全 文 ：2 00 6年 6月
第 3期 96 ~99
甘 南 农 业 大 学 学 报
JO U R L A NO F G AU S RA G N】C U I U R TAL U N】 VR EI S Y T
香根草在水库及采石场边坡的
水土保持效应研究
王 芳 , 蒋志荣 , 李小军
(甘甫农业大学林学院 ,甘甫 兰州 73 0 0 70 )
摘共 : 通过试脸 ,拍试了香根草在深圳市宝安区水库边坡和废弃采石场边坡的水土保持效应 ,并与未种植的裸地进
行对服 . 结 . 表明 ,香根草种植后 .第 1年水土保持效果十分明且 , 土城流失 t 分别减少了 72 . 05 %和 68 . 09 % .第 2 年
水土保持能力基本趋于称定 , 土城流失 t 分别减少了 90 . 45 %和 90 . 6 % ,据此认为香根草在边坡治理中有明显的水土
保持效应 ,在深圳市有广阅的应用前景 .
关位侧 : 香根草 ,边坡 ,水土保持书土集怪蚀
中 . 分类号 : 5 688 . 4 , 5 15 7 . 4+ 3 3 文故标识码 : A · 文章幼号 : 10 3一 4 31 5 ( 2 00 6 ) 0 3一 00 96刁 4
E f f e e t s f o r w a t e r a n d 5 0 11 e o n s e r v a t io n o f V飞l i v e r i a z i z a n i o i d e s
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a n g , J IA N G Z h i
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( oC l铭 e o f OF r es t r y , aG sn u A g r ie ul t ur a l U ul v er s it y , aL 仙 h o u 730 0 70 , C hi an )
A加 tacr t : aB s e d o n a f i e ld t e s t i n t h e aB o
` a n 压 s t ir e t o f Sh e仙 h e n e i t y , t h e e f f e e t s fo r wa t e r a n d 50 11
e o n s e vr a t i o n o f Ve l i优衬 a z iaz n i o id e s , a p e r e n n i a l h e r b i n t h e f a m ily G r a m i n ea e , o n t h e s lo p e s o f er s evor i r
a n d s t o n e p i t w e r e d e t e们旧 i n e d a n d a n a ly s e d , e o m p a r e d w i t h b a r e l a n d w i t h o u t a n y p l a n t a t i o n a s co n t r o l .
T h e r e s u l t s s h o w de t h
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.
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,
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5 a m o u n t
1 引言
香根草 ( ye l i ve r诬a z iaz n i o id e : ) , 又名岩兰草 ,
是一种多年生禾本科植物 ,地上部分密集丛生 ,茎秆
坚硬 ,直立成熟时株高一般在 1 . 5~ 2 . o m 之间 ,属
作者简介 . 王 芳 ( 1 9 79 一 ) , 女 , 映西石泉人 , 在读硕士 . 研究方向为
水土保持 . E一吐` 1:皿伙卯8 16 @ 21 c几 co m
通讯作者 . 蒋志荣 ( 1 9 5 9一 ) , 男 ,胶技 , 主要从事荒澳化与水土保持
研究 . E一砒d : 卜gr 晒~ co lu
收摘日期 : 2 0 0 5一 0 5一 13
.C 植物 , 具有纵深发达的根系 , 根系可深达 2 ~ 3
m
,而且抗张力十分强大 ,是同等直径软钢的 1/ 6 .适
宜在气沮为 一 1 0 ~ 5 0 ℃ 和年降雨 t 3 0 0 ~ 6 0 0 0
~ 的地区生长
, 能适应各类土坡条件 , 在非常贫
府 、坚实 、强酸 、强碱 、甚至具有重金属毒容的土旗上
都能生长 ,具有抵抗长期干早或演水的能力 , 即使有
部分茎叶长期淹水亦能存活 l[, 幻 . 香根草在国内江
西等地已进行过部分水土保持实脸侧试研究 ,效果
良好 . 本次试验目的是侧试香根草在深圳市边坡治
理中的水土保持效果 , 为深圳市乃至珠江流域水土
DOI : 10. 13432 /j . cnki . jgsau. 2006. 03. 021
第 3期 王 芳等 :香根草在水库及采石场边坡的水土保持效应研究
保持工作提供新的水土保持物种选择依据 .
