水土特性（精选3篇）
水土特性 篇1
沙棘又名醋柳、酸刺、黑刺, 为胡秃子科酸刺属的灌木或小乔木, 是一种落叶小乔木 (或灌木) , 广泛分布在我国北方地区和西南地区。沙棘枝叶茂密, 根系发达, 生长迅速, 抗干旱风沙、耐盐碱瘠薄、御严寒酷暑, 具有很强的保持水土、防风固沙、改良土壤等改善生态环境的作用, 是水土保持植被建设的先锋树种和关键树种。
一、沙棘的生物特性
㈠气候及土壤适用性强
沙棘抗严寒、耐干旱和高温, 还能在盐碱地区生长, 能在距地表5厘米深、含水量达42.6%的山地草甸土上和p H值为9.5或含盐量达1.1%的盐碱地上生长, 但不喜过于黏重的土壤。
㈡根系发达、萌蘖性很强
在甘肃省陇东地区丘陵沟壑区第二副区和第五副区内人工栽植的沙棘混合林, 5年生树冠高达2米以上, 根系主要分布在30厘米~40厘米深的土层内, 根幅可达数米, 经测算林缘每年向外扩展2米左右, 3年~5年就可郁闭成林, 5年生沙棘平茬苗, 来年即可萌芽12株~13株, 一株地径3厘米的沙棘有主根1条, 侧根达30多根, 须根近白根, 极为发达。
㈢枯枝落叶多, 根部有根瘤, 可改良土壤
沙棘的根系与短杆状固氮细菌共生, 固氮能力很强, 根瘤广泛分布在直径0.18厘米~0.67厘米的根上, 大小和数量均超过豆科植物花棒, 根据测算, 一般为0.3立方厘米, 有的达4.5立方厘米, 5年生沙棘林, 30厘米长的根有菌体34个, 每立方米土壤含根瘤100个~140个, 土壤有机质多1.15倍, 含氮量多0.9倍。在甘肃省沙棘多与刺槐、杏树、油松等树种混交, 混交时对乔木林生长有促进作用, 沙棘根系较浅, 乔木林根系较深, 相互错位, 根系分布较为合理, 对水分、养分竞争不强, 同时沙棘的根瘤可以改良土壤, 促进乔木林生长。
二、沙棘在水土保持中的作用
沙棘由于其适应性强, 根系发达, 萌蘖力强, 枝叶茂密, 保土保水作用明显, 其水土保持作用主要表现在以下几个方面。
㈠根系发达, 固土性强, 具有极强的水土保持作用
一株3年生沙棘, 每年可向周围扩展2米左右, 5年后郁闭成林, 根据当地水保部门测算, 区域内沙棘根系可达十多米, 根系发达, 相互间交错, 形成网状, 覆盖表层, 固土性强。而沙棘分蘖力强, 覆盖密度大, 枯枝落叶多, 土壤吸水性强, 可减少地表径流80%以上, 同时根系有固氮肥土的作用, 是黄土高原丘陵沟壑区第二副区、第五副区促进生态循环的先锋树种。近年来甘肃省栽植多在梁峁、沟谷、阴坡、阳坡等地带多于乔木林混交, 成林快, 郁闭度高。
㈡能防止水土流失, 保持水土
按照试点要求, 不同配位, 不同立地条件, 分类配置措施, 大力发展沙棘造林, 实行生物与工程相结合, 乔木林与灌木林相结合, 有效地控制了水土流失。而沙棘的水平根系发达, 萌生性强, 萌发大量的幼苗, 很快地形成网络土壤, 起到固持地表的作用, 发挥了水土保持的作用。据测定, 沙棘林冠承雨率为40%~49%, 林内的枯枝落叶持水含量大于自身重的3倍左右, 自然降雨量能全部有效的蓄种在林内, 达到小雨不下山, 大雨不成灾, 保护了坡耕地, 有效地控制了水土流失。
㈢抗逆性强, 生命力顽强, 水土保持作用持久
沙棘抗严寒、耐高温、对土壤要求不严、适应性极强、抗逆性强等生物特性决定了其顽强的生命力, 其当年生枝条既能安全越冬, 也能在高温下生长, 因而可长期发挥水土保持作用。
