水土保持林业措施

水土保持林业措施

水土保持林业措施水土流失地区经人工控制（水土保持林业措施）的土地经济系统和土地自然系统间耦合构成土地经济系统，如何使这个复杂系统的结构合理，水土流失处于正常侵蚀范围之内，经济效益最佳，运行高效，是多年来林业工作者研究的重大课题之一。林业措施不仅是技术和社会经济问题，而且是发展经济与充分发挥土地的生产潜力和环境保护的生态经济问题。通过林业措施使相对稳定的土地生态经济系统，在一定范围内，可使它对外界的干扰、破坏，有一定的自我调节能力，因而在一定的情况下能保持相对的平衡，持续发展。第一节水土保持林的水文效益水不仅是生命存在和延续的先决条件，而且是全球与局部气候状况的重要决定因素。随着人类文明的发展，人们对水的用途要求越来越高，用量越来越大，例如我国目前的全国年总需水量在二十世纪80 年代4400 亿m3 的基础上增加到了6800 亿m3，即增加50％以上。当前，在第三世界的一些国家中干旱、半干旱地区，水资源的短缺已成为工农业发展的严重障碍。但是，由于水的性质所决定，它不仅对人类的生活带来方便，而且有时造成不便甚至对人类生命财产造成严重威胁，据估计，地球大陆上的总降水量约11.9 万km3。这些水一部分以水蒸气的

形式返回大气；面另一部分则变成地表径流。由于这些降水在时间和空间上分配的不均匀性，过量的地表径正常常超出正常的河槽，形成洪水而淹没平地，破坏农田与城镇，引起重大伤亡事故，造成毁灭性的灾害。另一面。当高空的水蒸气以雨滴的形式下降时，雨滴的动能又可使土壤颗粒崩解，形成结皮，迅速降低地表土壤的入渗能力，引起坡面侵蚀，并增加洪水量，引起沟道、河流侵蚀，甚至引起泥石流暴发，诱导滑坡等重力侵蚀，被冲入河流的矿物质和有机质沉积，可造成河床、湖泊、水库的淤积，降低其调洪能力，并使水质受到污染，成倍地增加洪水所造成的损失。一方面是水资源的严重匮乏，另一方面是大量降雨所造成的破坏。在长期的生产实践和科学研究中，人们不仅认识到了修建水利工程可以解决水资源不平衡的矛盾，而且也认识到了陆地森林的巨大调节作用。地球上现有约40 亿ha 的森林正在保护着地球上的主要江河的安全。森林对水资源的这种调节作用即所谓的“涵养水源，保持水土干“的作用。又称森林水库的作用。水土保持林与的关系其实质是水土保持林的水量平衡，即水土保持林对各水量平衡要素的影响。由于这种影受气候、地形、土壤、地质等多方面的影响，因此，在综合评价中如何区分出水土保持林的作用是极为重要的。总的来说，水土保持林对涵养水源，保持水土，调节径流，防止洪水，改造局部地区

水文循环，调节局部气候等都起到了一定的作用，也就是说与原无林地相比水量平衡发生了较大的变化。一、水土保持林对降雨的再分配作用在有林流域中，当降雨到达林冠层上时，从林冠层向下运动的过程中就要被重新分配，总的趋势是到达林地上土壤表面的降雨有所减少。其中相当的一部分降雨要被林冠层（乔木、下木、灌木和活地被物）和桔枝落叶层我留，通过蒸发返回大气中去，对林

