福建植被與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系初探

1、1福建省植被與地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系初探江峰（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)1、福建省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心２）摘要本文以通過(guò)福建省縣（市）地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃已入庫(kù)的資料中，地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型與植被類(lèi)型關(guān)系的統(tǒng)計(jì)、分析和局部地區(qū)有林地的植被雨水截留率和土體徑流路徑的研究，闡明了植被對(duì)于水文效應(yīng)和土體性質(zhì)的改良作用，從而揭示了植被對(duì)于防治地質(zhì)災(zāi)害作用機(jī)理，同時(shí)本文指出植被對(duì)阻止各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生還有許多積極作用和局限性，植被作用于滑坡的各種參數(shù)并不是一成不變的，需要根據(jù)當(dāng)?shù)貥?shù)種

2、、土壤、氣候等綜合因素判定，不能一概而論。關(guān)鍵詞鍵詞植被地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系水文效應(yīng)固持水土1前言前言福建省地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型為滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡、地面塌陷等五大類(lèi)，尤以滑坡、崩塌、泥石流為主。而植被對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響主要體現(xiàn)在植被的水文效應(yīng)和植被對(duì)土體抗侵蝕力的影響上。由于緯度差異，離海遠(yuǎn)近和山系影響而造成的水文、熱差異，以及人類(lèi)活動(dòng)的影響，福建省形成了復(fù)雜多樣的植被類(lèi)型。分析植被對(duì)水體和土體的改良作用，可以幫助我們了解植被與各種地質(zhì)災(zāi)害

3、的耦合關(guān)系。總的來(lái)說(shuō)植被對(duì)于涵養(yǎng)水源，調(diào)節(jié)徑流，防止洪水，改造局部地區(qū)水文循環(huán)，防止土體侵蝕，固持土體均有一定作用。2福建省植被類(lèi)型概況福建省植被類(lèi)型概況福建省地帶性植被類(lèi)型有南亞熱帶雨林(季風(fēng)常綠闊葉林)和中亞熱帶照葉林，兩種原生植被分布與氣候和土壤帶相對(duì)應(yīng)，大致以戴云山一博平嶺為界，另外一些原生植被有竹林、紅樹(shù)林、針闊混交林、黃山松林等（見(jiàn)圖1）。福建境內(nèi)維管束植物類(lèi)達(dá)4703種，約占全國(guó)的18%[1]。因人類(lèi)的活動(dòng)，形成許多次生植

4、被和人工栽培植被，只有在交通不便人煙稀少的高山深谷地帶才有保留，絕大部分地區(qū)是次生林，如馬尾松次生林、灌木林等，還有人工植被，如農(nóng)田植被、人工經(jīng)濟(jì)林、防護(hù)林、人工馬尾松林和杉木林等。此外福建植被還有森林覆蓋率高，林木生長(zhǎng)快，生長(zhǎng)周期短的特點(diǎn)[2]。圖1福建省植被分區(qū)圖Figure1VegetationZoningMapinFujian3植被的水文效應(yīng)研究植被的水文效應(yīng)研究植被與水文關(guān)系其實(shí)質(zhì)是植被覆蓋區(qū)的水量平衡，即植被覆蓋區(qū)對(duì)各水量平

5、衡要素的影響。由于這種影響也受到氣候、地形地貌、巖土體性質(zhì)等多方面的影響，因此，在綜合評(píng)價(jià)中如何區(qū)分植被的作用顯得尤為重要。3.1植被對(duì)降雨的再分配在有林流域中，當(dāng)降雨到達(dá)林冠層上時(shí)，從林冠層向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中就要被重新分配，總的趨勢(shì)是到達(dá)林地上土體表層3大的促進(jìn)作用。圖2土內(nèi)徑流示意圖Figure2Schematicdiagramofflowchannelinsoil4植被對(duì)土體性質(zhì)的改良研究植被對(duì)土體性質(zhì)的改良研究植被具有防止多種地質(zhì)