2试验地概况
深圳市地处北回归线以南 , 属南亚热带海洋性
季风气候 ,雨量充沛 ,多年平均降雨量 1 7 0 一 2 10
m m
,其中 4~ 9 月占 8 3 . 3 % ~ 84 . 4 % . 多年平均降
雨 日数 1 40 d ,雨强大于 8 0 m m / d 的 日数平均 4 . 1
次 a/ ,雨强大于 10 m m / d 的 日数平均 2 . 6 次 a/ ,雨
强大于 15 0 m m / d 的大暴雨平均 0 . 5 次 a/ . 由于位于
珠江 口台风登陆频繁地区 (台山 ~ 惠东 ) 的中部 , 台
风活动次数较多 ,尤其是在每年 7 ~ 9 月 , 台风 出现
最为频繁 , 多年平均台风雨 t 为 6 8 9 m m , 约占多年
平均降雨 t 的 36 % ,历年的台风平均 4 . 8 次 . 深圳
市的产流模数较大 , 一般情况下 , 当降雨强度大于 5
m m / h 时即产流 ;一般每年每公顷的土壤流失量 , 5 。
~ 1 0
。坡地为 1 5~ 3O t , 1 5 。 ~ 2 5 。坡地为 4 5一 7 5 t .
荒坡有灌草等植物夜盖的 , 一般流失轻微 ,许多地方
由于破坏了地面植被 ,致使水土流失加剧 . 近年来由
于经济发展孺要不断地开发土地 ,造成开发地土坡
不能及时得到维护 , 以及开发废弃物堆放不合理造
成的水土流失现象十分严重 a[J .
为了确定香根草在边坡治理中的水土保持效
应 ,本次试验选择两个地点的边坡进行水 土保持测
试 ,分别为水库边坡 (坡度 1 7 。 )和废弃采石场边坡
(坡度 1 9 “ ) .
水库边坡位于深圳市宝安 区铁岗水库 , 土壤主
要为花岗岩风化形成的赤红坡和砂岩风化的黄壤 .
采石场位于宝安区九围丰顺石场外侧的边坡 , 主要
为废弃的小石砾 、粗沙砾和赤红壤组成 ,基本没有植
物生长 ,含磷和钾的数盆甚低 , 土壤肥力较差 , 在水
库边和采石场分别选 2 块地 ,一块地种植香根草 , 另
一块地做裸地对照 . 4 块试验地均在迎风坡上 , 降雨
t 几乎一致 ,试验面积均为 1。。 m Z (长 X 宽 : 10 m X
10 m )
.
3 材料与方法
3
.
1 试脸材料
本次试验用的香根草购 t 于广东省茂名市香根
草联合生产基地 , 于 2 0 0 3 年 3 月在 20 mz 的 2 块试
验地上 ,共种植 3 2 0 0 丛 (每丛 3 株 ,共 9 6 0 0 株 ) ,沿
等高线带状挖穴 ,丛间距 250 m m , 行距 2 50 m m , 穴
挖成 “ V ” 字状 ,穴深 10 0 ~ 1 50 m m , 带土球种植 .
本次试验所采用的监侧设备包括 自记雨量计 、
倾斜仪 、皮尺 、钢卷尺和数码相机等 .
种植后香根草发育状况如表 1 .
裹 1 番根草生物学指标
T a b
.
1 B i o l o g ie a l in d e xe
s o f Ve t i说对 a 2 1加 摊10若de ,
试验地点 返青 日期 成活率 /% 生长 t /m
水库边坡 20 03一 0 4一 06 9 4 0 . 6
废弃采石场边坡 20 0 3一 04一 10 90 0 . 4
3
.
2 试验方法
本次试验采用重点监侧原则 , 即对两处试脸地
点进行连续监测 , 主要针对俊蚀程度 .1[ . 试脸监侧内
容为对水土流失治理效果 的监侧 , 通过种植香根草
的措施 ,监测香根草拦渣保土的效果 , 即降雨 t 达到
一定程度时 ,定期观测试验地土坡俊蚀深度 .