地土壤来说成为无效降雨。但是这种林冠或枯校落叶湿润条件下的蒸发又可以增加大气湿度从而抑制林木的蒸腾和地表土壤的蒸发，使进人土壤的水分有充足的时间在土内重新分配，而后更有效地供给林木及其它植物的蒸腾需要。同时这种从林冠至地面上对降雨的再分配作用，对降雨的雨滴动能可以起到一定的消耗作用，即减少或消灭雨滴对土壤的分散力、防止地表土壤被侵蚀。大气降水落到水土保持林表面时，首先被林冠层截留（这里的林冠层泛指所有森林植物地上部分）引起降水的第一次分配。然后，当降水量足够大时，一部分降水到达枯枝落叶层引起降雨的第二次再分解，这种再分配持续的时间和各层所能容纳的降水量，与它们的数量、性质和降雨特性有关。对于林冠层来说，与当时的气象条件如降水量、降水强度、风速等和林冠的特征如郁闭度、林冠干燥度、林冠特征、林龄等因子有关。对于枯枝落叶层来说，还主要与枯枝落叶层的数量、性质、分布及干燥程度有关。（一）林冠层对降水的截留作用

所谓林冠截留作用，是指降水到达林冠层时，有一部分被林冠层枝叶和树干所临时容纳，而后又蒸发返回大气中去的作用。在降雨过移中的某一时段内，从林冠表面通过蒸发返回大气中的降水量和降水终止时林冠层还保留的降水量称为该时段肉的林冠截留量或简称为截留量；在该时段内林

冠截留量与林外降水量之比称为林冠截留率、或简称为截留率。同时，在大气降水过程中还有一部分雨量从林冠枝叶体转到树干流入地表形成树干径流，称为于流量。林外降雨量与林冠截留量和干流量的差就形成了林内降雨量。林内降雨量由从林冠间隙直接降落到地面的林冠通过雨量和从

林冠枝叶体表面降落到地面的冠滴下雨两部分雨量所组成。其中前者的雨滴动能不受林冠截留作用的影响，而后者则要受林冠截留作用的影响。1．林冠特性与截留量林冠之所以对降水有一定的截留作用，是由林冠校时特性和水分的物理性质所决定的。雨滴作为一种液体具有一定的粘滞力，当其浸润枝叶体表面时形成上层水膜，并在叶缘形成水滴，从而产生一定的表面张力。同时，雨滴又具有一定的重量。因此，当降雨的雨滴落到林木的枝时中等树体表面后，在表面张力与重力的均衡作用下被吸附着。这样，林冠截留量的大小就由林冠所能产生的这种总的表面张力

的大小所决定，二是降雨量增加到一定量时，表面张力之间就会失去平衡，其中一部分雨滴就会自然的下滴，产生冠滴下雨，或由于风加大了重力的作用也会产生冠滴下雨。当降水量达到某一值之后，降水量增加，林冠截留量不会再增加，达到它的极限值，即所谓的林冠饱和截留量，也称林冠贮水容量。对林冠截留量影响较大的因子有：第一、树种；第二、树冠结构；第三、林冠郁闭度；第四、林

冠的湿润状况。据单株（丛）观测结果，一般规律是，针叶树的枝叶茂密，层次多，树枝水平或轮状重叠排列，枝叶面积大，截留量较大；阔叶树的情况则相反；硬质阔叶树比软阔叶树的截留量更小；灌木的截留量则居于针叶树和阔叶树之间。

2.降雨量、降雨性质与林冠截留量林冠截留量的大小受降雨量、降雨性质的影响很大。一般来说，降雨量大，截留量也大，但并非直线关系。当降雨量较小，截留量随降雨量的增加而增加，相应截留率也随降雨量的增加而增加，直至林冠截留达到饱和，这时，降雨量增加截留量则不再增加而截留率相对减小。降雨强度对截留量的影响有时甚至超过了降雨量的影响。当降雨强度较小时，、俪触直径也比较小，雨滴的动能也比较小，降雨对林冠枝叶体表面的打击力也较小、；雨滴在表面张力的作用下很容易被林冠所截留；而当降雨强度比较大时，俪衍动能也比较大，对林冠枝叶体表面的打击力也比较大，枝叶体的晃动幅度也比较大，这样就加大了夏力的作用使林冠截留量减小。另一方面，降雨强度比较小但历时比较长，或者问歇性降雨、截留降小雨不仅能均匀湿润枝叶体表面，而且它蒸发到大气中的时间也比较长，因而截留量也大。一般来说，林冠截留量与降雨量成反比关系，即随降雨强度增加，截留量减小。对于历时较长的降雨，在降雨过程中林冠的枝叶体表面还会蒸发掉一部分截留降雨到大气中去）又会增加一部分截留量。一般把这种因蒸发作用而增加的戮留量称为附加截留量，所以，对于历时较长的降雨林冠总截诏量一般都超过林冠贮水容量。据中野秀章（1976）推算日本的森林的林冠年截留率大约为15％～20％；美国、新西兰的一些地方年截留率

