生态修复蓄水保土效益研究蒋永贞谭延滨刘信儒李芝( 淄川区水务局，山东淄博，2 5 5 1 0 0 )摘甏本文结合淄博市淄川区实施生态修复的理论依据和具体实践过程，系统研究生态修复生态效益指标的各种因子，实践证明水土保持生态修复工程具有改善土壤物理性状、土壤贮水量、土壤渗透速度、增加土壤养分含量、减少土壤侵蚀的作用。关键谰生态修复蓄水保土效益水利部提出“生态修复”这一全新的水土保持理念和措施以来，全国的水土保持工作取得了突破性的进展，但对这项重要的治理措施的科学研究工作进展缓慢，特别是对生态修复的蓄水保土效益缺乏深入的研究，为此，结合淄博市淄川区实施生态修复的理论依据和具体实践过程，阐明生态修复恢复森林植被、涵养水源、保持水土方面的作用和效果，为北方石质山区的生态修复工程的深入开展提供科学依据。 1 生态修复工程区概况淄川区位于淄博市中部，位于独立的水文地质单元淄博向斜盆地的中部，受燕山运动的影响，火成岩侵入体分布面积较广，主要有侏罗系、三迭系、二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系等地层出露。项目区位于淄川区的东南部，在淄博市大型水库太河水库的上游，属小清河水系的淄河支流，区域包括峨庄、太河、淄河、张庄、东坪5 个乡镇，南北最大纵距1 8 2 k m ，东西最大横距2 6 k m ，控制面积2 7 8 0 2 k m 2 。 2 观测的内容及方法分别在侧柏、刺槐、侧柏刺槐混交林、辽东栎山榆混交林、退耕地及空旷地内，按林地的坡度、坡向、坡位、岩石种类、土壤类型、林分郁闭度等因子选取1 2 个典型样地( 每种林分选2 个标准样地，2 0 mX2 0 m ) ，在每个标准地内随机布设3 个小样方( 1 mX1 m ) 。2 1土壤水文物理性状的测定在试验地取O 2 0 c m 与2 0 4 0 c m 两个层次。用酒精燃烧法测定土壤重量含水量，用环刀浸水法测定土壤容重、空隙度、毛管最大持水量、土壤饱和含水量和土壤贮水量等指标，每个层次重复3 次，每个试验地重复3 次，结果取平均值。2 2 枯落物贮水量的测定采用样方调查法和浸泡法测定枯落层的分布状况、吸水量变化过程和水容量。 2 3 土壤渗透性的测定采用渗透筒法测定土壤的渗透速度。在试验地将渗透筒垂直插入土中到一定刻度，每 作者简介蒋永贞( 1 9 6 5 一) ，女，工程师，主要从事水土保持生态修复方面的工作。5 2 6四、成效与经验熟次取l O O m L 水，量好水温后倒入筒中，待水完全渗入土壤后，记录渗透时间，共倒水4次( 4 0 0 r a L ) ，根据所需渗透时间和深度求得土壤渗透速度与渗透系数。 2 4 土壤侵蚀量的测定采用径流小区流人泥沙池内的泥水量测定径流量、径流深、冲刷量、冲刷深，从而求 出不同区域侵蚀模数。3 生态修复提高森林蓄水保土效益淄川区太河库区经过多年的生态修复治理，保护和促进了林木、灌木、草本植物的生长，增加了林地枯落物的贮存量，促进了土壤团粒结构的形成，有效地增加土壤空隙度，提高土壤的透水和持水能力，减少了水土流失量。3 1改善土壤的物理性状由表1 可以看出，通过生态修复，侧柏林、刺槐林、侧柏刺槐混交林、辽东栎山榆混交林、退耕地的土壤容重分别比空旷地少0 2 7 4 9 c m 3 、0 3 3 4 9 c m 3 、0 2 0 3 6 9 c m 3 、0 1 9 8 9 c m 3 、0 3 0 6 9 c m 3 ，总空隙度分别比空旷地增加了1 2 5 倍、1 3 1 倍、1 1 9 倍、1 2 0 倍、1 1 5 倍。促进了雨水的迅速下渗，减少地表径流的冲刷。表1 土壤物理性状土层厚度土壤容重总空隙度毛管空隙度非毛管空隙度林分类型( c m )( g c m 3 )( )( )( )侧柏4 01 1 26 1 3 84 1 2 22 0 5刺槐3 01 0 97 1 2 94 6 8 32 4 4 6侧柏刺槐混交4 01 2 35 5 6 63 9 6 11 6 0 5辽东栎山榆混交6 01 2 35 6 0 74 8 4 37 6 4退耕地4 01 0 96 3 8 84 4 0 11 9 8 7空旷地3 81 _ 4 3 64 6 84 0 26 23 2 提高土壤的贮水量由表2 可以看出，通过生态修复，可以将部分降雨涵养于土壤之中，在较长时间内可作为渗流补给河流、水库，达到“整存零取”的水源涵养效果。