碳1000kg,可制造氧气730kg,为维护生态平衡发挥了重要作用。云南省橡胶林约500 万亩,主要分布在西双版纳,为保护天然橡胶资源,云南省制定了《云南省西双版纳傣族自治州天然橡胶管理条例》［7］。
3. 2 核桃
核桃,胡桃科,胡桃属,被誉为“长寿果”［8］。云南核桃是一种综合利用价值很高的木本油料和优质用材树种,主要品种有漾濞核桃、铁核桃、泡核桃、云南麻核桃等,因其树体高大挺拔,树冠庞大,根深叶茂,能涵养水源,保持水土,净化空气,调节气候,防风固土,是理想的高效水土保持树种,已纳入国家水土保持重点建设工程体系。
核桃产业是云南省的传统产业、特色产业、优势产业,种植历史超过800 年。云南省政府高度重视核桃产业发展,每年筹集1. 3 亿元专项资金扶持核桃产业发展,截至目前,云南核桃种植面积已突破4200 万亩,占全国核桃种植总面积的50% 左右,核桃年产量达65万t,产值达190 亿元。目前,全省有500 多家从事核桃产品加工、销售的企业,产品涉及20 多个品种,年销售收入达89. 8 亿元,全省已逐步建成三个较大的泡核桃交易市场,2013 年,全省核桃产区农民人均核桃收入超过900 元,核桃产业已成为山区农民增收的“致富树”“摇钱树”。
3. 3 澳洲坚果
澳洲坚果,山龙眼科,澳洲坚果属［9］,被誉为“坚果之王”。澳洲坚果树形美观,树叶四季常绿,不仅经济价值高,而且适宜在水土流失区及坡地种植,绿化环境,保护生态。云南省重点扶持澳洲坚果产业,以年均10 万亩的速度推进澳洲坚果基地建设。目前,云南澳洲坚果种植面积已达110 万亩,超全球113 万亩种植面积的90% 。其中,临沧市已成为全国最大的澳洲坚果种植基地,坚果种植107. 39 万亩,年壳果产量1200t,产值3600 万元。
3. 4 咖啡
咖啡,茜草科,咖啡属。［10］,可与其他树种套种,有效拦截降雨,减少水土流失。云南大部分地区海拔1000 ~ 2000m,地形以山地、坡地为主,日照充足、雨量丰富、昼夜温差大,独特的自然条件有利于形成云南小粒种咖啡的特殊品味———浓而不苦,香而不烈,略带果味。种植区以临沧、保山、思茅、西双版纳、德宏等地州为主。截至2014 年底,云南省咖啡种植面积为180 多万亩,年产量11. 8 万t,占到全国种植面积和产量的99% 以上。云南省计划在未来3 年内,建成一个以普洱为总部及核心的“云南咖啡交易中心”,成为云南及亚洲区域咖啡主产地、面向国内及国外广大咖啡消费区域的主要交易平台。
3. 5 云南茶
茶树,山茶科,山茶属［11］,是常绿矮灌木,可与乔木套种,形成绿色屏障,有效拦截水土流失。云南省地处高原,纬度较低,得天独厚的自然地理环境适宜茶树生长,有利于茶树的芽叶长期保持鲜嫩,进行光合作用,也有利于茶叶中有效成分的积累,提高了茶叶中蛋白质、氨基酸、维生素、咖啡碱、多酚类、芳香油等有效成分的含量,因而云南茶叶品质特佳。
3. 6 青刺果
青刺果,蔷薇科,扁核木属,野生资源主要分布在丽江地区海拔2300 ~ 3200m的高寒冷凉山区,是一种药食兼用的经济植物［12］。因适宜生长在山坡、荒地、地边、路边和阴湿山沟灌丛中,具有非凡的生命力,因此固土保水作用显著。在云南以丽江和周边地区为主要产地,全区野生青刺果资源约5 万亩。丽江市国土面积中92% 是山地,在“以粮为纲”的年代,大肆毁林开荒种粮,森林覆盖减少,水土流失及滑坡泥石流等灾害繁发,山坡下的良田好地也被沙子覆盖了,粮食没增收多少,生态环境却遭到毁灭性的摧残,造成恶性循环。要改变面貌,最根本的是恢复生态。青刺果树是多年生灌木,一旦成活,如果不受外力破坏,它的生长周期在60 年以上,一棵树平均可固土3 ~ 6m3。因此,大力发展青刺果产业,对绿化荒山、保持水土、涵养水源、遏制水土流失、恢复生态意义重大。
