防护林工程的水土保持效益.ppt

LOGO防护林工程的水土保持效益防护林工程的水土保持效益防护林工程的水土保持效益防护林工程的水土保持效益以黄土高原水土保持林为例以黄土高原水土保持林为例 梁高旭梁高旭v黄河流域是中华民族及古代农业文明的发祥地，黄河流域是中华民族及古代农业文明的发祥地，但黄土高原水土流失举世瞩目，已成为中华民族但黄土高原水土流失举世瞩目，已成为中华民族的心腹之患，严重影响和制约着黄土高原的农业的心腹之患，严重影响和制约着黄土高原的农业可持续发展，并且大量泥沙在下游的淤积使黄河可持续发展，并且大量泥沙在下游的淤积使黄河已成为举世闻名的已成为举世闻名的“地上悬河地上悬河”，也直接影响黄，也直接影响黄河下游的国土安全和工农业生产及国民经济的可河下游的国土安全和工农业生产及国民经济的可持续发展。森林植被是陆地生态系统的主体，为持续发展。森林植被是陆地生态系统的主体，为彻底改善黄土高原的生态环境，自彻底改善黄土高原的生态环境，自1978年以来，年以来，黄土高原是我国林业生态工程建设的重点地区之黄土高原是我国林业生态工程建设的重点地区之一。一。黄土高原水土流失状况黄土高原水土流失状况v黄河是中国乃至世界含沙量最高的河流，每年平黄河是中国乃至世界含沙量最高的河流，每年平均向三门峡以下地区倾泻泥沙约均向三门峡以下地区倾泻泥沙约16亿亿t，多年平，多年平均含沙量为均含沙量为376 kgm3，最大可达，最大可达590 kgm3，远远超过国内外各条大河，居世界河流，远远超过国内外各条大河，居世界河流含沙量之首。然而黄河泥沙主要来自黄土高原。含沙量之首。然而黄河泥沙主要来自黄土高原。黄土高原地区泛指太行山以西、日月山黄土高原地区泛指太行山以西、日月山贺兰贺兰山以东，阴山以南、秦岭以北的广大地区，其面山以东，阴山以南、秦岭以北的广大地区，其面积为积为6238万万km2。黄土高原土壤类型主要以。黄土高原土壤类型主要以黄棉土为主，呈粉沙状。有机质含量低，土层深黄棉土为主，呈粉沙状。有机质含量低，土层深厚，垂直节理发达，这是形成该地区严重的水土厚，垂直节理发达，这是形成该地区严重的水土流失的物质基础和动力来源。流失的物质基础和动力来源。v黄土高原地区降雨年际及年内各季节分布不均，黄土高原地区降雨年际及年内各季节分布不均，年雨量的年雨量的5070集中在集中在79月的雨季，且月的雨季，且多暴雨。大量研究表明，暴雨易形成水土流失。多暴雨。大量研究表明，暴雨易形成水土流失。黄土高原地区森林覆盖率仅为黄土高原地区森林覆盖率仅为72，加上灌木，加上灌木林及四旁树，森林覆盖率也仅林及四旁树，森林覆盖率也仅134。且森林。且森林分布不均，大约分布不均，大约50以上的森林和以上的森林和90以上的以上的天然森林分布在几个林区，如小陇山、六盘山、天然森林分布在几个林区，如小陇山、六盘山、黄龙山、子午岭、秦岭、太行山、太岳山、关帝黄龙山、子午岭、秦岭、太行山、太岳山、关帝山、五台山、中条山等，而广大的黄土高原则是山、五台山、中条山等，而广大的黄土高原则是童山秃岭。因此，我国自童山秃岭。因此，我国自1978年以来，黄土高年以来，黄土高原地区已成为防护林工程建设的重点地区之一，原地区已成为防护林工程建设的重点地区之一，其主要目的是防治该地区严重的水土流失，改善其主要目的是防治该地区严重的水土流失，改善生态环境。生态环境。v62万万k的黄土高原地区土壤侵蚀模数大于的黄土高原地区土壤侵蚀模数大于500 t(ka)的水土流失面积达的水土流失面积达34万万k。，其中。，其中土壤侵蚀模数大于土壤侵蚀模数大于1000 t(ka)的中度以上的中度以上侵蚀面积侵蚀面积29万万k。，大于。，大于5000 t(ka)的强度以上侵蚀面积的强度以上侵蚀面积166万万k。，大于。，大于10000 t(ka)的极强度和剧烈侵蚀面积的极强度和剧烈侵蚀面积76万万k。黄土高原分布着较大冲沟。黄土高原分布着较大冲沟180多多万条，每年冲蚀土壤万条，每年冲蚀土壤22亿亿t，占全国土壤侵蚀总，占全国土壤侵蚀总量的量的44。黄土高原农田表土每年冲蚀。