植物固結(jié)地埂的水土保持功能探析

1、第43卷第7期2012年4月人民長江YangtzeRiverVo143NO7Apr，2012文章編號：1001—4179(20l2)07—008l一04植物固結(jié)地埂的水土保持功能探析周萍，文安邦，張信寶，嚴(yán)冬春(中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，山地表生過程與生態(tài)調(diào)控重點實驗室，四川成都610041)摘要：單一植物籬能較為有效地減少山區(qū)坡耕地水土流失，但因其影響作物生長、妨礙田間作業(yè)、經(jīng)濟(jì)效益低下等原因，在山區(qū)推廣遇到阻力。傳統(tǒng)

2、的坡耕地植物固結(jié)地埂是一種良好的水土保持措施，彌補(bǔ)了單一植物籬的不足，在山區(qū)農(nóng)民群眾中得到高度認(rèn)同，易于推廣。分析了單一植物籬存在的技術(shù)問題和植物固結(jié)地埂的結(jié)構(gòu)與功能，指出傳統(tǒng)的植物固結(jié)地埂應(yīng)該得到更多學(xué)者和決策者的關(guān)注，并加以推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞：單一植物籬；植物固結(jié)地?。簧絽^(qū)坡耕地；水土保持中圖法分類號：S157文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A1概述長江上游坡耕地面積廣大。一方面，坡耕地是江河泥沙的主要來源，長江來沙量的60％～78％源于坡耕地。。另一方

3、面，坡耕地利用方式單一，土壤侵蝕承載力指數(shù)低，嚴(yán)重的水土肥的流失使得坡耕地土層變薄，養(yǎng)分流失，造成坡耕地土地生產(chǎn)能力降低、耕作價值喪失。隨著區(qū)域人口數(shù)量的迅速增加，人地矛盾Et益尖銳，完全依靠高強(qiáng)度投資的坡改梯工程治理西南山區(qū)坡耕地的水土流失是不現(xiàn)實的；西南山區(qū)人口多，耕地資源緊張，大面積退耕還林也是不現(xiàn)實的。植物籬種植是近年來國內(nèi)外一些機(jī)構(gòu)和專家推薦的坡耕地水土流失治理新技術(shù)，西南山區(qū)的一些水保部門和專家也試圖引進(jìn)開發(fā)這一技術(shù)，一些試

4、點研究也確證了這一技術(shù)攔截徑流、泥沙的水土保持功能，但示范推廣工作并不順利。實踐中，植物籬種植技術(shù)屢屢受到質(zhì)疑。本文簡要分析單一植物籬技術(shù)在防治西南山區(qū)坡耕地水土流失中存在的問題，剖析傳統(tǒng)植物固結(jié)地埂的水土保持功能和群眾堅持采用這一技術(shù)的原因。植物籬坡地治理技術(shù)簡便、快捷、省時、投入低、成籬快，能有效控制坡地水土流失，還能使坡地逐步梯化，實現(xiàn)坡地可持續(xù)利用。構(gòu)成植物籬的植物可以是喬木，如松、杉、桑、果木等，可以是灌木，如合歡、千斤拔、灰

5、毛豆、金銀花等，也可以是草本植物，如香根草、皇竹草、金蕎麥和各種牧草。坡耕地上種植植物籬可改善坡耕地土壤理化性質(zhì)和防治土壤侵蝕，可為我國面積廣大的山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)提供有益的借鑒模式。2植物固結(jié)地埂的結(jié)構(gòu)與功能單一植物籬與植物固結(jié)地埂均為坡耕地上水土保持效益較好的農(nóng)林復(fù)合種植模式。單一植物籬即在坡地上每隔4～8m沿等高線高密度種植雙行(株距5—10em，行距30～50cm)生長速度快、萌生力強(qiáng)的灌木或灌化喬木，植物籬間為耕作帶，種植

6、作物。該技術(shù)可滯緩徑流、攔截泥沙，是一種很好的水土保持措施，技術(shù)上無可非議，但也存在影響作物生長、不利于農(nóng)事耕作，且經(jīng)濟(jì)效益不高等問題。而植物固結(jié)地埂是在梯田埂上栽種植物，田里播種農(nóng)作物，形成農(nóng)林復(fù)收稿日期：201】一l1—25基金項目：國家科技支撐計劃“三峽庫區(qū)低產(chǎn)坡地改造與面源污染減控技術(shù)示范”(2011BAD3lB03)；水專項課題(2009ZX071O4—002一O6)；國家自然科學(xué)基金項目“植物固結(jié)地埂的結(jié)構(gòu)與抗；中抗剪性能研

7、究”(41001163)；中科院西部行動計劃“三峽庫區(qū)水土流失與面源污染控制試驗示范”(KZCX2一XB3—09)作者簡介：周萍，女，博士，主要從事坡耕地水土保持方面的研究。E—mail：zhoupingo4@mailsgucasaccn通訊作者：文安邦，男，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事土壤侵蝕與水土保持方面的研究。E—mail：wabang@imdeaccn第7期周萍，等：植物固結(jié)地埂的水土保持功能探析83穗槐作為籬笆植物，其周期性刈

8、割的鮮莖葉每50kg可增產(chǎn)糧食5kg以上。據(jù)分析，紫穗槐嫩枝葉含有大量的氮、磷、鉀，且紫穗槐葉量大，根瘤菌多，可減輕土壤鹽化，增加土壤肥力，土壤改良效果顯著。若選取牧草作為地埂植物種植，可促進(jìn)種草養(yǎng)殖發(fā)展。陳治諫等的研究表明，皇竹草刈割的莖葉既可作為綠肥增加土壤肥力，減少肥料的投人，又可作為飼料喂養(yǎng)牲畜。若按皇竹草每畝年刈割量的50％用作飼料計算，可出欄3只羊，增加經(jīng)濟(jì)收入1200元左右。從投人產(chǎn)出比來看，植物籬農(nóng)業(yè)技術(shù)模式為158，是

