黄土高原水土保持植被建设中的主要问题与对策

黄土高原水土保持植被建设中的主要问题与对策

林草植被破坏是我国黄土高原地区水土流失等生态、环境问题的主要原因，为了治理水土流失、改善生产条件、推动经济发展，必需造林种草、增加植被。
1 植被措施防治水土流失的机理
林草植被通过重新分配降水、径流，改善土壤性质，可以减少降雨侵蚀力、提高土壤抗蚀性，而减轻土壤侵蚀的发生，是水土保持体系中最具有活力的因素[1]。
林草植被可以通过水文和水利学效应来减少降雨和径流的能量，一方面森林植被对降水有很强的调储功能，可以减少径流量，另一方面森林植被能降低坡面径流的速度和能量。
植被调储包括：林冠层截留和死地被层截留。雨滴到达林冠后，一部分通过林冠继续降落，另一部分则被林冠俘获。被俘获的雨滴一些聚集成大水滴，当水滴重力大于林木枝叶吸着力时滴落；另一些沿枝干下流，形成干流；而大多数为树木枝叶吸附，最终消耗于蒸发[2]。黄土高原地区的观测资料表明，林冠截流量可以达到年总降水量的15%-35%[3]。林下死地被层有很强的吸水能力，地表枯枝落叶越多，死地被层越后，则截留能力越强，每公顷森林的枯枝落叶能蓄水15-60t[4]。降水满足林冠层和死地被层的截留后才参与地表、土壤和地下水的调蓄过程，形成入渗和产流。森林土壤孔隙度特别是非毛管孔隙度较裸土有显著提高，透水性和储水性较好，林地土壤饱和持水率可以达到30%-40%，如果有效土层以50cm计，每公顷森林可以拦蓄洪水1515-2060m3[4]。由于大量降水被拦蓄，或进入土壤形成壤中流和地下径流，林区地表径流有明显的减少；从而减少了洪水。
同时林草植被可以增加地表糙度，造成径流侵蚀能量降低，使相同降雨产生的径流侵蚀力林区要远低于非林区[3]。
林草植被一方面通过根系固结土壤，另一方面可以补充土壤有机质，促进土壤团里结构形成来提高土壤的抗蚀性。
黄土高原地区的林草植被是有效控制坡面水土流失的基础，也是治沟工程长期安全运行的保证[5]，小流域水土保持的关键所在。同时大面积的植被恢复还可以改善一个地区的气候和生态环境。
2 黄土高原植被建设存在的主要问题
2.1 林草植被成活率、保存率低，生态和经济效益差
黄土高原水土保持植被建设中的突出问题是：成活率低、保在率低、生态和经济效益低。人工林保存率仅为30%左右[6]，远远低于同期全国平均水平，且多为杨树、刺槐，林相单调，人工草地保存率更低只有20%[6]。
10-20龄人工林蓄积量一般仅为7.5~13.5m3/hm2，不及全国年均人工林蓄积量，区内80%的林分达不到一般丰产林蓄积量60~70m3/hm2的水平（15龄），绝大部分林分蓄积水平为“低下”或“极低下”[7-8]。
长期以来，占治理面积2/3以上的植被措施，保水减沙效益仅占总效益的不足10%[6]。
2.2 植被恢复和生态重建规划不科学、技术落后
黄土高原面积广阔同时地处湿润气候向干旱气候过渡的地区，内部条件相差很大，因此只有制定科学规划，才能真正做到适地适树，使黄土高原植被恢复“事倍功半”[5-6]
但是目前黄土高原地区缺乏合理的植被重建和恢复规划，由于官僚主义的蛮干以及没有苗木基地，有什么苗种什么树，在过程中往往做不到“适地适树”在非宜林区种植了大量乔木林结果只能是枯死或形成“小老树”，还加剧了土壤干层的形成[9]。
同时在规划中苗木基地、经济林基地、以及病虫害防治等方面的内容都不完善，使得黄土高原植被建设一方面既缺乏优良种苗的供给，另一方面也往往因市场变化和病虫害发生波动。由于在规划层面的不足，黄土高原植被建设尚未达到一种稳定的、可持续的发展状态。
黄土高原立地条件差，干旱少雨，土壤贫瘠，特别是长期的水土流失造成了当地土壤环境的退化，如果没有先进技术，将严重阻碍当地的植被恢复。
目前很多在宏观地带规律上适宜林木生长、历史上有森林生长的地区，造林也往往归于失败，就是由于造林技术落后：首先未能按照生物群落演替的规律安排树种结构，没有把通过工程措施改善立地条件，为植被恢复创造良好的条件；其次按照传统的造林技术，在方法、时间等方面难以克服黄土高原地区土壤干旱、贫瘠的劣势，而造成苗木成活、生长不良；最后在造林过程中不按照规范要求办事，苗木根系与土壤接触不良，直接造成了苗木脱水、死亡。
2.3 管护不利，破坏严重
由于责权利不清，黄土高原造林往往处于“有人种、无人管”的局面，任其自生自灭，同时当地群众由于粮食缺乏，毁林开荒时有发生，造林后林地做不到彻底封紧，苗木往往因放牧，被践踏、啃食致死，或直接被当地农民当作柴火拔走。由于管护不利、破坏严重，黄土高原处于年年造林不见林的局面，也使一些人士对黄土高原地区的植被恢复失去了信心。
3 对策和建议
3.1 因地制宜，“适地适树”，合理布局
3.1.1 尊重地带规律性
黄土高原地区干旱少雨，自然条件恶劣，因此，必须根据“林水平衡”原则确定不同地区的植被类型，即以降水量、地表水量、地下量等水分参数确定造林树种的布局、密度及栽培方法。我国一些林学专家常沿用前苏联谢良诺夫的活动积温法，采用干燥度划分植物带，：干燥度小于1，即降雨量大于蒸发量的地区为乔木林带；干燥度大于1，即降雨量小于蒸发量地区，表示乔木生长水分不足，为森林草原、草原带或半荒漠、荒漠地带，分别以乔、灌草作指示植物[10]。整个黄土高原地区自东南向西北划分为三个植被带[11]。
（Ⅰ）干旱半湿润带：多年平均降雨量一般大于550mm，具有连续3个月能满足植物需水的降水，为乔木带，大约在大同-离石-延安-庆阳-天水一线东南。
（Ⅱ）半干旱带：多年平均降水量在350—550mm之间，具有连续三个中等湿度月，是灌丛草原带，大约在干旱半湿润带西北托克托-榆林-固原-定西一线东南。
（Ⅲ）干旱带：多年平均降水量一般小于350mm，一般不具备三个中等湿度月，不能满足植物需水要求，为草原带，在托克托-榆林-固原-定西一线西北，无灌溉难以发展林业。
以黄土高原不同植被类型区的划分为基础，根据立地条件，定量与定性分析相结合，同时适当考虑针阔树种搭配、乔灌混交、“生态经济型”与“经济型”树种比例、林种布局等，可以确定不同立地条件类型下的适生树种。


