全 文 ：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　涛
(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 草的生态效应研究结果表明 , 草适
应性广 ,生长势极强 , 是荒坡治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　 草　林草组合　生态效应
Eco-effect of Humulus scandus in the control of sloping wasteland in gully area.LIU Sheng-Rong , ZHANG Hai , LI Bao-Lai , JIA
Tao(Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry , Yangling 712100), CJEA , 2004 , 12(2):155 ～ 157
Abstract　The deposition model of biological and engineering measures and eco-effect of Humulus scandus are preliminarily stud-
ied for sloping wasteland control in this paper.The results show that the Humulus scandus has high vigorous adaptability and is 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 scandus , 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%[ 1] 。陕西省淳化县 1.173万 hm2 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/km2 ,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。 草[ Humulus scandeus.(Lour)Merr]为桑科 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[ 2] ,对工程措施后裸露地表产生良好的防溅蚀和阻
径流效应。且干 、鲜 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干粉配入畜禽日粮 ,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 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 82.5km2 ,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℃, ≥10℃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 、林草白 和坡黄 ,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 、阿尔泰狗哇花等菊科(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:2003-08-06
　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　　　　　　　　　　
Vol.12　No.2
April , 2004
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“ 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 草和紫花苜蓿 ,以自然空地为对
照(CK),研究 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 1m2 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　 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。
草在新修隔坡带带间坡地生长势较强 ,生长盛期单株日生长量可达 0.3m2 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 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
处　理
Treatments
降雨量/mm
Rainfall
降雨强度/mm·min-1
Rainfall intensity
小区径流量/m3
Surface runoff
泥沙含量/kg·m-3
Silt content
地表侵蚀沟深/cm
Erosion depth
地面板结
Hardened surface
土壤松紧度
Soil loose-tight
　　草 34.2 0.23 0.073 107.2 2～ 5 斑块微结 较松
紫花苜蓿 - - 0.176 146.6 3～ 11 较 板结 紧实
未种草(CK) - - 0.284 221.6 3～ 21 板　　结 紧实
2.2　 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[ 3] 。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 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/hm2(见表 2)。
表 2　不同工程措施 草对土壤含水率及树苗生长的影响
Tab.2　Effect of Humulus scandus on water content in soil and sapling growth under different measures
工程措施 林草组合 0～ 50cm土层土壤含水率＊/%Water content in 0 ～ 50cm soil 树苗生长状况 Sapling growth state 鲜草产量/万 kg·hm-2
Engingeering
measures
Forest-grase 距树 0.5m
0.5m from tree
比单纯植树(±)/%
Comparing with
planting tree only
距树 1.0m
1m from tree
比单纯植树(±)/%
Comparing with
planting tree only
株高/cm
Height
增加/cm
Increase
树干粗/cm
Thick
增加/cm
Increase
Fresh yield of
Humulusscandus.
平台田 核桃+ 草 　　　11.8 　　　22.9 　　　12.6 　　　23.5 　　43.6 　　11.2 　　1.35 　　0.09 　　　2.487
核　　　桃 9.6 　 　　- 10.2 　　　 - 32.4 　　 - 1.26 　　 - 0.0
隔坡带 刺槐+ 草 10.2 17.2 10.9 18.5 172.1 32.5 1.28 0.07 1.604
刺　　　槐 8.7 　　 　- 9.2 　　　 - 139.6 　　 - 1.21 　　 - 0.0
鱼鳞坑 沙棘+ 草 9.4 16.0 　 　　- 53.1 4.4 0.65 0.08 1.087
沙　　　棘 8.1 　 　　- 　　 　- 48.7 　　 - 0.57 　　 - 0.0
　　＊雨后 10d测定 ,降雨量为 26.4mm。
2.3　不同密度 草对土壤水分及土壤理化性状的影响
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
156 中 国 生 态 农 业 学 报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 12卷
表 3　新修平台田 草密度对土壤含水率的影响
Tab.3　Effect of Humulus scandus density on water
content in soil under new terrace 　
草密度/株·m-1
Densi ty
覆盖度/ %
Grass cover
土壤含水率/ %
Water content in soil
土层/ cm Soil layer
树高/ cm
Height
0～ 15 15～ 30
1 　　　70 12.9 14.6 　　29.4
2 85 12.8 14.9 32.7
3 100 12.1 15.2 28.9
未种草(CK) 0 10.2 13.1 23.1
果。新修平台田内 2m×3m 长方形田埂上每
m种 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 ,改善土
壤结构 ,有利于雨水入渗[ 2] ,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 草对土壤物理性状的影响
Tab.4　Effect of humulus scandus on phy sical property of soil under new terrace　　　
处　理
Treatments
土壤容重/g·m-3
Bulk weight of soil
土层/ cm Soi l layer
孔隙度/ %
Porosity
土壤松紧度
Soi l loose-tight
渗透性/mm·min-1
Permeability
0～ 10 10～ 20
　　草 1.28 1.30 52.1 较松 1.124
紫花苜蓿 1.30 1.32 50.8 稍紧 1.017
自然草被 1.33 1.37 49.2 紧实 0.916
不同草被因覆盖度差异 ,对
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 , 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 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[ 4] ,改变小
地形 ,配合施用保水剂[ 5] 、菌根生物技术[ 6]等现代生化措施 ,为林草成活及生长创造良好的生境[ 7] ,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 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 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川秀美工程 。
参　考　文　献
1　郭兆文主编.陕西土壤.北京:科学出版社 , 1992.596～ 620
2　刘生荣 ,张　海 ,相建业. 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
3　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
4　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
5　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
6　李登武 ,贺学礼.80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):118～ 121
7　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
157第 2期　　　　　　　　　　　刘生荣等: 草在残塬沟壑区荒坡治理的生态效应研究