6、災(zāi)害的功效，具有對(duì)濺蝕的消減作用，林地枯枝落葉層對(duì)地表徑流的分散、滯緩和過(guò)濾作用，極大地增強(qiáng)了土體的抗剪強(qiáng)度，具有防止河流沖淘、水庫(kù)、湖泊的淤積作用等。4.1植被與水蝕4.1.1對(duì)徑流侵蝕力的影響暴雨徑流對(duì)土壤的侵蝕力主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是推離作用，即當(dāng)土體顆粒的抵抗力小于徑流的推力時(shí)，則使土體顆粒隨徑流城市推移運(yùn)動(dòng)；二是懸移作用，水流在土體顆粒的上下產(chǎn)生壓力差具有向上的分速度時(shí)使土體顆粒懸浮在徑流中或產(chǎn)生跳躍；三是摩檫作作用，不僅徑

7、流中的顆粒與地面摩檫可以帶動(dòng)地面的砂礫一起運(yùn)動(dòng)，而且徑流本身對(duì)地面也存在極大的剪切力破壞斜坡的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育地區(qū)據(jù)研究表明植被對(duì)地表徑流和流量都有明顯的降低作用，因?yàn)樗鼘?duì)影響徑流的糙度因子、徑流深因子都有不同程度的影響，其中最重要的是增加了土壤蓄水量和地表糙度。4.1.2對(duì)土體抗剪強(qiáng)度的影響土體的抗剪性不像降雨特征那樣易于評(píng)定，影響因子比較多，一般來(lái)說(shuō)影響土體抗剪性的因素有兩類(lèi)，一是土體本身的屬性，二是土體的利用狀況。研究表

8、明由于植被的影響土體的抗剪能力增強(qiáng)，使得容許流速和容許切應(yīng)力值提高，從而在同樣的徑流條件下發(fā)生崩滑的可能性要植被覆蓋好的地區(qū)要原小于植被覆蓋差的地區(qū)。經(jīng)研究林地土體的抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)高于農(nóng)田，草地居中，并且隨土層深度增加而減小。抗沖性實(shí)驗(yàn)也得到了相似結(jié)果，僅僅增大坡度徑流的流速增加其剪切力急劇增加是，林地土體的抗沖性隨坡度增加減緩較慢，而農(nóng)地則急劇衰減。4.2根系對(duì)土體的固持作用研究4.2.1根系的固土作用許多樹(shù)木都形成巨大的根系。一般來(lái)說(shuō)樹(shù)

9、木根系水平分布的幅度要比其地上部分的分布幅度大515倍。樹(shù)木根系密集地、縱橫交錯(cuò)地穿插在土體中，猶如混凝土中的鋼筋，把土體網(wǎng)絡(luò)固持成一體，防止或減少邊坡型地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，大大增強(qiáng)了邊坡的穩(wěn)定性。表4是幾種植物類(lèi)型與滑坡發(fā)生率的關(guān)系比較情況。表2幾種植物型土地利用下滑坡面積百分率Table2Thelslideareapercentageaboutdifferentplantluse植物型滑坡面積（%）鼠尾草等草叢多年生草1年生草河岸森林橡

10、樹(shù)闊葉林23.911.96.55.32.61.2表4說(shuō)明雖然所有植物對(duì)于滑坡具有一定的抑制作用，但以木本植物的效果最佳。滑坡對(duì)于土體來(lái)說(shuō)是一種剪切過(guò)程，而處于土體中的樹(shù)木根系則經(jīng)受了從剪切轉(zhuǎn)而變?yōu)槭芾囊环N過(guò)程。在這種過(guò)程中由于根系受拉位移而導(dǎo)致根系表面與土體顆粒間發(fā)生摩擦，這種摩擦產(chǎn)生的摩擦力阻止根系位移并通過(guò)根系表面把摩擦阻力傳遞給樹(shù)根如果樹(shù)根的抗拉力大于根系便面與土體間的摩擦阻力，則根系被滑動(dòng)體在滑動(dòng)時(shí)從滑動(dòng)面以下的土體中抽拉出來(lái)