摘要：沙棘属胡颓子科沙棘属, 灌木或小乔木, 枝有刺, 幼枝密被褐色鳞片灰色, 叶互生, 短柄, 果实为圆柱形或宽椭圆形, 多浆汁, 由于其适应性强, 根系发达, 萌蘖力强, 枝叶茂密, 保土保水作用明显。
关键词：沙棘,生物特性,水土保持,先锋树种
水土特性 篇2
重庆市观景口水利枢纽工程位于重庆市巴南区五布河干流上,工程的主要任务是以城市供水为主,同时兼顾小城镇及农村人畜饮水、农业灌溉的综合利用。设计洪水标准为100年一遇,最大坝高63.9 m,坝顶长度312.3 m,主要建筑物包括主坝、副坝、溢洪道和泄洪防空洞等。输水线路长24.969 m,包括隧洞、泵站、交叉建筑物及控制建筑物。项目所在区域地势起伏多变,是典型的山地丘陵地带,区内以紫色土为主,根据流域内白鹤水文站与石龙雨量站1959—2009年降水量资料统计,多年平均降水量1 104 mm,但年内分配不均,汛期5～9月占全年的67.0%,根据巴南气象站统计,1971—2010年多年平均气温18.3℃,极端最高气温42.3℃,极端最低气温—1.8℃,多年平均日照数1 134 h,是生态脆弱区,工程施工扰动地面228.51 hm2,扰动面积大,势必造成矿质养分含量丰富的紫色土大量流失,造成下游河道淤积等问题。面临着巨大的水土流失防治任务。
2 紫色土的特性
紫色土是由侏罗纪、白垩纪紫色砂岩、泥岩时代形成的紫色或紫红色砂岩、页岩变来的,是在频繁的风化作用和侵蚀作用下形成的,矿质含量丰富,土壤中的紫色大都富含钙质和磷、钾等营养元素,很肥沃。紫色土其过程特点是:物理风化强烈、化学风化微弱,石灰开始淋融。土层浅薄,通常不到50 cm,超过lm区域很少,集中分布于四川盆地,其农业利用价值很高。
紫色土分为酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土3个亚类。酸性紫色土分布在长江以南和四川盆地广大低山丘陵。土壤有机质、全氮含量相对较高,磷、钾稍低,土壤呈酸性,pH值小于5.5,盐基饱和度较低;中性紫色土主要分布在四川、云南,土层较酸性紫色土薄,30～60 cm,碳酸钙含量小于30 g/kg,pH值约为7.5,肥力水平较高,但有机质、氮、磷稍显不足;石灰性紫色土主要分布在四川盆地及滇中,土质疏松,碳酸钙含量大于6%,土壤有机质在10 g/kg左右,氮、磷低,锌、硼严重缺乏,土体浅薄,保水抗旱能力差。
3 紫色土的水土保持缺陷分析
紫色土尤其是侵蚀酸性紫色土土层浅薄,土层松散,结构性差,保水保肥能力差,由于人为活动植被受到严重破坏,疏松腐殖质层多被侵蚀,母质层裸露,有机质降低,土壤侵蚀严重,易造成水土流失;紫色土风化也快,是一种具有强烈侵蚀性的土壤,其侵蚀程度仅次于黄土;在强降雨的作用下,极易产生水土流失,降低土地生产力;松散土壤流入下游河道,影响行洪安全。现阶段紫色土区域的水土流失严重,亟需进行有效的水土保持防治。
4 针对缺陷的有益探索
4.1 水土保持林对紫色土土壤团聚体的影响
土壤团聚体是指土壤中大小、形状不一,具有不同孔隙度和机械稳定性,水稳定性的结构单位,通常将粒径大于0.25 mm的结构单位称为大团聚体,土壤团聚体稳定性是土壤结构的关键性指标,是土壤环境、管理实践和土地利用类型相互作用的结果。
