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摘要：文章主要探究了当前我国水土保持生态的建设情况，以探讨南方红壤丘陵区水土保持植物措施的防洪减流效应，我们通过实验得到不同的人工林地冠层截留效应的排列顺序以及枯落物层拦蓄径流效应和土壤截持地表径流效应，草本单层结构的减流效应它要优于乔木单层结构。
关键词：植物措施；水土保持；减流效应
水土保持植物措施具有很好保持水土、改良土壤的作用，是实现资源与环境可持续发展的重要措施，其也是我国防洪减灾和江河治理的最主要的措施之一。水土保持植物措施主要是通过这几个层次来完成的：一是地被物的拦蓄效应，二是冠层的截留效应，三是植物根系对土壤的改良作用。
1研究区概况
研究区位于云南省的小流域内，其为典型的南方红壤丘陵区。土壤为侵蚀性红壤，且成土母质是第四纪红色粘土；现状植被主要是半次生以及人工林木的下木和地被物，主要植物建群种有湿地松、马尾松以及经果林。
2研究方法
2．1观测内容与方法
(1)冠层截留测定:冠层截留量采用分别测定林外雨量、林内雨量和树干茎流量的方式间接获取(冠层截留量=林外雨量-林内雨量-树干茎流量)。其中，林外雨量的测定以邻近试验区气象站观测雨量代替，用自记雨量计和雨量筒观测；林内雨量采用网格法在林下布设15~20个雨量筒，测定林内降雨，并取算术平均值作为林内降雨；树干茎流量则选择5株标准木，在其树干胸高处，将剖开的聚乙烯塑料管螺旋状嵌入树干四周，同时按每棵树的林冠投影面积换算成单位面积的茎流量。
(2)枯落物层拦蓄计算:在各个人工林地类型标准地内，布设5个1 m×1 m样方，将其枯落物收集称重，取2个1 kg样品带回室内烘干称重，继而浸水24 h，取出滤干后(没有水滴下为止)，依次称其自然含水率、最大持水率(饱和持水率)和单位面积枯落物现存量，由此估算出各类人工林枯落物层有效拦蓄量。枯落物层拦蓄能力采用如下公式计算:
W=(0.85Rm-Rv)×M
式中:W———枯落物层的有效拦蓄量(mm)；Rm———枯落物层的最大持水率(%)；Rv———枯落物层的自然含水率(%)；M———枯落物层的现存量(t/hm2)。
(3)降雨和径流观测:径流量可据径流池中水尺的读数由试验站预先率定的公式计算，降雨量通过气象观测站中的虹吸式自记雨量计记录。
(4)土壤水文性状测试:采用环刀浸水法测定4块人工林地内的土壤孔隙度、土壤容重、毛管最大持水量和饱和贮水量等水文性状。
3结果与分析
3．1不同植物措施类型的蓄水减流效应
3．1．1冠层截留效应大气降水落到水土保持林表面时，首先被林冠层截留，引起降水的第一次分配。由于林冠层截留部分降水，延长降水到达地表的时间，有利于水分下渗，促进地表水转化为地下水。因此，林冠截留量的大小对于水土保持林水源涵养、蓄水减流功能起着一定作用。
表3各植物措施对降雨的分配
通过2003年全年107场降雨的观测，林冠层截留量以湿地松为大，占全年降雨量的17.3%；其次为马尾松，占全年降雨量的15.7%；再次为马尾松+板栗混交林，占全年降雨量的13.8%；最少的为板栗林，占全年降雨量的12.5%。不同人工林地冠层截留效应排序为湿地松林>马尾松林>马尾松+板栗林>板栗林(表3)。
3．1．2枯落物层拦蓄效应枯落物层可以吸收地表水，使地表径流转变为流速缓慢的层间流和层，增加土壤入渗，削减地表径流量，同时对减少土壤侵蚀具有重要作用。枯落物层是植物群落发挥水土保持功效的第二作用层，其对降雨的拦蓄效应可以用它的最大持水率来评价。不同植物群落的枯落物层的最大持水率与枯落物层的种类、厚度、蓄积量、湿度及分解程度有密切关系。
根据调查，阔叶林的枯落物层比针叶林枯落物层厚度大，现存量大，针阔混交林居中。
由表4还可以看出:板栗林内枯落物层的最大持水率、有效拦蓄量最大，分别为303.1%，2.4 mm；其次为马尾松+板栗林，最大持水率为297.8%，有效拦蓄量为2.2 mm，湿地松林最大持水率及有效拦蓄量最低，分别为264.7%，1.8 mm。总体看来，阔叶林枯落物层的最大持水率和有效拦蓄量大于针叶林，针阔混交林居中，主要是因为针叶林枯落物层数量少，针叶具有蜡质，吸水性能较差所致。由表4可知，研究区内，各种地被物均具有一定的拦蓄降雨的能力，枯落物层拦蓄径流效排序为板栗林>马尾松+板栗林>马尾松林>湿地松林。
3．2不同层次结构植物措施的蓄水减流效应