3.1.2 注意微地貌中的坡度、坡向、海拔分异规律
虽然黄土高原景植被具有自东南向西北演替的地带性规律。但是由于坡向、海拔等的分异规律小流域内部不同地区的立地条件也会有所不同，由于降水和径流的再分配，黄土高原坡面的土壤湿度在坡脚、沟道较好，峁顶最差，坡中部如峁坡、沟坡的土壤水分状况则随地形坡度的不同而变化，由于不同植被耗水特性的差异，在同一沟谷中会出现不同的植被景观。只有理解这种空间镶嵌结构，才能搞好黄土高原地区的植被恢复与建设[11-14]。朱显谟先生提出的治理黄土高原“28字方针”中的土地利用原则就充分考虑了微地貌系统中土壤水分和土壤侵蚀的分布规律，提出了合理的植被配置方案。
坡度是影响土壤水分、水土流失和土地利用的最重要因素。黄土高原划可以分为川塬区、梁峁坡区和沟谷区，其中梁峁坡区又可划分为陡坡区和缓坡区（以25°为分界线）。不同坡度区植被建设建设应做到因地制宜、适地适树[4]。
（1）川塬区：土地平坦，土壤肥沃，水分较为充足，自然条件最好，应以农田防护林建设为主体，结合“四旁”绿化、果园、小片速生丰产林以及其他绿化工程，形成网、片、带相结合的防护林体系，发挥调节气候、防风固沙等作用，充分发挥生态、经济和社会效益[4]。
（2）缓坡区：土壤较为贫瘠，水分较紧缺，自然条件较差；15°以下地段可以建设水平梯田，发展混农生态林业；15°~25°地段应在带状整地的基础上，选择条件较好地段发展果园或其他经济林，条件较差地段营造以灌木为主、乔木为辅的生态林[4]。
（3）陡坡区：土壤贫瘠，水分紧缺，自然条件最差，根据林水平衡原则，密度不宜太大，以建立稀树草地为主体，首先应进行水平沟、水平阶等带状整地，林木应沿等高线带状布设，带间距离加大（一般为5m以上），在带间布设禾本科、豆科等牧草植物，拦截径流，保持水土[4]。
（4）沟谷区：沟坡坡度大，土壤极为贫瘠，沟底较为平缓，水分尚可，自然条件较好；应围绕淤地坝、谷坊建设，配置以乔、灌、草相结合的生物措施体系，保持水土，防冲挂淤，减少流向下游的泥沙总量[4]。
3.1.3 注意植被演替的规律性
植被恢复有其特定的演替规律，只有在尊重植被演替规律的基础上进行合理的人工干扰，才能使植被尽快的发展到顶级群落，达到稳定状态。根据黄土高原地区不同地区的实际情况，可以采取草灌先行或乔灌草同时进行的方法，以达到尽快恢复当地植被（草原、森林草原、森林）的目的[15-16]。
3.2 采用抗旱造林技术
3.2.1 工程整地技术
整地方法有挖穴、鱼鳞坑、水平阶、水平沟、反坡梯田。实践证明，整地不仅可改善土壤的理化性质，雨季前整地可“蓄住天上水，确保地下墒”。据观测，工程整地比未造林荒坡减少径流72%~98%，减少土壤冲刷86%~99%；没有整地的荒坡上土壤含水量只有7% ～8%，而进行过工程整地的土壤含水量达到13%~15%，含水量增加近一倍。头年整地第二年造林的，成活率可达85%，随整地随造林的成活率为45%，没有整地就造林的成活率仅有5%~15%。
3.2.2 径流集蓄技术
