全 文 ：第27卷 第3期 浙 江 林 业 科 技 Vol. 27 No.3
2 0 0 7年 5月 JOUR. OF ZHEJIANG FOR. SCI. & TECH. May, 2 0 0 7

文章编号：1001-3776（2007）03-0022-06

梁山慈竹在退耕还林中的水土保持效应研究

笪志祥 1，楼一平 1,2，董文渊 3，高艳平 3
（1. 中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 富阳 311400；
2. 国际竹藤组织，北京 100102；3. 西南林学院，云南 昆明 650224）

摘要：利用小型径流观测场对比观测降雨时间集中的梁山慈竹林和未退耕种植红薯的耕地的 17 次降雨、10 次水
土流失过程进行效益对比，分析侵蚀量、径流量与降雨因子的关系。结果表明，退耕还梁山慈竹林的穿透降水率
为 89.14%，茎流率平均为 1.57%，林冠截持降水率为 9.29%；凋落物层的最大持水量约为 27.54 t·hm－2，相当于
水深 2.4 ~ 3.3 mm，占降水量的 14.46% ~ 19.88%；与未退耕地相比，梁山慈竹林的平均径流量比耕地减少 24.6%，
而耕地侵蚀量约是林地的 4.7倍，林地降水的泥沙侵蚀平均减少量达到 78.56%。梁山慈竹有较好的水土保持作用，
能够明显地减少地表径流和泥沙侵蚀。
关键词：梁山慈竹；林冠截持；凋落物蓄水；地表径流；泥沙侵蚀
中图分类号：S795.5 文献标识码：A

严重的水土流失直接导致环境恶化、地区贫困和社会落后，已经成为影响区域生产发展的一个重要因素，
国际社会对此给予了广泛重视并展开了深入的研究，极力寻求各种措施进行水土流失的治理。在我国的水土保
持工作中，已经把退耕还林（草）作为重点，退耕还林（草）是治理水土流失的生物措施和耕作措施，能有效
控制水土流失、改善生态环境。在水土流失治理的生物措施和耕作措施领域内，国内外目前对植被的水土流失
规律和水土保持效应研究很多，其中研究较多的有油松（Pinus tabulaeformis）[1]、刺槐（Robinia pseucdoaca-
cia）[2]、杨树（Populus L.）[3]等乔木植物，沙棘（Hippophae rhamnoides）[4]、胡枝子（Perennial lespedeza）[5]、
桑树（Morus alba）[6]等灌木植物[7]，以及龙须草（Eulaliopsis binata）[8]、百脉草（Paspalum notatum）、葛藤
（Pueraria lobata）、羊茅（Festuca arundinacea）[9]、百喜草（Paspalum natatum）[10]、金银花（Lonicera jap-
onica）[11]等草本藤本植被。对于耕地的水土保持，主要研究种植作物（比如种植玉米、大豆[12]、花生[13]等）以
及种植模式（间种作物等）[14,15]对水土流失的影响，此领域国内外的研究都较多。在我国，山区丘陵占国土面
积的 2/3，坡耕地的水土流失相当严重，所以对坡耕地的水土保持研究就尤其重要，坡耕地的水土流失规律及退
耕还林（草）的研究也已见报道[16,17]。
种植竹类植物的水土保持效应研究仍然较少，主要有麻竹（Dendrocalamus latiflorus）、毛竹（Phyllostachys
heterocycla var. pubescens）等[18~20]。而我国竹类资源丰富，竹林作为退耕还林的重要林源，面积也在不断增大，
其原因是竹类植物具有生长迅速、成材早、更新期短、生态功能强、可持续利用等优势，而且竹类植物适生范
围广，在西部大开发重点区域的 12个省区都能生长，这样也能够满足实现退耕还林、改善生态环境目标的要求。
除了毛竹、麻竹，其他竹类植物在我国退耕还林工程中也发挥着显著的作用，在适生区内就已经有很多地方把
竹子作为退耕还林的首选。对于水土流失严重的西部山区，在退耕还林坡耕地中种植这些竹类植物的水土保持
效应研究就显得十分重要，为退耕还林工程的实施和发展提供理论指导和技术支持。
梁山慈竹（Dendrocalamus farinosus）为中亚热带竹种。主要分布于我国西南部的四川盆地、贵州赤水、安
顺以及云南部分地区。其生境要求气候温暖，年平均气温在 16 ~ 18℃；雨量充沛，年降水量在 1 000 mm以上；
收稿日期：2007-03-22
作者简介：笪志祥（1978－），男，安徽人，硕士，从事水土保持、竹林生态研究。