表2 土壤贮水量土层厚度土壤含水量毛管最大持水量土壤饱和含水量林分类型( c m )( )( )( )侧柏4 01 3 1 44 2 1 96 3 0 7刺槐3 02 7 7 35 5 4 18 4 3 8侧柏刺槐混交4 01 3 83 2 5 44 5 7 9辽东栎山榆混交6 01 8 6 93 9 54 5 9 2退耕地4 01 6 2 94 3 2 86 2 9 3空旷地3 86 52 8 23 2 3 83 3 增加桔落物的贮存量枯落物能有效地减少水土流失量，调解地表径流，促进降水的下渗，增加土壤的含水5 2 7鲰y e龟瓣中国水土保持探索与实践量，由表3 可以看出，经过一段时间的生态修复，枯落物的现存量以辽东栎山榆混交林最大，其次是刺槐、侧柏刺槐混交林、侧柏；枯落物的贮水量以辽东栎山榆混交最大，其次是刺槐、侧柏刺槐混交林、侧柏林。各林分枯落物的现存量( 干重) 在0 7 3 21 4 3 7 k g g r n 2之间，枯落物贮水量在1 4 7 7 6 5 O O t g m 2 之间。表3 枯落物持水量厚度烘干重吸水重持水量最大持水率枯落物现存量枯落物贮水量林分类型 ( c m )( k g g m 2 )( k g g m 2 )( t g m 2 )( )( t g m 2 )( t g i n 2 )侧柏2 3 7O 7 3 22 0 1 82 0 1 82 7 5 6 87 3 21 4 7 7刺槐4 51 1 0 24 1 3 44 1 3 43 7 5 1 41 1 0 24 5 5 6侧柏刺槐混交3 51 1 7 33 3 3 83 3 3 82 8 4 5 71 1 7 33 9 1 5辽东栎山榆混交5 8 31 4 3 74 5 2 34 5 2 33 1 4 7 51 4 3 76 5 O O3 4 提高土壤渗透速度由表4 可以看出，通过生态修复，增加枯落物的贮存量和灌木、草本植物的盖度，拦蓄地表径流，促进雨水下渗。林地的下渗速度以侧柏刺槐混交林最快，其次是刺槐、辽东栎山榆混交林，各种林分的土壤渗透速度显著大于退耕地和空旷地。表4 主壤渗透速度土层厚度非毛管空隙度渗透速度渗透深度林分类型( c m )( o A )( m m m i n )( c m )侧柏4 02 0 51 3 62 3刺槐3 02 4 4 61 6 0 32 1侧柏刺槐混交4 01 6 0 51 8 62 2辽东栎山榆混交6 07 4 61 5 81 9退耕地4 01 9 8 78 61 8空旷地3 86 24 71 6 53 5 减少土壤侵蚀量通过生态修复，使纯林和混交林形成乔灌草组合的复合林分，由乔木、灌木、草本、枯落物吸收和调解地表径流，改善土壤的物理性状，提高土壤的渗透速度，根系呈多层分布，固持土壤性能强，从而达到涵养水源、改善生态环境、保持水土的目的。由表5 可以看出，各种林分、退耕地土壤的侵蚀量远远小于空旷地的土壤侵蚀量。表5 不同措施下土壤侵蚀量坡度土层厚度土壤冲刷深度侵蚀模数林分类型 ( 。)( c m )( m m )E t ( k m 2 a ) 侧柏2 04 00 5 67 5 6刺槐1 93 00 0 81 0 8侧柏刺槐混交1 84 0O 1 52 0 2 5辽东栎山榆混交2 06 00 0 68 1退耕地4 0O 1 31 7 5 5空旷地1 53 84 3 05 8 0 55 2 8四、成效与经验惑4 结论及建议( 1 ) 生态修复在水土保持生态环境建设中发挥巨大作用。在生态修复过程中，采用小流域治理，提高当地群众的收入，加快农民产业结构调整的步伐，在农民“双增”上大做文章；加大宣传力度，提高人们对生态修复的认识；健全生态修复管护运行管理机制，完善管护制度，保证生态修复工作的顺利实施。( 2 ) 林下灌木、草本植物和枯落物在防治水土流失中起着重要作用，因此，生态修复过程中，要强化封山禁牧，保护枯落物和灌木、草本植物，提高水土保持效益。( 3 ) 通过生态修复，促进了植被的生长，提高森林覆盖度，增加枯落物的现存量和枯落物的贮水量，促进雨水下渗，优化土壤结构，促进雨水下渗，减少地表径流，防止水土流失，提高土地生产力。参考文献1徐跃枯枝落叶在森林生态系统中的作用林业科技通讯1 9 8 8 ( 1 2 )2 韩敦义等封山育林、育草经济效益的研究河北林业科技1 9 8 6 ( 3 )3 杨吉华等封山育林提高森林蓄水保土效益的研究水土保持研究2 0 0 1 ( 3 ) ：2 54 杨吉华等地堰花椒水土保持效益的研究山东农业大学学报1 9 9 5 ( 4 ) ：4 8 0 4 8 65 2 9