植被結(jié)構(gòu)指標(biāo)在南方紅壤丘陵區(qū)水土保持功能研究中的應(yīng)用

1、第30卷第9期2013年9月長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteVo130No9Sep2013DOI：103969／jissn1001—5485201309006植被結(jié)構(gòu)指標(biāo)在南方紅壤丘陵區(qū)水土保持功能研究中的應(yīng)用孫佳佳，王志剛，張平倉(cāng)，潘曉穎(長(zhǎng)江科學(xué)院水土保持研究所，武漢430010)摘要：較為系統(tǒng)地闡述了部分前人關(guān)于植被結(jié)構(gòu)與水土保持功能效應(yīng)、植被結(jié)構(gòu)指標(biāo)與

2、評(píng)價(jià)、植被水土保持效益評(píng)價(jià)的研究成果。分析指出，我國(guó)南方紅壤丘陵區(qū)水土流失形勢(shì)依然嚴(yán)峻是由于林下存在著不同程度的水土流失，正確評(píng)價(jià)植被的水土保持功能成為水土保持管理及學(xué)科發(fā)展的需要。旨在綜合已有的研究經(jīng)驗(yàn)和成果，促進(jìn)今后相關(guān)研究的發(fā)展。關(guān)鍵詞：植被指標(biāo)；植被結(jié)構(gòu)；水土保持功能；研究進(jìn)展中圖分類號(hào)：S1571文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001—5485(2013)09—0027—061我國(guó)水土流失現(xiàn)狀水土流失是各種生態(tài)問題的集中反映，又是導(dǎo)

3、致生態(tài)進(jìn)一步惡化以及貧困加劇的根源。中國(guó)水土流失歷史久、面積廣、程度烈、危害深，舉世罕見J，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的主要限制因素之一，被稱為我國(guó)的“頭號(hào)”環(huán)境問題J。據(jù)環(huán)保部發(fā)布的((2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》及水利部的((2009年全國(guó)水土保持公報(bào)》，中國(guó)水土流失面積35692萬km，占國(guó)土總面積的372％。目前，對(duì)水土流失的控制有許多措施，其中生物措施尤其植被利用更是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。經(jīng)過多年的治理，我國(guó)人工林面積已接近世界的1

4、／3，居世界首位，而與之相對(duì)的是我國(guó)現(xiàn)有水土流失面積仍為35692萬km，與多年前水土流失面積相接近。南方紅壤丘陵區(qū)是僅次于黃土高原的嚴(yán)重水土流失區(qū)域J，本區(qū)森林覆蓋率已達(dá)50％以上，有的甚至超過70％，但以先鋒樹種馬尾松林為主，其林下土壤裸露程度高，仍會(huì)發(fā)生中度、甚至強(qiáng)度以上的水土流失，這些人工林難以發(fā)揮森林保護(hù)水土的作用，林下水土流失問題突出。林下水土流失現(xiàn)象的存在，使得不僅要考慮林地?cái)?shù)量，更需重視林地質(zhì)量。因此，選取恰植被水土保持

5、效益評(píng)價(jià)精度，具有重要理論與現(xiàn)實(shí)意義。然而，我國(guó)傳統(tǒng)的植被水土保持功能評(píng)價(jià)，主要以單一指標(biāo)——植被覆蓋度(森林為森林覆蓋率)為主引。許多研究工作表明，僅以植被覆蓋度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并不能完全反映各種植被狀況的水土保持功能性差異_】卜J。因此，開展植被結(jié)構(gòu)指標(biāo)在水土保持功能中的應(yīng)用研究，對(duì)水土流失的監(jiān)測(cè)、侵蝕土壤的植被恢復(fù)評(píng)價(jià)、水土保持規(guī)劃管理和學(xué)科發(fā)展，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。2植被結(jié)構(gòu)與水土保持功能效應(yīng)植被結(jié)構(gòu)包括水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)，植

