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Eco-effect of Humulus scandus in the control of sloping wasteland in gully area

律草在残塬沟壑区荒坡治理的生态效应研究



全 文 :第 12卷 第 2期
2 0 0 4年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco~Agriculture
Vo1.12 No.2
April, 2004
草在残塬沟壑区荒坡治理的生态效应研究
刘生荣 张 海 李葆来 贾
(西北 农林 科技大学 杨陵 712100)

摘 要 对黄土高原残塬沟壑区荒坡治理生物措施与工程措施配置模式及律草的生态效应研究结果表明,释草适
应性广 ,生长势极强 ,是荒坡 活理 生物措施与工程措 施 配置模 式的优 良先锋草种 ,与相 应 的林 木(经济 、生态林 )组
合其 水土 保持及 保水效应 良好,且利于幼树成 活生长。
关键词 荒坡 治理 律草 林草组合 生态效应
Eco-efect of Humulus scandus in the control of sloping wasteland in guly area.LIU Sheng-Rong,ZHANG Hal,LI Bao-Lai,
JIATao(Northwest Sci’Tech University ofAgricdt~e and Forestry,Yangling 712100),CJEA,2004,12(2):155~157
Abstract The deposition model of biological and engineering measures and eco。efect of Humulus scandus are preliminar—
fly studied for sloping wasteland control in this paper.The results show that the Humulus scandus has high vigorous ada—
ptability and i3 one of the good pioneering grasses for sloping wasteland control In combination with the trees,the grass
has a great efficiency on water and soil conservation and is favorable for.sapling growth also.
Key words Sloping wasteland control,Humulus~andus,Tree。grass combination,Eco~effect
黄土高原残塬沟壑区是我国西部水土流失严重地区之一,沟谷地面积占全流域面积的 25%~30%,其
土壤侵蚀量占全流域侵蚀 量 的 85%~90% 。陕西 省淳化 县 1.173万 hm 荒 山荒坡 中侵蚀 性沟坡 占
77.0%,平均年土壤侵蚀模数为 3000~4000t/km ,水土流失严重 ,水土资源组合不 当,除少量坡度>50。极难
利用陡坡外 ,多数 15。~35。坡地林地面积小且多为稀疏杂草混生的荒草坡 ,土壤贫瘠 ,草被质量低 ,接纳和保
蓄雨水涵养能力差,生产力水平低。根据恢复生态学原理 ,该县首先应致力于水资源保蓄、涵养和挖潜 ,改善
生态环境 ,通过重建先锋物种,以人工补充种源并辅以必要工程和农艺措施 ,促进退化生态系统恢复和重组
演化进程。萑草[Humulus scandeus.(Lour)Merr]为桑科蓓草属,是适应范围很广、生长势极强的 1年生野
生草本植物,匍匐茎蔓连续分枝可迅速形成地毯式地面覆盖层 ,对工程措施后裸露地表产生良好的防溅蚀
和阻径流效应。且于、鲜獯草营养均较丰富 ,并有 良好的药理功效 ,其主要营养成分粗纤维、粗蛋 白、无 N浸
出物、灰分及多种微量元素和维生素均高于紫花苜蓿,味甘而无毒无异味,畜禽适 口性好,易消化吸收,夏 、秋
生长旺季可直接刈割鲜饲,成熟期集中刈割青贮或晒制于粉配人畜禽日粮,营养丰富,具有抑菌抗病毒、促生
