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(zhǎng)江YangtzeRiverVo143NO7Apr，2012文章編號(hào)：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(guó)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(guò)程與生態(tài)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610041)摘要：?jiǎn)我恢参锘h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(zhǎng)、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(wèn)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：?jiǎn)我恢参锘h；植物固結(jié)地?。簧絽^(qū)坡耕地；水土保持中圖法分類號(hào)：S157文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A1概述長(zhǎng)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(lái)源，長(zhǎng)江來(lái)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(jià)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(shí)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(shí)的。植物籬種植是近年來(lái)國(guó)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(kāi)發(fā)這一技術(shù)，一些試

4、點(diǎn)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(shí)踐中，植物籬種植技術(shù)屢屢受到質(zhì)疑。本文簡(jiǎn)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(wèn)題，剖析傳統(tǒng)植物固結(jié)地埂的水土保持功能和群眾堅(jiān)持采用這一技術(shù)的原因。植物籬坡地治理技術(shù)簡(jiǎn)便、快捷、省時(shí)、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(shí)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(guó)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(zhǎng)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(wú)可非議，但也存在影響作物生長(zhǎng)、不利于農(nóng)事耕作，且經(jīng)濟(jì)效益不高等問(wèn)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(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃“三峽庫(kù)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(xiàng)課題(2009ZX071O4—002一O6)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)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(dòng)計(jì)劃“三峽庫(kù)區(qū)水土流失與面源污染控制試驗(yàn)示范”(KZCX2一XB3—09)作者簡(jiǎn)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(jì)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(lái)看，植物籬農(nóng)業(yè)技術(shù)模式為158，是

9、傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)的125倍。采用適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)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(wèn)題。3存在問(wèn)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(wèn)題，其中地埂植物物種的選擇是該技術(shù)的首要問(wèn)題。若地埂植物品種選擇和設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會(huì)造成地埂植物

10、與農(nóng)作物爭(zhēng)水爭(zhēng)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(zhǎng)又有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的地埂植物，該問(wèn)題不解決，植物固結(jié)地埂種植模式的推廣應(yīng)用就會(huì)受到限制。由于地埂植物品種繁多，生長(zhǎng)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(yàn)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(shí)際的。對(duì)農(nóng)戶來(lái)說(shuō)，一項(xiàng)新技術(shù)的推

11、廣需要一個(gè)消化吸收的過(guò)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(xiǎn)，水土保持意識(shí)薄弱。以上問(wèn)題若不解決，坡耕地水土保持措施就無(wú)法順利實(shí)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(zhǎng)，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(shí)施。4單一植物籬與植物固結(jié)地埂功能對(duì)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(wèn)題如下：(1)植物籬占地，與農(nóng)作物爭(zhēng)水爭(zhēng)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(zhēng)水爭(zhēng)肥，影響作物產(chǎn)量。農(nóng)民對(duì)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(xiàng)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(shí)還會(huì)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(fèi)力費(fèi)時(shí)。種植植物籬的坡耕地?zé)o地埂，田問(wèn)行走也不方便，給鋤草、施肥等田問(wèn)作業(yè)帶來(lái)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(kāi)展的新銀合歡固氮植物籬和在云南楚雄州元謀縣開(kāi)展的香根草植物籬的試驗(yàn)研究表明，這兩種植物籬的保水、保土

14、效果均較好，但因無(wú)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(zhǎng)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(jià)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(zhǎng)，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(zhēng)水、爭(zhēng)肥現(xiàn)象，地埂植

15、物地上部分遮蔭降低了農(nóng)作物對(duì)光的利用率，影響農(nóng)作物產(chǎn)量。為廣泛推廣該項(xiàng)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(zhēng)水爭(zhēng)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(duì)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(huì)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(shí)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