3. 7 蒜头果
蒜头果,铁青树科,蒜头果属［13］。蒜头果含有大量的神经酸,对改善记忆和提高智力具有明显效果。蒜头果自然生长在石灰岩瘠薄土壤上,发达的根系穿扎在石缝间隙稀薄土壤中,是良好的生态树种和治理石漠化的优良树种。
目前,全国仅存蒜头果4 万株,其中3. 6 万株分布于云南广南县境内,全部处于野生状态,年总产量约25t左右。云南广南县依托油茶研究所,共同开展蒜头果良种选育及无性繁育技术研究,为蒜头果产业化发展提供技术支撑。
3. 8 火棘
火棘,蔷薇科,火棘属,又名豆金娘,具有良好的滤尘效果,对二氧化硫有很强的吸收和抵抗能力［14］。同时火棘生命力顽强,耐旱、耐涝、耐瘠薄、耐盐碱、抗寒,是一种高效的水土保持植物。火棘果、根、叶均可入药。
4 存在的问题
4. 1 人员意识不够强,规划设计不到位
水土保持部门的人员只是从本部门的角度出发,仅仅考虑水土流失严重区域的小流域综合治理,在项目立项及实施过程中,以减轻水土流失危害为目的来配置水土保持植物措施,没有综合考虑如何帮助当地农民致富,更没有发展水土保持产业的理念。在项目设计中,只注重了工程措施设计,尽管植物措施也有,但只是选择一些当地乡土树种,有些无开发利用价值,没有针对某些区域或地区按照水土保持产业配置进行高效水土保持植物措施设计或规划。
4. 2 资源分布不够集中,形不成加工规模
一般实施的国家水土保持重点工程中,对于植物措施没有统一的布局,也不考虑其经济效益,长期以来形成了树种多而杂,没有形成规模,即使有经济价值,资源又供应不足,致使开发利用滞后。有些单一树种造成的生产力低下,抑制了生物的多样性,反过来又影响了自身的生长速度,甚至导致退化,更进一步影响了高效水土保持植物生态效益、经济效益的发挥。如: 辽宁建平、陕西吴起等县退耕还林时大面积营造沙棘纯林,植被覆盖率显著提高,有效地治理了当地水土流失。可是大约八九年之后,大面积的纯林受到病虫害的危害,大片沙棘纯林死亡,不得不进行沙棘纯林的抚育改造,间种山杏、侧柏、油松等树种,促进林分结构多样性和稳定性。
4. 3 粗放经营,管理不到位
在全国不同水土流失类型区,由于水土保持重点工程的实施,大部分25°以下沟壑区均种植乔木、灌木或草本,但是大部分地区只注重种植,不注重管理。在国家项目立项之后,进行了大量水土保持植物的种植,项目验收之后,再无人问津,更不进行抚育管理。造成这些树种或者生长退化,或者粗放采伐利用,不能完全发挥其生态价值和经济价值。
5 高效水土保持植物发展建议
通过对云南省高效水土保持植物资源的调研发现,作为以高效经济林为支柱产业的云南,既要将现有的高效水土保持植物资源充分运用于岩溶地区石漠化综合治理试点工程和国家农业综合开发水土保持项目中,又要与促进当地经济社会发展和农民增收致富有机结合,同时实现产业发展带动农民种植高效水土保持植物积极性,进而促进水土流失的治理。
a. 领导重视,政府统一规划。高效水土保持植物资源建设与开发利用,既能保持水土,又能增加农民的收益,而且是一项费省效宏的工程,能够调整产业结构,促进区域经济发展。各级党政领导要重视,要将此项工作纳入政府考核机制,由地方发改部门牵头,其他部门配合,根据市场需求和当地自然条件,做好全省( 县) 发展高效植物种类、发展面积、利用方向、加工产品等全面规划,指导全省( 县) 高效水土保持植物资源建设和产业开发。
b. 选择适宜、经济价值高的树种。在水土流失综合治理中,植物种的选择,既要注重水土保持效果,又要结合植物的经济价值和社会价值,既能绿化美化环境,又能增加当地农民收入,改善生产、生活条件。因此,选择一些既适宜当地立地条件又能开发高附加值产品的高效水土保持植物,在当地水土保持项目区进行技术指导,开展示范种植。