从冠层截流、枯落物拦蓄和土壤截持降雨的能力等角度分析结果来看，不同植物类型对天然降雨具有一定的截留效应。为进一步分析不同植物群落结构的截留效果，通过建立标准径流小区，对1-3小区(乔-草双层结构)、5小区(乔木单层结构)与4小区(对照区1)以及6小区(草本单层结构)、7小区(对照区2)进行试验观测。
3．2．1单层植物群落结构的蓄水减流效应依据试验观测的结果，实施水土保持植物措施的小区其径流量均小于对照小区，减流率乔木单层结构小区达到21.16%，而草本单层结构高达94.72%，表明单层植物群落结构都有一定的蓄水减流功能。试验还显示，草本单层结构的减流效应要优于乔木单层结构，这主要存在以下原因:一是由于植被覆盖度草本小区要远大于乔木小区，二是由于乔木小区的冠层在阻截降雨后会产生更大的雨滴落下击打地面造成较强的溅蚀，而草本由于低矮所阻截的降雨或沿茎流入土壤失去大部分动能落入地面，有效地减少了雨滴对地面的溅蚀。
3．2．2
注:具有相同字母的处理之间差异不显著，不具有相同字母的处理之间差异显著，P<0.05，采取LSD检验。
4结论
(1)从冠层截流、枯落物拦蓄和土壤截持降雨3个层次分析不同人工林地减流效应，结果表明，冠层截留效应排序为湿地松林>马尾松林>马尾松+板栗林>板栗林，枯落物层拦蓄径流和土壤截持地表径流效应均为板栗林>马尾松+板栗林>马尾松林>湿地松林。
(2)草本单层结构的减流效应要优于乔木单层结构，这可能与草本小区植被覆盖度高，同时乔木小区林内降雨雨滴动能大有关，建议南方红壤侵蚀劣地在开展水土保持综合治理初期遵循“灌草先行”的原则。
(3)乔-草复层植物群落结构小区具有明显的减流效应，其径流量均大大低于对照小区，减流率在90%以上。
参考文献:
中国农业百科全书总编辑委员会土壤卷编辑委员会，中国农业百科全书编辑部。中国农业百科全书:土壤卷[M].北京:农业出版社，1996:221。
周国逸，余作岳，彭少麟。小良试验站三种植被类型地表径流效应的对比研究[J].热带地理， 1995， 15(4):306-312。
关键词：植物措施；水土保持；减流效应
水土保持植物措施具有很好保持水土、改良土壤的作用，是实现资源与环境可持续发展的重要措施，其也是我国防洪减灾和江河治理的最主要的措施之一。水土保持植物措施主要是通过这几个层次来完成的：一是地被物的拦蓄效应，二是冠层的截留效应，三是植物根系对土壤的改良作用。
1研究区概况
研究区位于云南省的小流域内，其为典型的南方红壤丘陵区。土壤为侵蚀性红壤，且成土母质是第四纪红色粘土；现状植被主要是半次生以及人工林木的下木和地被物，主要植物建群种有湿地松、马尾松以及经果林。
2研究方法
2．1观测内容与方法
(1)冠层截留测定:冠层截留量采用分别测定林外雨量、林内雨量和树干茎流量的方式间接获取(冠层截留量=林外雨量-林内雨量-树干茎流量)。其中，林外雨量的测定以邻近试验区气象站观测雨量代替，用自记雨量计和雨量筒观测；林内雨量采用网格法在林下布设15~20个雨量筒，测定林内降雨，并取算术平均值作为林内降雨；树干茎流量则选择5株标准木，在其树干胸高处，将剖开的聚乙烯塑料管螺旋状嵌入树干四周，同时按每棵树的林冠投影面积换算成单位面积的茎流量。
(2)枯落物层拦蓄计算:在各个人工林地类型标准地内，布设5个1 m×1 m样方，将其枯落物收集称重，取2个1 kg样品带回室内烘干称重，继而浸水24 h，取出滤干后(没有水滴下为止)，依次称其自然含水率、最大持水率(饱和持水率)和单位面积枯落物现存量，由此估算出各类人工林枯落物层有效拦蓄量。枯落物层拦蓄能力采用如下公式计算:
W=(0.85Rm-Rv)×M
式中:W———枯落物层的有效拦蓄量(mm)；Rm———枯落物层的最大持水率(%)；Rv———枯落物层的自然含水率(%)；M———枯落物层的现存量(t/hm2)。
(3)降雨和径流观测:径流量可据径流池中水尺的读数由试验站预先率定的公式计算，降雨量通过气象观测站中的虹吸式自记雨量计记录。
(4)土壤水文性状测试:采用环刀浸水法测定4块人工林地内的土壤孔隙度、土壤容重、毛管最大持水量和饱和贮水量等水文性状。
3结果与分析
3．1不同植物措施类型的蓄水减流效应
3．1．1冠层截留效应大气降水落到水土保持林表面时，首先被林冠层截留，引起降水的第一次分配。由于林冠层截留部分降水，延长降水到达地表的时间，有利于水分下渗，促进地表水转化为地下水。因此，林冠截留量的大小对于水土保持林水源涵养、蓄水减流功能起着一定作用。