9、傳統(tǒng)經(jīng)營的125倍。采用適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣、經(jīng)濟(jì)價值高、易于繁殖的多年生豆科落葉灌木紫穗槐作為植物籬品種，刈割的莖葉既可作為綠肥增加土壤肥力，減少肥料的投入，也可作為飼料喂養(yǎng)牲畜，增加山區(qū)農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入。有些成籬植物還能作為燃料資源，解決山區(qū)農(nóng)村的燃料短缺問題。3存在問題及解決方法現(xiàn)有的研究表明，植物固結(jié)地埂主要存在選種、布設(shè)、管理和配套模式等技術(shù)問題，其中地埂植物物種的選擇是該技術(shù)的首要問題。若地埂植物品種選擇和設(shè)計不當(dāng)，將會造成地埂植物

10、與農(nóng)作物爭水爭肥而不能得到理想的經(jīng)濟(jì)收益。首先要尋找和培育既適于本地區(qū)生長又有較高經(jīng)濟(jì)價值的地埂植物，該問題不解決，植物固結(jié)地埂種植模式的推廣應(yīng)用就會受到限制。由于地埂植物品種繁多，生長習(xí)性受地域影響很大，因此必須做大量的基礎(chǔ)研究和試驗工作，篩選出適宜品種。此外，地埂植物帶間距及種植密度也影響其生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮，今后也需加強(qiáng)這方面的研究工作。山區(qū)農(nóng)民科學(xué)文化水平較低，要求他們進(jìn)行可持續(xù)的土地利用是不實際的。對農(nóng)戶來說，一項新技術(shù)的推

11、廣需要一個消化吸收的過程。坡耕地發(fā)育的地區(qū)，往往經(jīng)濟(jì)落后、貧困人口集中。農(nóng)民主要關(guān)注的是收入與風(fēng)險，水土保持意識薄弱。以上問題若不解決，坡耕地水土保持措施就無法順利實施，水土流失將繼續(xù)加劇。為有效防治坡耕地水土流失，并保障農(nóng)民基本生活，必須發(fā)展適合山區(qū)經(jīng)濟(jì)增長，提高農(nóng)民收入的種植模式，才能確保水土保持措施在廣大山區(qū)的順利實施。4單一植物籬與植物固結(jié)地埂功能對比與植物固結(jié)地埂相比，單一植物籬也具有改善土壤物理性狀、減少土壤養(yǎng)分流失、控制土

12、壤侵蝕、逐步降低坡度等功能。單一植物籬技術(shù)存在的主要問題如下：(1)植物籬占地，與農(nóng)作物爭水爭肥。坡耕地內(nèi)種植單一植物籬，需要占用一定面積的耕地，占用耕地面積的比例與選用的植物品種及植物籬的寬度和間距有關(guān)，一般要占耕地面積的15％～20％。坡耕地內(nèi)植物籬的植物不可避免地要和大田作物爭水爭肥，影響作物產(chǎn)量。農(nóng)民對單一植物籬技術(shù)在坡耕地上的應(yīng)用推廣表示不滿，不愿意接受該項技術(shù)。(2)單一植物籬技術(shù)不利于農(nóng)事耕作。由于單一植物籬的種植，其根系

13、延伸到大田，割斷延伸到大田內(nèi)的植物籬植物根系，不但影響犁耕效率，而且增加操作手和役畜的緊張程度，有時還會損壞犁具和弄傷役畜。為了限制植物籬向大田擴(kuò)張，每年都要將植物籬犁一遍，費力費時。種植植物籬的坡耕地?zé)o地埂，田問行走也不方便，給鋤草、施肥等田問作業(yè)帶來不便。(3)單一植物籬技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益不高。成都生物所和成都山地所分別在四川涼山州寧南縣開展的新銀合歡固氮植物籬和在云南楚雄州元謀縣開展的香根草植物籬的試驗研究表明，這兩種植物籬的保水、保土

14、效果均較好，但因無直接經(jīng)濟(jì)效益，群眾不接受，難以推廣。桑樹、花椒和黃花等有經(jīng)濟(jì)效益的植物因植株密度太大，生長不好，群眾不愿意將其種成單一植物籬。蓑草既有較高的經(jīng)濟(jì)價值，植物籬的保水、保土效果也很好，雖其發(fā)達(dá)的根系往往影響大田作物生長，陜南和重慶部分山區(qū)的農(nóng)民還是愿意將坡地全部種植蓑草，但不帶狀種植形成植物籬。在坡耕地地埂上種植植物固結(jié)地埂，構(gòu)建地埂植物條帶約占用10％一15％的坡耕地面積，且地埂植物根系與農(nóng)作物存在爭水、爭肥現(xiàn)象，地埂植

15、物地上部分遮蔭降低了農(nóng)作物對光的利用率，影響農(nóng)作物產(chǎn)量。為廣泛推廣該項技術(shù)，在地埂植物物種選擇上，首先應(yīng)考慮植物自身的生物學(xué)特性，選擇萌蘗能力強(qiáng)、萌條發(fā)達(dá)、與作物爭水爭肥較弱的灌木與禾草，使其短期內(nèi)在近地面部位郁密成叢；進(jìn)一步提高管理技術(shù)如施肥、整地和耕作措施，減少地埂植物對坡耕地農(nóng)作物的負(fù)面影響；還需從當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)條件出發(fā)，根據(jù)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民的實際需求，篩選適宜當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件，防止土壤侵蝕效益明顯、經(jīng)濟(jì)效益顯著的籬