长等生物活性激素 ,可调节畜禽营养平衡 ,增强抗逆能力,降低饲料成本,提高饲养效益 ,促进封山禁牧后畜
禽养殖业的发展。本试验研究 了蓓草在残塬 沟壑区荒坡治理的生态效应及适宜林 草组合模式 ,为荒坡治理
提供配套措施。
1 研究区域概况与研究方法
试验在陕西省淳化县润镇沟流域进行,该流域位于北纬34。43 ,东经 108。18 ,地处鄂尔多斯地台南缘褶
皱带上 ,海拔高度 1000~1300m,相对高差 50~150m,流域面积 82.5kin ,为典型黄土高原残塬沟壑 区,属暖
温带半湿润季风气候,年均气温 9.8℃,≥IO~C年平均积温 3281.0℃,年均降雨量600.6mm,年均伊万诺夫
湿润度 K=0.7(仅9、10月份 K>1),为土壤贮水补墒关键时期。土壤主要为料姜白堵、林草白堵和坡黄
培,水土流失严重,土壤养分贫乏,无天然森林植被,以草本植物黄菅草、大披针苔、白草、黄毛莠等禾本科(占
39.8%)和茵陈蒿、艾蒿、阿尔泰狗畦花等菊科(占37.0%)为主,有少量沙棘、胡枝子和黄刺玫等灌木,植被
覆盖度低 ,护坡保土涵养水分能力较弱。
1999~2001年以流域内郑家沟村荒坡为重点治理试区,荒坡治理模式采取人、机结合的水保工程措施
*农业部丰收计划项目(2000/73220001)部分研究内容
收稿 日期:2003—06—30 改回日期:2003.O8—06
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156 中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
与林草生物措施相配套 ,对 15。~20。坡地修成宽 3~4m大平台,台内整修 2m×3m长方形埂 田,埂宽 50cm×
高 40cm,埂 田中心栽植经济林果 ,田埂上种草;对 20。~25。较陡坡地修成隔坡带,带 内每隔 1~1.5m修筑横
埂,两埂间栽植水保生态林木,条带边埂及横埂上种草;对>25。破碎陡坡地开挖鱼鳞坑,每坑栽植 1株生态
林灌木 ,坑边埂 内缘下种草。供试草种有“萑草”、“紫花苜蓿”、“鲁梅克斯”和“冬牧 70”等,果林灌木种有核
桃、杏 、柿 、刺槐 、油松 、侧柏和沙棘等。在 28.3。坡地和新修平台同步种植萑草和紫花苜蓿 ,以 自然空地为对
照(CK),研究萑草生态效应 。随机选取各治理模式 3个定点代表性地段 ,定期观测林、草生长状况;随机选
2~5个 lm 样方测定草盖度及地上部产量。雨后测定降水入渗及土壤水分变化 ,暴雨观测径流及土壤侵蚀
状况 ,秋季测定土壤理化性状。
2 结果与分析
2.1 藿草对地表结构及径流的影响
试验地为暴雨频发区,约 3年一遇较大暴雨,所产生 的径流造成严重水土流失 ,特别是工程措施后新修
裸露坡面使其完全丧失抗蚀能力,故工程措施必须与相应生物措施相结合,才能真正发挥其水土保持潜能。
萑草在新修隔坡带带间坡地生长势较强,生长盛期单株 H生长量可达 0.3n12左右,枝蔓纵横交叉形成地毯
式地面覆盖层,群落形成能力极强,能抑制雨点拍打溅蚀 ,减少径流及其泥沙含量 ,比对照坡 间径流量降低
74.3%,泥沙含量减少 51.6%,地表板结减轻 ,侵蚀沟变浅 ,土壤疏松 ,其蓄水固土抗蚀作用明显优于紫花苜
蓿处理(见表 1)。
表 1 隔坡带萑草对坡地地面结构及径流的影响
Tab.1 Effect of Humulus scandus on hardness and runoff of slope land
2.2 覆草保水效应及其对林木的影响
工程措施可为生物提供适宜的生存环境 ,单纯植树因树苗生长慢 ,形成具有生态效应的树冠需数年或更
长时间,对工程措施引起的裸露坡地土壤 当年乃至数年不能起到有效保护作用 ;单纯种草当年即可收到较好
水保效应,但经济效益有限。而根据林草生态适应性优化配置林草组合比例及其分布,既不会形成林草争肥
争水矛盾,又可以草蓄水护土,为林木生长创造良好生境,林草和谐共生、效益互补的植被群落 ]。据雨后
10d测定距树 0.5~1.0m处 0~50cm土层土壤含水率 ,林草组合 比单纯植树高 16.0%~23.5%,树苗抗旱
能力增强 ,成活率提高且生长加快。平台田、隔坡带和鱼鳞坑 3种工程措施萑草分别与核桃 、刺槐 、油松和沙