c. 集中连片,形成一定规模。通过示范种植、辐射带动,将水土流失治理与特色高效水土保持植物资源开发有机结合,并根据全省( 县) 高效水土保持植物资源建设和产业开发规划,按照集中治理、统一开发的原则,选择立地条件相似的地形进行整地,种植高效水土保持植物,以便集中进行抚育管理,方便采收、运输,为企业进一步加工、生产奠定良好基础。
水土保持植物 篇8
1 一些概念
遥感科学是在地球科学与传统物理学、现代高科技基础上发展起来的一门新兴交叉学科。遥感科学的发展由技术驱动、需求牵引, 提出定量遥感基础研究的科学问题。20世纪美国发起了遥感科学计划, 随着地球系统科学的提出, 遥感科学的重心转向了以促进地球系统科学发展为目标, 以定量遥感为主要标志, 注重多学科交叉综合, 从整体上观测研究地球。目前, 越来越多的国内外学者们认识到了遥感科学在地学从传统定点观测数据到不同空间范围多尺度空间转换和地球系统科学研究中不可替代的作用。遥感科学作为传统地学、物理学、数学、近代信息技术等多学科交叉的科学领域, 通过与多种相关学科的结合, 为人类提供对地观测的多种信息和遥感数据产品。
生态环境需水研究始于国外, 我国于20世纪70年代末—80年代初开始从环境用水的角度研究环境容量、河流最小流量等问题, 生态需水研究于20世纪90年代末兴起。崔树彬[2]认为, 生态需水量应该是一个特定区域内的生态需水量, 而并不是指单单的生物体的蓄水量或者耗水量。王雁林等[3]认为, 所谓生态环境需水量是指维护生态环境不再进一步恶化并逐步改善所需要消耗的一定水质要求下的地表水和地下水资源总量。严登华等[1]提出, 河流系统的生态需水量是指维持河流正常的生态结构功能所需要的一定水质的最小水量, 具有明显的时空变化特征。中国可持续发展水资源战略研究综合报告[4]中指出:从广义上讲, 维持全球生物地球化学平衡诸如水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等所消耗的水分都是生态环境用水;狭义的生态环境用水是指维持生态环境不再恶化并逐渐改善而需要消耗的水资源总量。
2002年, 我国的新《水法》明确确定了“国家对水资源实行流域管理与行政区域相结合的管理体制”, 这是我国对流域水资源管理法律地位规定最明确一部法律。伴随着水资源流域管理的不断向前推进, 流域内的水土保持措施 (特别是植物措施) 的具体实施也需要得到有效的理论支持, 特别是植物措施的生态环境用水量状况需要得到定量评价, 这样才会利于整个流域水资源和生态环境的良性发展。而定量遥感研究主要从对地观测电磁波信号中定量提取地表参数的技术和方法研究, 区别于仅依靠地图判读经验的人工解译定性识别地物的方法, 在遥感像元的观测尺度上, 建立对遥感面状信息的地学理解, 对局地尺度上定义的概念及总结、推导出的定律、定理的适用性进行检验和纠正, 发展遥感模型与地表参数的提取方法, 形成地球表面时空多变要素的遥感数据产品, 为确定植物措施生态环境用水量提供可用的遥感数据。
2 生态环境需水
2.1 对生态环境需水的理解
生态需水、环境需水的概念在使用过程中常常被混用或者是相互替代, 带来了许多不便, 有必要予以辨析和说明。生态需水和环境需水常统称为生态环境需水。虽然生态需水与环境需水之间存在着交叉和重合的部分, 但是从概念上来讲, 这是两个不同的概念, 应该加以区别对待。生态需水主要侧重于生物维持其自身发展及保护方面, 而环境需水则主要体现在环境改善所需要的水。例如, 将黄淮海平原和西北干旱地区进行研究对比, 发现两个地区的生态环境需水侧重点各不相同, 在西北干旱地区关注的焦点是生态需水, 而环境需水在黄淮海平原则表现得比较突出。