王轶浩等研究三峡库区紫色土植被恢复过程的土壤团粒组成及分形特征认为三峡库区紫色土物理性状为土壤容重为12.4～16.6 kN/m3,土壤pH值为5.12～6.21[2]。紫色土较大粒径水稳性团聚体增加能提高土壤团聚体结构的稳定性,而小粒径水稳性团聚体增加则会降低土壤团聚体结构的稳定性[2]。紫色土区域实施水土保持植物措施后使较大粒径水稳性团聚体增加。
三峡库区紫色土经退耕还林、植被恢复后,土壤生态功能得到改善和提高,原因是,植被恢复后地表枯落物和地下根系增多,增加土壤中天然有机质来源,促使土壤中大团聚体含量增加,另一方面其冠层和地表覆盖物能有效减少降雨和地表径流对土壤大团聚体的冲刷和破坏,以及人为对土壤大团聚体破坏的减弱;经过水土保持植被恢复后,紫色土土壤结构得到改善,且随时间增长而变得明显,是由于植被恢复后土壤大粒径团聚体增加[2]。
4.2 水土保持林的林种选择对紫色土的影响
有学者认为紫色土区域不同治理措施下植被恢复和土壤性质改良最明显的是实施林草措施和封禁,其丰富度指数、多样性指数和均匀度指数最大,其次是乔灌草相结合的恢复措施。水土保持植物措施乔灌草垂直配置和树草种选择多样性可增加区域生态丰富度指数、多样性指数和均匀度指数,使紫色土区域土壤性质得到改良。
4.3 水土保持林对紫色土水文作用的影响
有学者认为土壤的水源涵养能力与土壤厚度、有机质含量、非毛管孔隙率、最大持水量有关,研究表明就重庆而言,林区降水量高于农区;径流系数随森林覆盖率的增大而增大;区域径流泥沙含量随林草覆盖率增加而降低。营造水土保持林可增加土壤的水源涵养能力,增加区域径流系数,减少径流泥沙含量。
水土保持林草措施实施后,可以改善土壤理化性质,保护和增加土壤养分,促进生物多样性,提高水源涵养能力,减少水土流失量,使区域生态良性循环。
5 观景口水利枢纽工程水土保持措施设计
5.1 措施设计与水源涵养相结合
重庆市水利枢纽工程各区域选择适生树草种造林种草,乔灌草在空间上垂直搭配与水源涵养林相结合。水土保持林草措施实施后可涵养水源;保留紫色土养分,改良土壤结构,提高土地生产力。
5.2 措施设计与改良土壤相结合
结合紫色土特性及水土保持林草措施对紫色土的蓄水保土、改良土壤等作用,水土保持措施的配置侧重于“硬”治理,既要使水土流失治理在短期内效果明显,也要发挥长远的生态效益。增加工程措施和临时挡护措施,使改良紫色土土壤在短期内起到明显的作用。
5.3 工程措施、植物措施和临时措施相结合
5.3.1 工程措施
工程措施中重点是工程开挖前,将表层土进行剥离,剥离厚度为30～60 cm,剥离后集中堆放,待工程施工结束后回填利用,对紫色腐殖质土保护起到极为重要的作用。
5.3.2 植物措施
植物措施重点是针对紫色土,选择适合紫色土生长的树草种。根据《重庆市林业基本情况调查报告》及现场查勘,对临时占地选择重庆市乡土树种马桑和黄荆进行行间混交绿化,株行距为1 m×1 m,穴装整地,规格为30 cm×30 cm,以控制水土流失;对永久征地范围内区域,选择撒播三叶草、紫花苜蓿等草籽,点缀栽植雪松、紫叶李、磁竹、栾树、大叶黄杨等乔灌木树种进行绿化美化。
5.3.3 临时措施
临时措施重点是针对工程临时开挖面及临时堆土进行挡护苫盖,选择使用防尘网进行苫盖,同时在堆土周边使用袋装土进行挡护,断面为矩形,尺寸为0.6 m×1 m,防治雨水冲刷松散堆积体及裸露高陡边坡。