棘组合,比单纯植树树高增加 4.4~32.5cm,树干粗增加 0.07~0.09cm,当年可产优质鲜饲草 1.087~2.487
万 kg/hm (见表 2)。
表 2 不同工程措施萑草对土壤含水率及树苗生长的影响
Tab.2 Efect of Humulus scandus on water content in soil and sapling growth under different measures
*雨后 10d测定 ,降雨量为 26 4mm。
2.3 不同密度藿草对土壤水分及土壤理化性状的影响
萑草地毯式地面覆盖层可阻止雨点对地面直接拍打溅蚀,且可减少地表无效蒸发耗损,起到护土保墒效
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第 2期 刘生荣 等 :獯草在残塬沟壑 区荒坡治理 的生态效应研究 l57
果 。新修平 台田内 2m×3m 长方 形 田埂上
每 1T1种蓰草 1~3株,8月 份覆盖度达 70%
~ 100%,雨后 7d田间土壤水 分测定结果表
明,覆盖度 70%以上时有较好保墒效果 ,较
对照 0~15cm 土 层平 均 土 壤含 水 率 提高
2.4%,15~30cm 土 层则 平均 提 高 1.8%。
10月初测定树苗生长状况 ,种草树高平均增
高7.2cm(见表 3),说明实施生物措施可增加
地面枯枝落 叶覆 盖层 ,减 轻降雨拍 打溅蚀 ,
表 3 新修平台田蘅草密度对土壤含水率的影响
Tab 3 Effect of Humulus 5(andus density on water
content in soil under new terrace
改善土壤结构,有利于雨水入渗 ,减少蒸发散失,使有限水资源得到充分有效利用。
表4 新修平台田萑草对土壤物理性状的影响 不同草被因覆盖度差异 ,对
Tab.4 Efect of humulus (andus on physical property of soil under new terace 降雨(特别是暴雨)拍打溅蚀及
径流冲刷的抗御功能及蓄水保
墒性能不 同,荐草覆 盖度大对地
面有保 护 效应 ,可 改善 土 壤 容
重、孔隙度、松紧度及渗透性等
(见表 4)。并 改善 土 壤化 学性
状 ,其枯 茎落 叶可培肥地力 ,据
测定种植蓰草 0~30cm土层土壤碱解氮、速效磷和速效钾等养分含量呈增加趋势 ,说明对土壤熟化有促进
作用。
3 小 结
黄土高原残塬沟壑区生态建设的根本途径是尽快恢复植被防护体系,提高抗蚀和保持水土功能。因此
必须加大科技投入力度,优化配置适生速效林草种植模式,实施生物措施与工程、农艺措施相结合 ,改变小
地形,配合施用保水剂 、菌根生物技术 等现代生化措施,为林草成活及生长创造良好的生境 ,并遵循植
被分布的生态适应规律,按照不同生境梯度及适生区域种植不同类型林草,形成各异质性生境稳定的植被群
落。而蓰草在残塬沟壑区荒坡治理中生态效应显著,特别是实施工程措施后裸露地表以蓓草为先锋草种配
合相应林木,既能当年形成有效覆盖植被,发挥良好的水保效应,又提高土地资源利用率和植被资源利用价
值,在治理中利用,利用中治理,循序渐进,使荒坡治理与发展畜牧业、生态效益与经济效益、长远目标与近期
利益有效结合起来 ,调动千百万农 民自觉 自愿、持久不懈地投身于建设山JIf秀美工程。
参 考 文 献
郭兆文主编 陕西土壤 北京 :科学出版社 ,1992 596~620
刘生荣,张 海,相建业 律草在西部大开发中的开发前景 河南农业大学学报,2001,35(4):368~371
张厚华,黄占斌 黄土高原生物治理分区与该区生态系统的恢复 干旱区资源与环境,2001,15(1):64~72
蒋定 生主编 黄土高原水 土流失与治理模式 北京 :中国水利水电出版社 ,1997 106~120
滕元文,赵金龙,周湘红等 保水剂与塑料袋栽植技术对沙地幼龄果树生长发育的影响.干旱地区农业研究,1996,14(1):19~23
李登武 ,贺学礼 .8O年代以来国内 VA菌根与经济林木研究进展 西北农业学报 ,1999,8(5):l18~1 21
孙濡泳,李 博,诸葛阳等 普通生态学 北京:高等教育出版社,1993 12~17
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