干旱地区降水量少，仅靠当地的降水很难满足树木生长的需要，应采取就地拦蓄、合理调配、集中使用的办法，发展径流林业，沿梁峁坡等高线开挖宽100cm，反坡15°~18°的窄带梯田（亦称植树带），在带上方坡面设置集水区。据各地经验，集水区与蓄水区的面积比例：400~500mm降水区为3：1，300~400mm降水地区为5：1、经济林为7：1。集水区应进行渗处理。防渗处理主要有三种方法：一是是保留原自然坡面，二是铲除坡面杂草，再把表面砸实拍光；三是在坡面砸实拍光的基础上，再喷洒或铺设高分子化合物、石蜡、粉煤灰、塑料等防渗材料，使土壤表面形成不透水层[17]。据小区观测，三种处理方面植被带内在生长季总蓄水量（径流量+植被带降水量），分别为降水量的1.7倍、2.2倍、3.5倍，不仅提高了造林成活率，而且促进了林木生长，实现了在干旱地区发展乔木林。
3.2.3 保墒技术
目前主要保墒方法有地膜、草纤维膜、秸秆、枯草、沥青乳剂、土面覆盖剂等。应用保墒技术：首先应平整土面，即在林木栽植后及时清除掉植株下的杂草等杂物，将土面整平；然后铺设聚乙烯地膜等覆盖物，注意铺展压平；最后搞好管护工作，防止人畜践踏。
3.2.4 浇水、蘸浆造林
浇水、蘸浆造林成活率显著提高。浇水平均提高造林成活率6.8~15.0个百分点，最高提高11.6~40个百分点；蘸浆平均提高成活率6.4~17.0个百分点，最高提高10.7~50个百分点。尤其是蘸浆处理，在干旱半干旱地区有很大的实用价值。
3.2.5 应用保水剂和植物生长调节剂
保水剂可提高造林成活率，针叶树平均为2.7~22.3个百分点，阔叶树平均1.8~14.8个百分点。磷酸二氢钾、黄腐酸等植物生长调节剂配合保水剂造林，可以提高植物根系吸水能力，抑制蒸腾，对提高成活率有较好效果。
3.3 加强病、虫、鼠、兔危害防治
按照有害生物种群动态的相关环境条件，尽可能协调地运用适当的技术和方法，使有害生物的种群保持在经济危害水平之下。要从林分生态系统总体出发，以预防为主，充分利用自然界抑制病虫和各种因素，在造林设计和施工时就要充分考虑这些危害发生的可能性，创造不利于病、虫、鼠、兔发生危害的条件，有机地运用林业、生物、化学、物理、遗传的综合防治措施。
人工林培育过程中，应根据实际需要建立、健全森林病虫害防治机构，确定林木种苗的检疫对象，划定疫区的防护区，对林木种苗进行检疫，防止危险性病虫害的传播和蔓延。林木病、虫、鼠、兔危害防治要坚持“治早、治小、治了”，以达到经济、安全、有效控制的目的。
3.4 解决林农、林牧、林能（源）矛盾
粮食安全是保证林草植被恢复的关键，在落实好国家“退耕还林（草），以粮代赈”的同时，应注意水土流失区基本农田建设，以保证林草措施的有效保存，同时注意林草措施的经济效益，积极发展经济林果和畜牧业，通过市场交换解决一部分粮食需求。
林牧矛盾可以通过建立人工饲草地、种植优良牧草、实施“三改”（放牧改舍饲、山羊改绵羊、天然草场改人工优质草场）的方法加以解决[18]。
黄土高原地区能源比较短缺，过度樵采是植被破坏、水土流失的主要原因。应因地制宜，通过栽培薪炭林、合理采伐取薪，发展小水电，以煤、以天然（气）代柴，利用风能、太阳能等新能源的方法加以解决[18]。

参 考 文 献：

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[10毛德华，夏军，黄友波．西北地区生态修复的若干基本问题探讨．土保持学报：2003，17（1）：15-19
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[18]王礼先，等．流域管理学．北京：中国林业出版社，2000