6 结语
(1)紫色土在治理中虽然存在水土保持缺陷,但是深入分析其产生原因,有针对性地采取水土保持措施,有利于水土保持方案设计更加合理、适用。
(2)借鉴一些成功的案例,能够对未开工的工程有一定的指导意义,更便于指导实践。
(3)观景口水利枢纽工程施工过程中需严格执行水土保持方案设计中的措施,并在各项措施实施过程中进行水土保持工程监测,以便对下一步紫色土水土保持效益研究提供基础资料。
参考文献
[1]刘刚才,游翔,张建辉.紫色土丘陵区小流域治理对水土保持的作用[J].山地学报,2008.25(5):590-595.
[2]王轶浩,耿养会,黄仲华.三峡库区紫色土植被恢复过程的土壤团粒组成及分形特征[J].生态学报,2013,33(1 8):5493-5499.
[3]熊伟,魏胜龙,陈志彪.紫色土丘陵区生态恢复模式与土壤性质相关性分析[J].亚热带资源与环境学报,2014,9(4):44-50.
水土特性 篇3
关键词：香根草,特性,栽培技术,水土流失,治理效果
香根草 (Vetiver zizanioides) 又名岩兰草, 因其根很香, 故名香根草, 是一种禾本科多年丛生的草本植物[1]。原产于印度等国, 具有适应能力强、生长繁殖快、根系发达、耐旱耐瘠等特性, 有“世界上具有最长根系的草本植物”之称, 被世界上100多个国家和地区列为理想的水土保持植物[2]。香根草是株丛紧密、丛生、无芒、坚韧、叶面平滑的多年生草本植物, 雌雄同株, 大多品种不开花或花而不实, 且无匍匐茎, 不会自然扩散蔓延成为杂草[3], 依靠根段无性繁殖。1988年香根草进入中国, 目前在江西、福建、江苏、广东等省已有多项水土保持项目成功利用了香根草。
2007年2月从中国科学院南京土壤研究所引入广西桂林市龙胜县种植并获得成功, 2009年列入桂林市科学技术局科学保护漓江防治金橘园水土流失科技攻关基金项目 (20090521) , 2010年在水土流失较严重的地区———阳朔县高田富绢金橘园开展香根草治理水土流失研究, 现将研究结果作一简要介绍。
1 香根草的生长特性
1.1 生长迅速
从表1可以看出, 4月15日种植, 定点系统观察5株, 每5 d观测记载1次, 并用红油漆标示每次观测点, 每月的10日、20日、30日测量株高, 7月10日大面积示范区第1次割草, 平均株高143.5 cm, 日生长1.649 cm。
(cm)
1.2 分蘖快
从表2可以看出, 香根草种植后的第10天, 第5观察株出现第1次分蘖, 种植后的第15天第4、5观察株出现第1次分蘖, 种植后的第20天第1、2、4、5观察株出现第1次分蘖, 5月10日各观察株均出现第1次分蘖;6月5日第4观察株即出现第2次分蘖, 6月10日第4、5观察株出现第2次分蘖, 7月5日各观察株均出现第2次分蘖。
注:*表示出现分蘖苗。
1.3 根系盘大
模拟种植, 测定的根系深达2.85 m, 共5 874条, 根粗0.6～2.2 mm, 其中, 0.6～0.8 mm占33.3%, 0.8～1.2 mm占33.2%, 1.2～2.2 mm占24.9%。
2 香根草主要栽培技术
2.1 整地