表3各植物措施对降雨的分配
通过2003年全年107场降雨的观测，林冠层截留量以湿地松为大，占全年降雨量的17.3%；其次为马尾松，占全年降雨量的15.7%；再次为马尾松+板栗混交林，占全年降雨量的13.8%；最少的为板栗林，占全年降雨量的12.5%。不同人工林地冠层截留效应排序为湿地松林>马尾松林>马尾松+板栗林>板栗林(表3)。
3．1．2枯落物层拦蓄效应枯落物层可以吸收地表水，使地表径流转变为流速缓慢的层间流和层，增加土壤入渗，削减地表径流量，同时对减少土壤侵蚀具有重要作用。枯落物层是植物群落发挥水土保持功效的第二作用层，其对降雨的拦蓄效应可以用它的最大持水率来评价。不同植物群落的枯落物层的最大持水率与枯落物层的种类、厚度、蓄积量、湿度及分解程度有密切关系。
根据调查，阔叶林的枯落物层比针叶林枯落物层厚度大，现存量大，针阔混交林居中。
由表4还可以看出:板栗林内枯落物层的最大持水率、有效拦蓄量最大，分别为303.1%，2.4 mm；其次为马尾松+板栗林，最大持水率为297.8%，有效拦蓄量为2.2 mm，湿地松林最大持水率及有效拦蓄量最低，分别为264.7%，1.8 mm。总体看来，阔叶林枯落物层的最大持水率和有效拦蓄量大于针叶林，针阔混交林居中，主要是因为针叶林枯落物层数量少，针叶具有蜡质，吸水性能较差所致。由表4可知，研究区内，各种地被物均具有一定的拦蓄降雨的能力，枯落物层拦蓄径流效排序为板栗林>马尾松+板栗林>马尾松林>湿地松林。
3．2不同层次结构植物措施的蓄水减流效应
从冠层截流、枯落物拦蓄和土壤截持降雨的能力等角度分析结果来看，不同植物类型对天然降雨具有一定的截留效应。为进一步分析不同植物群落结构的截留效果，通过建立标准径流小区，对1-3小区(乔-草双层结构)、5小区(乔木单层结构)与4小区(对照区1)以及6小区(草本单层结构)、7小区(对照区2)进行试验观测。
3．2．1单层植物群落结构的蓄水减流效应依据试验观测的结果，实施水土保持植物措施的小区其径流量均小于对照小区，减流率乔木单层结构小区达到21.16%，而草本单层结构高达94.72%，表明单层植物群落结构都有一定的蓄水减流功能。试验还显示，草本单层结构的减流效应要优于乔木单层结构，这主要存在以下原因:一是由于植被覆盖度草本小区要远大于乔木小区，二是由于乔木小区的冠层在阻截降雨后会产生更大的雨滴落下击打地面造成较强的溅蚀，而草本由于低矮所阻截的降雨或沿茎流入土壤失去大部分动能落入地面，有效地减少了雨滴对地面的溅蚀。
3．2．2
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复层植物群落结构的蓄水减流效应根据表7，实施乔-草植物措施小区的径流量均大大低于对照小区，年均径流量介于1.44~2.99 m3之间，减流率在90%以上。这主要是由于复层植被具有多层减流作用，首先雨滴落下，乔木冠层及茎叶消减降雨动能和截流降雨，而后落入灌草层再次被消减动能和截流，再后枯落物层发挥减缓径流流速的作用，最后流入土壤其根系还具有提高土壤抗冲作用等，因而有复层植物群落结构植被覆盖的小区其径流量明显低于对照小区。方差分析结果表明:第1，5，7小区与第4小区之间的径流量存在显著差异性(P<0.05)，说明复层植物群落结构水保植物措施均具有明显的减流效应。注:具有相同字母的处理之间差异不显著，不具有相同字母的处理之间差异显著，P<0.05，采取LSD检验。
4结论
(1)从冠层截流、枯落物拦蓄和土壤截持降雨3个层次分析不同人工林地减流效应，结果表明，冠层截留效应排序为湿地松林>马尾松林>马尾松+板栗林>板栗林，枯落物层拦蓄径流和土壤截持地表径流效应均为板栗林>马尾松+板栗林>马尾松林>湿地松林。
(2)草本单层结构的减流效应要优于乔木单层结构，这可能与草本小区植被覆盖度高，同时乔木小区林内降雨雨滴动能大有关，建议南方红壤侵蚀劣地在开展水土保持综合治理初期遵循“灌草先行”的原则。
(3)乔-草复层植物群落结构小区具有明显的减流效应，其径流量均大大低于对照小区，减流率在90%以上。
参考文献:
中国农业百科全书总编辑委员会土壤卷编辑委员会，中国农业百科全书编辑部。中国农业百科全书:土壤卷[M].北京:农业出版社，1996:221。
周国逸，余作岳，彭少麟。小良试验站三种植被类型地表径流效应的对比研究[J].热带地理， 1995， 15(4):306-312。