在现场实地勘测 的基础上 , 采用地面观侧方法
中的桩钉法〔卜刃 . 在水库边坡和采石场边坡分别布
t 两组桩钉 ,一组布里在种植香根草的地段 ,另一组
布! 在裸地 , 每组桩钉均布 t 在试脸地的中心地段 .
采用简单方便的等距抽样 ,其优点是利于提高代表
性 ,使母体各部分能均匀地包括到样本中 .
桩钉法试验过程设计如下 :
.将直径 6 m m 、长 3 0 0 m m 、钢钎相距 1 0 0 0 m m
X 1 0 O m m 分上中下 、 左中右纵横各 3 排 (共 9 根 )
铅垂方向打人 ,并在钢钎上涂漆 , 编号登记以便观察
记录 . 多次暴雨后 (降雨量超过 50 m m 以上 ) ,观测
钢钎礴出的高度 ,确定土坡侵蚀深度 ,并计算土城俊
蚀 t .
计算公式如下 :
.
_ 买h ,
h
;
~ 之书甲
,
( 1 )
式中, 兀` 一 第 i 次观 侧的俊蚀深度 的平均值
( m m ) ;
h , 一 第 ` 次观测 中第 j 个钢钎的露 出高度
( m m )
.
s `座乒 ( 2 )
式中, S `一第 i 次测 t 的标准差 .
H = 艺h ` ( 3 )
甘 甫 农 业 大 学 学 报 2 00 6年
式中, H 一观测期内 , 俊蚀总深度 ( m m ) .
Q = 1 O0 0 H
一
y e o s s ( 4 )
式中, Q 一俊蚀模数 ( t / k m , · a ) .
H
。 一年俊蚀深度 ( m m ) ;
y一土城容重 ( g / c耐 ) .
a一 坡度值 ( 。 ) .
A =
H
。
1 0 0 0
S cy o
s s ( 5 )
式电 A一 土坡俊蚀 t ( O
S一 俊蚀面积 (耐 ) .
4 结果与分析
4
.
1 住蚀澡度 (悯杆耳出离度 )计算与标准理计算
通过定期监侧 ( 2 0 0 3 年和 2 0 0 4 年分别在 5 月
和 12 月进行监侧 ) , 侧 t 了边坡上钢钎解出商度 (俐
钎尽出高度反映俊蚀深度 ) ,试验记录和计算表 .2
标准差 S 是表示一组数据与平均值离散的程
度l0t J . 从表上的数据可以 , 出 , 每次侧试数据的标
准差都很小 ,反映了侧试数据与平均值的离散程度
很小 , 9 个钎礴出地表商度的平均值能反映实验地
的俊蚀深度 .
采石场由于多石砾和璐天堆砌的大石块 , 表层
土质琉松 , 土城获粒细小 ,极易受到气流和水流的形
响悬浮于空中或被水流带走 , 因此水土流失情况相
对于土层较深且团粒结构较好的水库边坡严盆 . 由
表 2 可知 , 6一 12 月汛期水土流失 t 明显离于 1~ 5
月 . 观侧结果显示种植香根草的水土流失状况要 比
裸地至少要减少 50 %以上 .
4
.
2 健蚀模教和土坟住蚀 t
水库边坡种植香根草后 的 土坡容重为 1 . 23
g c/ ma
,裸地的土旗容重为 1 . 4 9 / c耐 . 采石场边坡
种植香根草后的土旗容重为 1 . 12 9 / c m , , 裸地的土
族容重为 1 . 32 9 / c m 3 . 俊蚀棋数和土集俊蚀 t 计
算 [“ , ` ,〕如表 3·
分析表 3可 以得知 , 土坡容重的降低说明种植
香根草后 , 土坡由于有植被的砚盖 ,植物根系的作用
而使土坡的紧实度下降 ,土坡容重降低 . 从年俊蚀深
度 、俊蚀模数 、 年流失 t 可以看出 ,无论在水库边坡 ,
还是在采石场 ,种植香根草后都不同程度地降低了
雨水对土城的俊蚀 ,有效地防止了水土流失 .
衰 2 试脸地土幼 . 蚀澡度
T a b
.