达40％以上（小雨和降雪占的比例拢较大的地区）。我国的成林截留率在5％～30％可能是比较恰当的。3．干流干流也称为树干截留或径流，是指在降雨时由于林冠截留作用降雨。的一部分从林冠转向树干流向地面而形成干径流。水土保持林如果生长在比较干旱的地区，在降雨量比较小时由于林冠截留作用林内雨量很小，这时干流侧很可能直接流到材干基部周围被林木根系所吸收。所以当林地土壤比较干燥以及水分渗透到下层土壤受到限制时，干流一般不会变成地表径流而流走，对于林木根系生长是十分有益的。干流量一般随着降雨量、降雨强度的增加而增加。当降雨量很小时（一般小于5mm），一般不会产生干流。干流量的变化范围很大，从0～10%以上。例如，松林降雨量小于60mm，干流率（干流量占林外降雨量的百分比）小于2.5%；降雨量在60～100mm 时，干流率 3.3%～4.2%；降雨量在150～180mm 时，干流率4.3%～5.3%。（二）枯枝落叶层对降雨的截留作用林地枯枝落叶层也叫枯落物层，是由林木及林下植被凋落下来的茎、叶、枝条、花、果实、树皮和枯死的植物残体所形成的一层地面覆盖层。它是林地地表所特有的一个层次。有些文献中把这一层分为三个亚层，即枯落物未分解层(O)、半分解层(A0)、完全分解层或腐殖质化层(A).林地枯枝落叶层的结构和其位置决定了它在水土保持林的经营管理中具有特别重要的意义。水土

保持林的多种水土保持效益包括水文效益的产生都是依赖于枯枝落叶叶层的存在。因此，是否具有良好的枯枝落叶层是评价水土保持林效益的一项重要指标，保护好林地枯枝落叶层，也成为水土保持林经营管理的一项重要指标。

林地枯枝落叶层的水土保持作用：①彻底消除降雨动能；②吸收降雨量；③增加地表糙度，分散、滞缓、过滤地表径流；④形成地表保护层，维持土壤结构的稳定；⑤提高土壤有机质含量，改良土壤结构，提高土壤的抗蚀能力。优良的水源涵养和水土保持树种，应能产生大量的桔落物，在林地上形成连续交织覆盖深厚枯枝落叶层，不同类型的森林枯落物的输入量变化很大。但是，林地枯落物的数量不仅决定于输入量，而且也决定于枯落物的分解速率，一般来说，枯落物的输入量主要决定于树种、林分密度、林龄、林分生长状况等气候条件；而分解速率则主要决定于枯落物的性质和环境条件。总的规律是阔叶分解快、针叶分解慢；高温地区分解速快，低温地区分解慢；湿润条件下分解快，干燥条件下分解慢；就其枯落物分解的动力学来说，因为其分解速率主要是在土壤微生物的作用下进行的，所以其分解速率受其碳氮比（C／N）的影响。由于枯枝落叶的分解速度一般小于输入速度，所似枯落物在林地上不断积累形成了枯落物层。这J 层的现存量就决定了它截留降雨量的多少。据西北林学院王建让测定，在秦岭南坡华山松林中枯落物的现存量为21.220～26.578t／ha，油松林