目前, 关于生态需水没有一个公认的定义, 但可以理解生态需水量是由生物自身生存所需水量和生物体赖以生存的环境需水量两部分组成的水资源总量。在美国, 环境需水量系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其他具有美学价值目标的水资源需求。在中国, 环境需水量被看作为满足水质改善、生态和谐与环境美化目标的水资源需求。环境需水量实质上就是为满足生态系统的各种基本功能健康所需的用水。只有在明确目标功能的前提下, 环境需水量才被赋予具体的含义。
2.2 生态环境需水的对象
面对不同的系统和不同的功能需求, 生态环境需水量可以不同的形式出现。例如, 流域生态环境需水量、河流生态环境需水量、湿地生态环境需水量、河口海湾和三角洲生态环境需水量等。在这些系统中, 根据人们关注的具体功能又可细分为水土保持需水量, 航运、娱乐、渔类、景观、输沙需水量、湿地生物体需水量、湿地环境需水量、调节气候需水量、满足咸度要求的入海流量等。其中, 水土保持用水量包括植被措施变化[植被变化含退耕还林 (草) ]对下游河道的减水量, 以及工程措施 (如梯田、淤地坝等) 的减水量。
3 水土保持生态环境用水量
水土保持一词源于我国黄土高原, 国外称之土壤保持。水土保持措施的类型大体上可以概括为三大类:一类是工程措施, 主要有梯田、鱼鳞坑、谷坊和淤地坝;第二类是林草措施, 主要是造林种草;第三类是耕作措施, 如等高耕、等高垄作、覆盖耕作和免耕。水土保持措施的初衷是为保护农耕地的土地资源, 提高土地的生产力, 随着社会经济的发展, 才逐渐扩展到水土资源保护。
植物措施主要配置在坡面, 但在沟道及沟谷也占一定数量 (如沟底防冲林、护坡林等) 。植物措施的水土保持作用主要表现在三方面:一是利用其地上部分的秆、枝、叶截留降水;二是利用地面枯落物吸收降水, 阻滞地面径流;三是枯落物腐烂后分解与表土结合, 改善土壤结构, 增加土壤黏聚力和孔隙度, 从而达到增渗和抗蚀的目的。水土保持耕作措施纯粹是在农耕地上实施的, 方法主要包括水平犁沟、沟垄耕作、轮作、蓄水聚肥耕作等, 它主要是通过改变微地形、增大植被覆盖率、调整和延长覆盖时间、改善土壤结构从而增加入渗率和入渗总量, 以达到减水减沙的目的。
长期以来, 国内在水土保持研究方面大多侧重于流域土壤侵蚀规律和水土保持措施对产沙输沙以及减沙效益的影响, 而水土保持措施对水资源影响的研究没有给予足够的重视, 仅有的少数研究集中于对径流过程和径流量的影响以及减水效益等方面。随着我国政府各有关部门和专业人员对水土流失问题及水资源问题的日益关注, 有必要对我国近几十年来在水土保持措施对水资源的影响方面的研究进行分析评述, 而且要对水土保持措施特别是植物措施的生态环境需水量进行确定。
3.1 植物措施的最小需水量
植物需水量就是植物正常生长所需要的水分。而植物蒸腾耗水和土壤蒸发即蒸散发量占植物需水量的99%, 可将其近似理解为植物需水量。在估算大区域或流域植物需水量中, 常常采用植被面积和蒸散发量的乘积进行植物需水量的计算。其计算难点一是确定植被面积, 二是植被蒸散发量。目前计算植被需水量的方法很多, 主要有实测蒸腾量法、阿维杨诺夫公式、潜水蒸腾法、彭曼公式、SPAC模型、生态需水量定额法、基于遥感和GIS的生态需水量法等。这些方法的关键是求得蒸散量, 区域蒸散量用传统方法非常难以得到。随着遥感和GIS技术的发展, 区域蒸发研究的遥感方法已成为可能。
1) 使用模型。