2 匀 11 e or s io n de Pht o f e x详 ir me nt a l p fo t
每个炯钎的尽出及平均离度 / m m时段 (年一月 ) 降雨 t / m 幻。 试脸地名称— 标准位h : h : h : h4 h ` .h h , h。 .h h i2 . 0 0 . 53 . 0 1 . 52 . 0 1. 54 . 0 2 . 0 1 . 5 1 . 0 6 0 . 6 33 . 0 2 . 22 0 . 6 71 . 0 1. 33 0 . 5 02 . 5 2 . 33 0 . 8 7亡口门O曰01ó。.…八U. .1,l2 00 3一 03 ~ 20 03 一 0 5 70 0 1 . 0 1 . 0 0 . 51 . 5 2 . 5 2 . 01 . 0 1 . 0 1 . 53 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 0 0 . 53 . 0 2 . 01 . 5 2 . 03 . 0 1 . 5nà甘0…,几,白. .20 0 3一 0 6~ 200 3一 12 1 00 0 水库 (种 )水库 (裸 )采石场 (种 )采石场 (裸 )水库 (种 )水库 (裸 )采石场 (种 )采石场 (裸 )水库 (种 )水库 (裸 )采石场 (种 )采石场 (裸 )水库 (种 )水库 (裸 )采石场 (种 )
采石场 (裸 )
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30
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.…09曰,几J啥n甘01各七口.…,工,`八甘
200 4
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.…1二10月吮巴曰.0八U工勺.…09曰,上,几亡J八甘口…04
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.
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.
26
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.
7 1
第 3期 王 芳等 :香根草在水库及采石场边坡的水土保持效应研究
衰 3住蚀摸致和土坟住蚀 ,
T a b
.
3 R es u l t o f 5 0 11 e or s i o n m o d
u l u s a n d 5 0 11 e r o s io n a r n o u n t
年份 容重 / g · c m一 , 年侵蚀深度 /m m 俊蚀棋数八 · k m -二 。一 ’
317946一02341一“.1L
20 0 3
1
.
78
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.
4 4
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.
1 1
61一72“50
.…n甘月O晓U曲b.1L2 00 4
试验地名称
水库 (种 )
水库 (裸 )
采石场 (种 )
采石场 (裸 )
水库 (种 )
水库 (裸 )
采石场 (种 )
采石场 (裸 )
2 0 93
.
7 4 9 1
。
2 2 59
.
7 0 8 1
.
8 46
-
8 8 68
.
7 7 1
.
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.
年流失 t 八
0
.
20 9 3 73
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.
74 9 13 1
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.
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.
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0
.
0 8 4 6 90
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.
88 6 8 39
0
.
0 77 116
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注 : 按 10 0 m . 计算 ,
一J .,J连ó亡é一IL.
一J IJes丹Otù才一.Ll
ù IJ工几Jes一吕09尸.LJ
5 讨论
每年 4 月上旬香根草返青后 , 就初具水土保持
功能 ,在随后的半年到 1 年的生长过程中 ,水土保持
能力不断加强 ,效果也渐明显 . 种植后第 1 年 , 水库
边坡土壤流失量减少 了 72 . 05 % , 采石场边坡土壤
流失 t 减少了 68 . 09 % . 香根草种植后第 2 年 ,水库
边坡土壤流失 t 减少 了 90 . 45 % , 采石场边坡土壤
流失 t 减少 90 . 6 % , 水土保持能力基本稳定 , 达到
了水土保持的预期 目的 . 根据国家《土壤侵蚀分类分
级标准 》规定 ,种植香根草后 , 水库边坡 和采石场边
坡土壤侵蚀级别由极强度 、 强度转变成轻度 、 微度 ,
水土保持效应 明显 . 此外 , 试验中也发现种植香根草
以后土壤中土壤容重明显增加 , 说明土坡含水 t 上
升 . 本次试验表明香根草在深圳市是一种理想 的水
土保持植物 ,尤其是在废弃采石场裸露土地上 的水
土保持效果明显 . 本试验结果可为香根草在深圳市
乃至珠江流域推广和应用提供科学依据 . 同时 , 由于
香根草具一定保水 、耐早的特性 , 它在干早地区的水
土保持效果如何 ,也是一个值得探讨的问题 .
[ 3〕
[ 10〕
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