25.409t/ha，落叶松13.366t／ha，冷杉林24.158t/ha，云杉林26.609t/ha，桦木林19.717t/ha，栎林20.297t／ha。又据陈国定测定（1982），福建天然柏林区中枯落物的现存量

分别为：福建柏阔叶混交林29.0t／ha，福建柏水青冈甜储混交林112.1t／ha，铁杉阔叶混交林159.0 t／ha。显然，不同地区不同林种枯落物的现存量差异很大，因而截留降雨的能力也有很大的差异。枯落物的水容量与其性质也有很大的关系。枯落物的组成中枝占3％，叶占91％，果占6％左右。其吸水作用量大的是叶子。不同树种的枯落物水容量，一般是阔叶大子针叶；不同分解程度的枯落物，一般是分解的越彻底水容量越高。如表 6 上2 所录；栎林的枯落物年产量比松林高32％，但枯落物层中的叶量及半腐解物均较低，表明其腐烂分解程度较松林为高。单位厚度枯落物的吸水量，栎林要高于松林一些。另据北京林业大学水土保持学院对广西大明山森林枯落物水源涵养作用的研究，50 年生常绿阁叶林，14 年生马尾松林的枯枝落叶层分别可保特水量约37mm 和10mm。二、林地土壤水文性质的改良作用（一）林地土壤入渗能力土壤的人渗能力是土壤一个十分重要的水文性质，林地是否能产生地麦径流和地表冲刷侵蚀，是否能起到削弱暴雨洪峰流量以及涵养水源、补充地下水及河川径流量等作用的关键所在。一般的情况是土壤的入渗能力常常起初比较高，后来减缓下来，最终接近于一个成为该土壤特征的稳定速率。对于不同强度的降雨土壤剖面不同深度的稳渗率就决定了降雨第三次再分配的数量，即形成了不同降雨强度的产流影响层决定了降雨

的人渗量和产流量。因此凡是能够影响土壤物理性质的因素，都能够影响土壤的入渗能力，进而对水土保持的效益产生重要影响。影响入渗能力的因素：①土壤的含水量；

②土壤物理性质如质地、孔隙状况、结构等。林地土壤的入渗能力一般都大于非林地的原因：①林地枯枝落叶层及其分解转化是林地土壤的入渗能力一般都大于非林地的重要原因之一。可以减少或避免雨滴的击溅作

用；对泥沙的过滤作用；腐殖质的改土作用。②林木根系的改良土壤的作用。（二）土内径流的特点

林地上土内径流的特点是：发生的深度增加，土壤剖面上的饱和导水率提高，流路变得更为复杂；径流量减少，蓄水量增加。（三）林地土壤水分贮存与评价在水土保持中土壤水分的贮存有两个方面的含义：一是降雨时林地土壤吸收贮存水分的能力；二是降雨后林地土壤保持水分的能力和排水能力。水土保持林不仅提高了土壤的非毛管孔隙度，而且也增加了土壤的毛管孔隙度，因此土壤吸收贮存水分的数量远远大于非林地土壤。土壤水分贮存的评价方法有：1.土壤重力持水量（t/ha）＝10000×土壤厚度×（土壤饱和含水量—土壤田间含水量）×土壤容重2.土壤实际蓄水量（t/ha）＝10000×土壤湿润厚度×（降雨后土壤含水量—降雨前土壤含水量）×土壤容重3. 土壤吸收贮水量（t/ha）＝10000×土壤有效土层厚×（土壤田间持水量—土壤凋萎含水量）×土壤容重三、削减洪峰涵养水源的作用水土保持林对径流的调节作用是水土保持林水文效应的中心。因此，多年来对不同林型的径流调节作用的研究就成为水土保持和水文工作者的重要研究任务。（一）削减洪水的作用水土保持林在削减洪峰流量上积极作用表现为：延长洪水总历时，降低洪峰流量，减小洪水总量。造林后随着林木的生长、郁闭度的提高，降雨的直接径流和洪峰流量都随