6、被“垂直結(jié)構(gòu)”是指森林立地中的植被結(jié)構(gòu)隨高度的變化特征，是影響土壤侵蝕的重要因素MJ。周躍等研究了長(zhǎng)江上游虎跳峽地區(qū)人工云南松林控制土壤侵蝕的作用，該人工云南松純林只有單層結(jié)構(gòu)，林下植被稀疏，無枯枝落葉層(當(dāng)?shù)鼐用癫杉?，與裸地相比，能降低土壤濺蝕量197％，減少土壤侵蝕總量4319％，但對(duì)地表徑流無明顯作用。鄧南榮等在廣東省興寧市石馬河小流域(花崗巖區(qū))的研究亦表明，缺乏草本層的喬木林徑流量遠(yuǎn)大于喬灌草混交的森林植被。因此，對(duì)水土保持

7、而言，起關(guān)鍵作用的是植物群落的覆蓋度。植物群落覆蓋度的增加會(huì)攔截降雨，降低降雨能量，進(jìn)而減小降雨侵蝕力。如Casermeiro等人在西班牙馬德里對(duì)29個(gè)自然小區(qū)進(jìn)行了模擬降雨觀測(cè)，結(jié)果表明植被覆蓋度雖是主要的減流減蝕因子，然而植被的垂直結(jié)構(gòu)收稿日期：2012—07—27；修回日期：2012—12—26基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41101191，41201269)；長(zhǎng)江科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(CKSF2012052／TB)作者簡(jiǎn)介：孫佳

8、佳(1983一)，女，山東泰安人，助理工程師，碩士，主要從事土壤侵蝕、水土保持方面的研究，(電話)027—82927942(電子信箱)hhzxinxiang@163tom。第9期孫佳佳等植被結(jié)構(gòu)指標(biāo)在南方紅壤丘陵區(qū)水土保持功能研究中的應(yīng)用用于模擬并評(píng)價(jià)不同植被覆蓋情景下的水土流失效應(yīng)。在我國(guó)，在植被水土保持效應(yīng)方面的研究多以實(shí)地調(diào)查等的定性評(píng)價(jià)為主，并已取得研究成果；在定量評(píng)價(jià)研究方面主要基于植被覆蓋度等，未能全面描述植被的垂直信息。另

9、外，利用遙感影像大范圍分析植被狀況的結(jié)果，缺少地面觀測(cè)數(shù)據(jù)作為依據(jù)。因而關(guān)于植被水土保持效應(yīng)的研究有待于進(jìn)一步的進(jìn)行。5結(jié)語基于以上分析，我國(guó)針對(duì)植被水土保持效應(yīng)的評(píng)價(jià)主要強(qiáng)調(diào)林冠覆蓋，未能反映林地的垂直層次結(jié)構(gòu)。而植被結(jié)構(gòu)與水土保持功能效應(yīng)方面的研究，多屬于定性描述，缺乏定量表示。南方紅壤丘陵區(qū)總面積203萬km，占全國(guó)土地總面積的21％，是南方面積最大、水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域，其局部地區(qū)曾出現(xiàn)紅色沙漠。經(jīng)過20多年的努力，該區(qū)域水土流

10、失程度已逐步減輕，但是作為先鋒樹種且分布廣泛的馬尾松林，其林下存在著不同程度的水土流失。由于存在林下水土流失問題，使得正確評(píng)價(jià)植被的水土保持功能成為水土保持管理及學(xué)科發(fā)展的需要。因此，選擇適宜的植被指標(biāo)，以小區(qū)試驗(yàn)為依托，并以區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)分析為平臺(tái)，建立科學(xué)的基于水土保持功能的植被恢復(fù)度評(píng)價(jià)體系，以求正確的評(píng)估區(qū)域植被恢復(fù)狀況，成為今后研究的方向。參考文獻(xiàn)：[2][3][4]YUDSSHIXZWEINDFDCRelationships

11、Be—tweenPermeabilityandErodibilityofCultivatedAcrisolsandCambisolsinSubtropicalChina[J]Pedosphere，2006，16(3)：304—311于東升，史學(xué)正，王寧用人工模擬降雨研究亞熱帶坡耕地土壤的溝蝕和溝間侵蝕[J]土壤學(xué)報(bào)，2001，38(2)：160—167(YUDong—sheng，SHIXue—zheng。WANGNingStudyonS