利用已获得的遥感资料, 计算用的遥感蒸发模型是SEBS模型[1]。该模型主要包括以下4个方面: (1) 通过对遥感图像的处理获得一系列地表物理参数如反照率、比辐射率、温度、植被覆盖度等; (2) 建立热传导粗糙度模型; (3) 利用总体相似理论 (BAS) (bulk atmospheric similarity) [4]确定摩擦速度、显热通量和奥布霍夫稳定度; (4) 利用地表能量平衡指数 (SEBI) (surface energy balance index) [5]计算蒸发比。
SEBS是一个基于地表能量平衡方程, 应用对遥感数据处理所获得一系列地表物理参数如反照率、比辐射率、温度、植被覆盖度等, 结合地面同时次观测的气象信息对大区域范围地表能量通量进行估计的遥感模型。
2) 模型基本原理。
在近地面, 在假定净辐射等于感热通量、潜热通量和地面热通量之和的情况下, 任一时刻的地表能量平衡方程为Rn=G0+H+λE。其中, Rn为净辐射, G0为土壤热通量, λE为潜热通量 (其中λ=2.49×106为水的汽化热, E为水蒸散通量) , H为感热通量。
地表净辐射通量是地面能量、物质输送与交换过程的原动力, 是气候形成及气候变化的主要因素。因而, 地表得到的净辐射是各种热量交换的基础。地表净辐射可用如下公式表达:Rn=K↓-K↑+L↓-L↑= (1-α) Rsw+ε (ε'σTundefined-σTundefined) 。其中, K↓、K↑和L↓、L↑分别为向下、向上的短波辐射和向下、向上的长波辐射, α为反照率, Rsw为向下的太阳辐射, σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数, ε为地表比辐射率, ε' 为大气比辐射率, Ta为气温, T0为地表温度。
土壤热通量 (G0) :土壤热通量也称为土壤的热交换量。它取决于地表特征 (地面植被覆盖率) 和土壤含水量等, 一般可通过它与净辐射 (Rn) 的关系来确定, 即进入土壤热通量可近似表示为G0=Rn[Гc+ (1-fc) (Гs-Гc) ]。其中, Гc为植被覆盖区参数, Гs为裸土区参数, fc为植被覆盖比率。
undefined
式中:z是参考面高度, u*是摩擦风速, d0是零平面位移高度, z0m是动力学传输粗糙度;Ψm和Ψh分别是动力学和热力学传输的稳定度订正函数。θ0和θa分别是观测面和参考层高度的虚温;L是莫宁霍夫长度;H是感热通量;K是卡尔曼常数;ρ是空气密度, Cp是气体常数;g是重力加速度;θv为近地表虚位温。
采取上述方法可以确定植物蒸腾量, 植被蒸腾量的多年平均可代表保护区内植物需水量的下限即保证生态环境不再恶化的植物措施的最小需水量。
3.2 植物措施的最大需水量
水土保持植物措施中的生态环境需水量为地表充分湿润时采用经联合国粮农组织改进的Penman公式来计算植被的潜在蒸发量, 改进Penman公式综合了能量平衡方程和空气动力学方法, 具有较好的物理学基础, 所需参数为气温、水汽压、日照时数和风速资料。
由于影响植被耗水的因子非常多, 植被的生态用水具有一定的区域性, 因此可以根据不同区域的典型植被类型 (农田防护林、防风固沙林、牧场防护林等) 、耗水特征, 结合降水补给土壤水分的实际可利用量, 采用水量平衡法进行计算, 或根据不同区域实测不同类型植被减少河川径流资料 (山丘区天然林、各种人工林) 确定生态用水定额, 进而根据不同植被类型的面积计算生态环境用水量[6]。