黄土高原农田表土每年冲蚀0215 cm，随着地表沃土的流失，每年流失，随着地表沃土的流失，每年流失N、P、K总量总量4000万万t，占全国，占全国N、P、K流失总量流失总量(1亿亿t)的的40。黄土高原防护林工程空间配置的原则黄土高原防护林工程空间配置的原则因害设防、层层设防、因地制宜因害设防、层层设防、因地制宜和防护功能第一的原则，防止暴和防护功能第一的原则，防止暴雨侵蚀和地形特征保证林分稳定雨侵蚀和地形特征保证林分稳定 适地适树、林水平衡的原则，适地适树、林水平衡的原则，根据土壤水分造林，保证已造林根据土壤水分造林，保证已造林的成活率的成活率兼顾农村经济发展原则，防护林兼顾农村经济发展原则，防护林体系建设和退耕还林退得下、稳体系建设和退耕还林退得下、稳得住、不反弹三点依据。得住、不反弹三点依据。黄土高原防护林工程的空间配置与结构黄土高原防护林工程的空间配置与结构v黄土塬面以及小于黄土塬面以及小于15的平缓坡面是黄土区的主要农业用的平缓坡面是黄土区的主要农业用地，应以宽阔的塬面和宽梯田为主，配置以道路埂坎林带地，应以宽阔的塬面和宽梯田为主，配置以道路埂坎林带或林网、片状经济林、间作林、四旁植树等为主体的农田或林网、片状经济林、间作林、四旁植树等为主体的农田防护林体系。防护林体系。v黄土斜坡黄土斜坡(1525)多为坡耕地或窄梯田，防护林体多为坡耕地或窄梯田，防护林体系以农林复合配置为宜，采用隔坡水平梯田系以农林复合配置为宜，采用隔坡水平梯田(坡面带状林坡面带状林)、隔坡水平沟、隔坡水平沟(水平沟为林带水平沟为林带)等农林复合结构设计。隔等农林复合结构设计。隔坡宽度坡宽度1015 m。造林树种为杏、梨、苹果、花椒等。造林树种为杏、梨、苹果、花椒等经济林树种。经济林树种。v黄土陡坡黄土陡坡(2535)多为荒草地和弃耕地，过度放牧多为荒草地和弃耕地，过度放牧造成草灌覆盖率很低，鳞片状面蚀和沟蚀等侵蚀严重。应造成草灌覆盖率很低，鳞片状面蚀和沟蚀等侵蚀严重。应配置为坡面水土保持林，在较完整的坡面上，采用乔灌结配置为坡面水土保持林，在较完整的坡面上，采用乔灌结合的异龄复层林带与草田相合的异龄复层林带与草田相 间的林牧复合防护林结构设计，水平沟整地。在面积较间的林牧复合防护林结构设计，水平沟整地。在面积较小或破碎坡面，采用全面造林，集水式鱼鳞坑整地。小或破碎坡面，采用全面造林，集水式鱼鳞坑整地。v黄土急坡黄土急坡(35)，应配置为水土保持林，采用人工促进，应配置为水土保持林，采用人工促进封山育林，深根性乔灌草结合异龄复层结构，形成镶嵌在封山育林，深根性乔灌草结合异龄复层结构，形成镶嵌在坡面上不规则小块状近自然植被景观。坡面上不规则小块状近自然植被景观。v侵蚀沟系配置应为辅以谷坊等工程措施、封造结合形成的侵蚀沟系配置应为辅以谷坊等工程措施、封造结合形成的乔灌草防冲固沟拦沙滤水型侵蚀沟水土保持林。主沟沟底乔灌草防冲固沟拦沙滤水型侵蚀沟水土保持林。主沟沟底修建拦沙坝，营造速生乔木树种。侧沟沟底修建谷坊群，修建拦沙坝，营造速生乔木树种。侧沟沟底修建谷坊群，采用人工促进封沟育林育草，形成近自然植被。沟头配合采用人工促进封沟育林育草，形成近自然植被。沟头配合沟头防护工程，营造深根性固土性强的乔灌木树种。沟坡沟头防护工程，营造深根性固土性强的乔灌木树种。沟坡的坡度多为的坡度多为35。急险坡面，应实行全面封禁，采用人。急险坡面，应实行全面封禁，采用人工撒种深根性乔灌草种，促进植被恢复。工撒种深根性乔灌草种，促进植被恢复。黄土高原防护林工程的水土保持效益黄土高原防护林工程的水土保持效益v防护林地的防蚀抗冲及根系固土功能防护林地的防蚀抗冲及根系固土功能第一，水土保持林地的抗蚀性第一，水土保持林地的抗蚀性.（1）表层土壤表层土壤的抗蚀性能明的抗蚀性能明显高于下层土显高于下层土壤，说明当表壤，说明当表层土壤遭到侵层土壤遭到侵蚀破坏后，越蚀破坏后，越向土壤剖面下向土壤剖面下层土壤抗蚀性层土壤抗蚀性越弱土壤侵蚀越弱土壤侵蚀也就越严重。也就越严重。（2）从不同地类同一层次比较可得出，林地土壤抗蚀性均比草地和撂荒地强。