12、oilRillandInter—rillE—rosionUsingSimulatorRainfallinSubtropicalChinaIJ】ActaPedologicaSinica，2001，38(2)：160—167(inChinese))史德明，史學(xué)正，梁音我國(guó)不同空間尺度土壤侵蝕的動(dòng)態(tài)變化[J]水土保持通報(bào)，2005，25(5)：85—89(SHIDeming，SHIXue—zheng，LIANGYingDy—namicChan

13、geofSoilErosioninDifferentSpatialScaleofChina『J]BulletinofSoilandWaterConservation，2005，25(5)：85—89(inChinese))史學(xué)正，梁音，于東升“土壤水庫(kù)”的合理調(diào)用與防洪減災(zāi)[J]土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào)，1999，5(3)：6—10(SHIXue—zheng，LIANGYin，YUDongsheng“SoilReservoir’’andC

14、ontrolofFloodCalamityinYangtzeRiverWatershed『J]JournalofSoilErosionandSoilandWaterConservation，1999，5(3)：6—10(inChinese))[5]李銳，楊勤科，溫仲明，等區(qū)域土地利用變化環(huán)境效應(yīng)研究綜述[J]水土保持通報(bào)，2002，22(2)：65—7O(LIRui，YANGQinke，WENZhongming，eta1Reviewof

15、ResearchonRegionalLandUseChangeandItsEnvironmentalImpacts『J]BulletinofSoilandWaterConservation，2002，22(2)：65—70(inChi—nese))[6]趙其國(guó)我國(guó)紅壤的退化問題[J]土壤，1995，27(6)：281—285(ZHAOQi—guoTheDegradationofChi—HaRedSoil[J]Soil，1995，27(6

16、)：281—285(inChinese))[7]史德明土壤侵蝕對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及其防治對(duì)策[J]水土保持學(xué)報(bào)，1991，5(3)：1—8(SHIDe—mingEffectsofSoilErosiononEcologicalEnvironmentandCountermeasuresforPreventionandControl[J]JournalofSoilandWaterConservation，1991，5(3)：1—8(inChin

17、ese))[8]趙其國(guó)我國(guó)南方當(dāng)前水土流失與生態(tài)安全中值得重視的問題[J]水土保持通報(bào)，2006，26(2)：1—8(ZHAOQiguoSomeConsiderationsforPresentSoilandWaterConservationandEcologySecurityofSouthChina『J]BulletinofSoilandWaterConservation，2006，26(2)：1—8(inChinese))[9]顧祝軍

18、水蝕區(qū)“林下流”發(fā)生機(jī)理與植被恢復(fù)度的遙感監(jiān)測(cè)研究[D]南京：中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，2008(GUZhujunOccurrenceMechanismofUn—der—forestSoilErosionandRemoteSensingofVegetationRestorationDegreeonWater—erodedArea[D]Nanjing：InstituteofSoilScienceofChineseAcademyofScie

19、nces，2008(inChinese))[10]韋紅波，李銳，楊勤科我國(guó)植被水土保持功能研究進(jìn)展[J]植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，26(4)：489—496(WEIHong—bo，LIRui，YANGQin—keReseachAd—vancesofVegetationEffectonSoilandWaterConserva—tioninChina[J]ActaPhytoecologicaSinica，2002，26(4)：489—496(

20、inChinese))[11]江忠善，王志強(qiáng)，劉志黃土丘陵區(qū)小流域土壤侵蝕空間變化定量研究[J]土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào)，1996，2(1)：1—9(JIANGZhong—shan，WANGZhi—qiang，LIUZhiQuantitativeStudyonSpatialVariationofSoilErosioninaSmallWatershedintheLoessHillyRegion『J]JournalofSoilErosiona

21、ndSoilandWaterConservation，1996，2(1)：1—9(inChinese))[12]羅偉祥，白立強(qiáng)，宋西德，等不同覆蓋度林地和草地的徑流量與沖刷量[J]水土保持學(xué)報(bào)，1990，4(1)：30—36(LUOWeixiang，BAILi—qiang，SONGXi—deeta1RunofandSouringAmountinForestandGrassLandwithDifferentOverRate[J]Journ