水土保持植物措施中的生态环境最大需水量也可以直接通过计算植被的蒸散发耗水量来确定, 因为一般植物的基础生理需水量只是很小的一部分[7], 在计算过程中一般忽略不计。对植被 (森林、草地、灌木等) 潜在蒸散量的计算, 可以运用Penman—Monteith公式, 再考虑植被蒸散系数, 计算实际蒸散量。然后将最后计算出的植被用水量与20世纪60年代 (人为活动比较轻微, 视为天然状态) 的比较, 其差值即为植被生态用水量。Penman—Monteith公式:植被的潜在蒸散量undefined。式中:λ为蒸散量潜热, Rn为净辐射, s为饱和水汽压与温度曲线的斜率, ρ是空气的比重, Cp是空气的定压比热, es为饱和水汽压, ea为实测水汽差, ra为空气动力学阻抗, γ为空气的干湿系数, rc为表面阻力。
植被的实际蒸散量 (mm) ETa=KcETo。式中:Kc为植被蒸散系数, ET0为植被的潜在蒸散量。
利用遥感技术进行水土保持植被措施的生态环境需水量研究是一个新的研究问题, 一般对流域进行遥感监测、划定生态分区, 根据自然情况和非自然情况分别确定水土保持植被措施的生态环境需水量。显然, 对生态环境功能的要求越高则相应的生态环境需水量也越多;相反, 生态环境需水量就越少。因此, 关于生态环境需水量更为精确的计算必须在对生态系统生态功能规划的基础上进行。基于水土保持植物措施生态需水模型, 现初步给出定量遥感技术在水土保持植物措施生态环境需水量中的信息系统构建图及数据流程图 (见图1、图2) 。
4 结论
水土保持的植物措施会在一定程度上影响流域的总产水量和河川的总径流量, 影响的程度随研究区域的不同而不同。有学者认为, 水土保持综合治理与开发虽可减少一部分河川径流量, 但不知会不会对黄河下游水资源状况造成显著影响, 会不会直接起到减缓断流的作用。解决这样的问题, 既需要有效的定量数据给予论证, 同时也要进行长期的观测才能得到令人信服的结果。因此, 将定量遥感技术引入水保措施特别是植物措施的生态环境需水量的评价中将有利于人们更清楚认识水保措施的节流减沙效益。
到目前为止, 对流域水土保持植物措施生态环境需水量的研究仍然没有一个统一的计算方法和体系, 还存在许多问题。流域水土保持植物措施生态环境需水量的计算方法仍然不完善, 要加强对流域水土保持生态环境需水评价方法的研究, 形成一套成熟的计算方法体系, 加强具体问题的深入研究;流域水土保持生态环境需水量分类和计算方法的研究存在的问题比较多。因此, 今后需要加大研究力度, 提高生态环境需水量区域分类的合理性和计算的准确性, 为改善生态环境质量、维护生态平衡、合理配置和利用水资源、提高水资源的利用率、促进水资源的可持续利用提供科学依据。
参考文献
[1]严登华, 何岩, 邓伟.东辽河流域系统生态需水研究[J].水土保持学报, 2001, 15 (1) :46-49.
[2]崔树彬.关于生态环境需水量若干问题的探讨[J].中国水利, 2001 (8) :71-74.
[3]王雁林, 王文科, 杨泽元.陕西省渭河流域生态环境需水量探讨[J].自然资源学报, 2004, 19 (1) :69-78.
[4]崔宗培.中国水利百科全书 (第2卷) [M].北京:中国水利电力出版社, 1990.
[5]ARTHINGTON A H, KING J M.Development of an holistic appr-oach for assessing environmental flow requirements of river-ine eco-systems[A]//PIGRAM J J, HOOPER B P.Water allocation for theenvironment, the center for policy research[C].Armindale:Universi-ty of New England, 1992:69-76.
[6]王礼先.植被生态建设与生态用水———以西北地区为例[J].水土保持研究, 2000, 7 (3) :5-71.