之减少，并延长涨水时间。缓和洪水的危害。采伐对洪峰流量的影响：采伐后的直接径流量和洪峰流量都呈增加趋势。大多数研究结果认为，皆阀后的直接径流量是皆阀前的1.2～2 倍,洪峰流量为 1.05～1.81 倍。（二）水源涵养作用水源涵养作用是指暂时贮存的水分有一部分以土内径流的形式补充给河川，从而起到调节河流流态，尤其是季节性河川水文状况的作用。森林的涵养水源的作用已被国内外的研究结果所证实。总的来说，森林对河川径流量的影响是，枯水期流量明显增加，而洪水期流量则显著减少，即有森林覆盖的地区径流的年内分配是均匀的。

第二节水保林防蚀与改土效益一、对水蚀的控制作用（一）对径流侵蚀力的影响科学实践证明，水土保持林对径流的糙度和径流深都有不同程度的影响，增加土壤的蓄水量和地表糙度，从而降低地表径流和流量。（二）对土壤抗蚀性的影响影响土壤抗蚀性的因素有两类，一是土壤本身的属性；二是土壤的利用状况。（三）控制土壤侵蚀的效果二、林木根系对土体的固定作用（一）树木根系的固土作用影响林木根系固土作用的因素（二）影响林木根系固土作用的因素树种、根系抗拉强度、根系的同直性、生物量、树木年龄等。三、土壤改良作用（一）养分的输入与循环生物对养分的集中和富积作用；养分的生物校循环作用。（二）提高土壤有机质含量（三）改善土壤的物理性质山区、第三节山区、丘陵区水土保持林体系

一、水土保持林在水土保持工作中的地位第一、水土保持林是其他任何措施不可取代的水土保持措施；第二、水土保持林是具有巨大生产意义的重要的生产措施；第三、可以调节河川径流，控制水土流失，减少水、旱灾害，改善生产条件，为开发山区经济，发展多种经营提供物质基础。二、水土保持林的功能水土保持林的主要功能如下：第一、具有对溅蚀的削减作用；第二、削弱径流的侵蚀作用；第三、增强土壤的抗剪强度和防止重力侵蚀作用；第四、具有减少泥沙对水域的淤积作用和延长水库等水利工程的使

用寿命；

第五、具有固持土壤，防止各种水土流失形式的发生。第六、水土保持林可以提供各种林产品，具有社会经济功能。第七、具有调节小气候，净化空气，减少污染，美化环境，具有生态屏障功能，是环境保护的卫士。注意贯穿生态经济学原理，即建立生态经济型防护林体系，这是我国的创新概念。

三、山区、丘陵区水土保持林体系山区、丘陵区水土保持林体系见书251 页。根据林木的用途划分：用材林、经济林（包括果树林、药材林、林特产林等）、薪炭林、防护林（水保林）、饲料林。根据水土保持的作用划分：护坡林、农田防护林、水源涵养林、分水岭防护林、侵蚀沟道防护林、塘库防护林、渠道防护林等。根据营造方式分为：人工林、人工促进天然更新林、天然更新林。根据树种组成划分：纯林和混交林山区、四、山区、丘陵区水土保持林体系配置的技术模式技术模式是做好各个林种的水平配置和立体配置。林种水平配置是指水土保持林体系内的各个林种在流域范围内的平面布局和规划。依此原则，要注意适地适树和适地适林的问题。林种的立体配置是指某一中林种内组成的植物种的选择和搭配。如乔、灌、草、药的配置；山区由于山体隆起所引起的植物种的立体分布。第四节水土保持防护林的配置一、树种选择原则 1. 适应性强，耐旱、耐瘠、耐涝或耐盐。需要营造水土保持林的地区水土流失严重，土壤肥力低，干旱缺水，立地条件差，因此，选择的树种要具有适应性强的特点，一般要求耐旱、耐瘠，如柠条、沙棘、红刺、女贞、杨树、槐树、椿树、紫穗槐等。如果是营造沟底防冲林、塘库防浪林等，还要求选择的树种具有耐涝的能力，如杨柳、黑杨、榆树等；如果是盐碱土地区还必须注意树种的耐盐性。2. 生长迅速，枝叶