尽管香根草生长环境粗放, 但仍需在种植前先清理地面的杂草和石块等杂物, 然后按等高线全垦宽20～30 cm、深15～20 cm, 以改变土壤结构, 增强透水性, 提高蓄水保墒和抗旱能力, 有利于香根草根系生长。
2.2 选种
若用原种植蔸种苗, 最好选用上年种植的香根草蔸作种苗, 种苗生活力强, 种下后生长迅速, 当日均气温≥12℃时, 60 d即可达到或超过100 cm以上。若用香根草茎秆繁殖的扦插苗, 选用扦插苗时要注意2点:一是插入土壤的茎节部位最好有新根长出或节间部位突显根芽;二是扦插茎露土部分的节间要有芽尖。
2.3 种植
种植时沿等高线带状挖穴, 株行距30 cm×30 cm, 穴挖成“V”字状, 穴深应为10～15 cm。种植的时候, 为提高成活率, 应将原种根用刀小心将其分蔸。种植时注意事项包括以下4点:一是将分成蔸种苗的根系植于调节好的糊状土壤溶液中蘸一下 (糊状土壤溶液配制:50 kg水+40 kg土+2.5 kg钙镁磷肥, 土最好是黄泥土) , 然后种在已准备好的土地中。二是尽可能竖直种植。三是种完后沿种植苗周围将土压实。四是淋定根水。
2.4 管理
当香根草生长高度达20 cm以上时即可进行施肥, 按长度每100 m施尿素0.10～0.15 kg, 生长高度达60 cm以上时, 按长度每100 m施尿素0.20～0.25 kg。第1次割草后, 按长度每100 m施尿素0.20～0.25 kg, 以加速生长[4]。
2.5 虫害防治
香根草生长虫害主要有地老虎和大螟2种。防治地老虎用90%晶体敌百虫原药0.5 kg加饵料50 kg制成毒饵, 在傍晚撒至地面诱杀或用90%晶体敌百虫500倍液喷施在幼苗上防治2～3龄幼虫[5];防治大螟用50%杀螟松乳油800倍液喷雾, 注意喷在基部叶鞘内。
2.6 收割
当香根草长至1.2～1.5 m即可进行第1次割苗, 割下的青叶大多数用于编织原料, 如果不作编织原料, 则放在香根草基部, 保湿土壤并腐烂后成有机肥[6], 也可用来喂牛或作鱼饲料。
3 香根草治理水土流失的效果
3.1 土壤流失量
从表3可以看出, 香根草、黑麦草年土壤侵蚀量分别为24.61、31.91 kg/m2, 较对照区减幅分别为33.29%、13.50%, 采用SPSS15.0统计软件分析[4], 从表4和图1可以看出, 治理水土流失效果达显著水平。
3.2 地表径流
研究表明, 自然植被对照区的年径流量最大, 径流系数为0.494 9, 年径流量高达69.11 m3;黑麦草径流系数为0.299 99, 年径流量41.88 m3, 比对照减少39.41%;香根草径流系数为0.235 6, 年径流量为32.90 m3, 年均地表径流量分别比对照减少21.46%、52.39%。
参考文献
[1]徐礼煜, 夏汉平.香根草系统的理论与实践[M].北京:中国广播电视出版社, 2008.
[2]TRUONG P, 夏汉平, TRAN T V, 等.香根草系统技术应用手册[M].广州:广东科技出版社, 2008.
[3]徐礼煜.香根草研究与展望[M].北京:中国大地出版社, 1998.
[4]邓铸, 朱晓红.心理统计学与SPSS应用[M].上海:华东师范大学出版社, 2009.
[5]《新编植物保护与农作物病虫害防治技术实用手册》编委会.新编植物保护与农作物病虫害防治技术实用手册[M].北京:农业科技出版社, 2006.