在从不同地类同一层次比较可得出，林地土壤抗蚀性均比草地和撂荒地强。在4060 cm的土层，各种地类土壤抗蚀性指数均较小且无明显差异，反映出水土保的土层，各种地类土壤抗蚀性指数均较小且无明显差异，反映出水土保持林对提高土壤抗蚀性的作用范围是有一定限度的，其主要影响层在持林对提高土壤抗蚀性的作用范围是有一定限度的，其主要影响层在40 cm以内。以内。第二，水土保持林地土壤的抗冲性。第二，水土保持林地土壤的抗冲性。从上表中可以得出，各地类抗冲能力以次为油松林地从上表中可以得出，各地类抗冲能力以次为油松林地刺槐林地刺槐林地草地草地荒荒坡坡农耕地。其中，农耕地含沙量是刺槐、油松、草地的近农耕地。其中，农耕地含沙量是刺槐、油松、草地的近50倍，刺倍，刺 槐槐林地、油松林地、草地间相差不大。说明坡耕地退耕还林还草后能有林地、油松林地、草地间相差不大。说明坡耕地退耕还林还草后能有 效效地防止土壤冲刷。地防止土壤冲刷。水土保持林抗冲性是由于林地土壤中有大量的植物根系水土保持林抗冲性是由于林地土壤中有大量的植物根系。第三，水土保持林根系的固土作用。第三，水土保持林根系的固土作用。用土壤抗剪强度衡量不同防护林的固土能力，研究证实各用土壤抗剪强度衡量不同防护林的固土能力，研究证实各种林地类型抗剪强度的大小次序为：混交林地种林地类型抗剪强度的大小次序为：混交林地刺槐林地刺槐林地油松林地油松林地虎榛子林地虎榛子林地沙棘林地沙棘林地农地农地裸地。裸地。v防护林地的理水减沙功能防护林地的理水减沙功能第一，水土保持林的林冠截留作用第一，水土保持林的林冠截留作用 到达林冠的降雨，在林冠的拦截作用下，形成对到达林冠的降雨，在林冠的拦截作用下，形成对降雨的第一次分配，通过这个作用将降雨分为三降雨的第一次分配，通过这个作用将降雨分为三个部分，即林内降雨，树干茎流和林冠截留雨水，个部分，即林内降雨，树干茎流和林冠截留雨水，这样可以有效地调理降雨，防治对林地的冲刷作这样可以有效地调理降雨，防治对林地的冲刷作用。用。第二，枯落物的蓄水减沙作用第二，枯落物的蓄水减沙作用 枯落物疏松多孔、具有较强的持水能力，常用最枯落物疏松多孔、具有较强的持水能力，常用最大持水量或饱和含水量表示。枯落物不仅拦蓄降大持水量或饱和含水量表示。枯落物不仅拦蓄降雨径流，而且还具有拦截地表径流泥沙的功能。雨径流，而且还具有拦截地表径流泥沙的功能。有相关的实验表明，油松林地枯枝落叶层拦沙效果明显，有相关的实验表明，油松林地枯枝落叶层拦沙效果明显，其次是草地和刺槐林地。（实验方法：利用高含沙水流流其次是草地和刺槐林地。（实验方法：利用高含沙水流流经经20度度2m试验区水流含沙量的变化，评价枯落物的拦试验区水流含沙量的变化，评价枯落物的拦沙效益）。沙效益）。第三，水土保持林能影响林地土壤的入渗能力，有效调节林第三，水土保持林能影响林地土壤的入渗能力，有效调节林地的水份含量。地的水份含量。v 结论结论：不同树种的造林方式对土壤入渗性能、持水能力：不同树种的造林方式对土壤入渗性能、持水能力以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响。纯生林（如沙以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响。纯生林（如沙棘纯生林）和混交林（油松棘纯生林）和混交林（油松刺槐，刺槐刺槐，刺槐侧柏）的生长侧柏）的生长当达到一定得郁闭度，能够很好的覆盖土层时才具有最好当达到一定得郁闭度，能够很好的覆盖土层时才具有最好的水土保持能力，有学者研究表明：植被盖度达到的水土保持能力，有学者研究表明：植被盖度达到70%以上以上,不论实际坡度大小不论实际坡度大小,植被组成如何植被组成如何,都可以有效防都可以有效防止面蚀。但造林初期很难实现这一点，就难得到最好的储止面蚀。但造林初期很难实现这一点，就难得到最好的储水保土能力。所以水土保持造林工程是一项艰巨而长远的水保土能力。所以水土保持造林工程是一项艰巨而长远的任务。任务。谢谢大家谢谢大家