繁茂，覆盖面大，根系发达，或地下茎或匍匐茎发达。3. 种子量多，易于繁殖，再生能力强。4. 耐牧性强。具有较好的适口性和较高的营养价值，如构皮、杨槐、拧条、竹子、狼牙刺、沙棘等。5. 见效快，效益高。水土保持林，除了具有保土保水功能外，还应该具有较好的经济效益，如供薪材、蜜源、农产品原料（香料、油料、染料、漆料、其它工业原料等）、工艺品原料等。二、水保林的配置方法一般可分为纯林和混交林。水保林通常以混交林的效果最好。其树种构成为：主要树种（高大乔木，又称优势木）、辅助树种（小乔木）和灌木树种（又称林带下木）及草本植物等。简称“乔灌草”三结合。混交方式：1、行间混交

2、行内隔株混交

3、带状混交

4、块状混交三、林带的方向和带宽林带方向：与等高线平行，与径流方向垂直。林带宽度：主要根据坡度、径流、土壤等因素来确定。如径流量大、冲刷强烈的陡坡地段林带可宽一些，反之则应窄一些。具体的尺寸，要因地制宜。四、水保林的营造技术（一）营造水保林的基本原则1、因地制宜，适地适树，适地适林2、合理密植3、遵循树种选择标准，采足良种，培育壮苗。（二）植树技术1．直播造林法2.植苗造林法 3.分植造林法（三）营造水保林的常见方法1、水平台阶造林2、水平沟造林3、鱼鳞坑造林4、林粮间作造林

5、塘库防护林的营造

6、河岸、沟道防护林的营造五、封山育林技术（一）意义（二）封山育林的原则和方式（三）抚育管理六、经济林的水土保持特点（一）做好经济林区水土保持的意义（二）常见经济林区水土保持的基本措施 1.油桐林2.油茶林3.茶叶林 4.果树林

5.杜仲林

6.花椒林第五节干旱山地造林关键技术一、集流造林技术土壤水分是干旱半干旱地区人工造林成败的关键，是黄土高原绿化建设和林木稳定生长的主要限制因子。黄土山地林木生长发育完全依靠天然降水，极不理想的是，由于受季风环流的影响，该地区树木赖以生存的大气降水，超过土壤渗透能力的大雨、暴雨只占全年降水量的30％～40％，其余为小雨，一般部产生径流；再则春旱尤为突出，往往持续 2 个多月，土壤水分亏缺严重，因而造成人工造林成活率及其林木生长量都很低。为提高林地坡面的产流率，把珍贵的有限天然降水进行再分配，沿着坡面等高线开挖成深60crn，宽100cm，反坡为150～180 的反坡窄带梯田（又称植树带），在植树带的上方坡面分别设置进行过一定的防渗处理的几个平方米（如2、4、6、8m2）的集水坡面。防渗处理的方法有喷涂高分子化合物、砸实拍光、盖膜等。从径流形成量、径流水质情况、土壤水分动态变化、土壤蒸发、林木蒸腾和光合速率、林木成活率和生长量等方面分析论证了集流造林技术的良好效果，最后对集流造林技术的成本核算也证明集流造林技术是大幅度提高干旱半干旱地区人工造林成活率和林木生长量的有效途径，集流造林技术是适合我国目前经济条件、已在在生产中广为推广的造林技术。例如据北京林大水保学院试验，在111 株／亩造林密度的情况下，集水区的修建成本一次