3 期

笪志祥，等：梁山慈竹在退耕还林中的水土保持效应研究

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相对湿度较大，在 75%以上；对土壤条件要求不高，在黄壤、红壤、紫色土、冲积土等土壤上都能正常生长发
育[21]。梁山慈竹是贵州省赤水市重要的乡土竹种之一，在长江中上游生态屏障建设及赤水市竹浆纸一体发展中，
具有重要的生态、经济和社会效益。实验通过对退耕还林后的梁山慈竹林与未退耕的耕地进行对比分析，得出
梁山慈竹的水土保持效益的客观评价。
1 研究区自然概况
1.1 地理位置
试验地位于贵州省赤水市西北部的大同镇民族村沙林头，海拔 275 ~ 290 m，南坡中部，试验地退耕还竹地
坡度为 27.5°，坡耕地坡度为 10°，二者均为正南方向。
1.2 气候与土壤条件
赤水河流域属大陆性气候，气候温和，雨量充沛，雨热同季，冬干旱夏潮湿，最高气温 39℃，最低气温
－5℃，年平均气温 15 ~ 20℃，年积温 6 606.5℃，平均相对湿度 82%。中下游夏季炎热，冬季温和。上游高
原区年降水量 900 ~ 1 000 mm，降水多集中在 6－9月，占年降水量的 60%左右，冬季雨量稀少，12月至翌年
1月降水量仅占全年的 4%。年日照偏少，相对湿度大，具有立体气候和地区差异明显的气候特点[22]。
试验地为泥质酸性紫色土，土层较厚，盐基饱和度小，呈微酸性到酸性，肥力强，试验地坡耕地土层厚度
（表土层）在 30 cm左右；土壤由紫红色砂岩发育而成的紫色土，层次不明显，以棕褐色为主，土质重湿，块
状、层状，较紧；不含腐殖质层。林地土层厚度在 30 cm左右；土壤分层明显，以暗棕色为主，具团粒结构，
腐殖质层发达[23]。
1.3 森林植被条件
试验地是坡面梁山慈竹退耕还林和坡耕地。林下灌木层基本不存在，仅有少许的草本植物，以皱叶狗尾草
（Setaria plicata）、小叶海金沙（Lygodium scandens）、云南裂稃草（Schizachyrium delavayi）、莠竹（Microstegium
vimineum var. imberbe）、碎米莎草（Cyperus iria）、亮毛蕨（Acystopteris japonica）、乱子草（Muhlenbergia hugelii）
为主，层盖度 30% ~ 70%。坡耕地作物为 2004年 5月初扦插的红薯，研究期间红薯的生长高度在 7 ~ 20cm，盖
度在 50% ~ 90%。
2 材料与方法
2.1 研究材料
2.1.1 梁山慈竹林 退耕还竹 3 a后的坡地。林内竹子的平均高度为 10.38 m，平均胸径 5.07 cm；林冠层平均
厚度为 8.07 m；竹丛平均密度为 676丛·hm－2；竹林郁闭度为 0.82；枯落物平均厚度 5 cm。
2.1.2 坡耕地 坡耕地坡度为 10°，相距林地不远，为同一个方位。坡耕地于 2004年 5月种植红薯，试验期间
红薯匍匐生长高度约 7 ~ 20 cm，盖度 50% ~ 90%。其间，有人为耕作活动发生。
2.1.3 径流场 在退耕还竹林地和耕地上各设 1个标准径流场进行对比研究。径流场面积为 10 m×5 m（投影
面积）。径流场用水泥板围成，板的上端不易做成刀刃状，采用平面处理。
2.2 研究内容和方法
2.2.1 竹林的截持降水作用研究 设一个 10 m×10 m标准样地，均匀布设 10个雨量筒测穿透降水（Pi）；选
定 5 棵大小不同的样竹测竹秆汇流量（Ps），方法是用橡皮管或塑料管缠绕于竹秆上，尾部接入储水筒，测得
标准株茎流量，将标准株茎流量按林木径阶及其权重进行统计，利用加权平均法推算出单位面积林分的茎流量；
林外旷地或林间空地设 1个自记雨量计测林外降雨量（P）。根据水量平衡林冠上的降水（P）＝林内穿透降水
（Pi）＋树干汇流量（Ps）＋林冠截流量（Pt），算出林冠截流量[24,25]：
Pt＝P－Pi－Ps。

24 浙 江 林 业 科 技 27卷

2.2.2 凋落物的蓄水量研究 用“样方收获法”测定凋落物层的生物量，用“浸水法”测定凋落物层持水量和
持水率[26]。
2.2.3 竹林地表径流量及侵蚀泥沙量研究 采用径流场观测的方法。在竹林和耕地上各建立了一个径流场，测
量竹林和耕地的径流量和泥沙量，进行对比[27]。
3 试验结果和分析
3.1 梁山慈竹林截持降水作用
3.1.1 林内降水与林外降水关系（表 1） 从表 1 中可以看出，梁山慈竹林的穿透降水率最低是 50%，最高则
达到 95.08%，平均穿透降水率为 89.14%，穿透降水率较高。根据实测数据，将林外降水和林内穿透降水进行统
计分析，发现梁山慈竹林林内和林外降水可以用以下一元回归模型表示：
Pi＝0.916 P－0.4091
相关系数：R2＝0.9867。式中 P、Pi分别代表林外降水和林内降水。
林内降水随林外降水的增加而增加，上述回归
模型可以很好地反映梁山慈竹林林内外降水的相
互关系（图 1）。
穿透降水包括从林冠空隙直接降落地面的降
水量和从林冠上汇集而滴落产生的冠流量两部
分。竹林郁闭度大，只是减少了降水直接降落到
地面的可能性，而竹子的枝叶具有不透水的硅化
蜡质层，暂时汇集在林冠层的降水将很快滴落到
地面，成为穿透降水，因此，梁山慈竹林的穿透
降水率较高。
3.1.2 梁山慈竹林的茎流 由表 1得到，梁山慈竹林的平均茎流率为 1.57%，最高为 1.97%，与降水量的关系呈
一元回归模型（见图 2）。据试验，毛竹林年茎流率平均为 4.4%，杉木林、马尾松林的茎流率分别为 0.98%和
1.4%[28]。
3.1.3 林冠截留降水作用 从表 1 中还可以看出，梁山慈竹林冠降水截留率随降水量的大小而变化，变化幅度
为 3.13% ~ 49.25%（见图 3），观测期间总降水量为 282.16 mm，林冠总截留量为 26.21 mm，截留率为 9.29%。
表 1 试验期间梁山慈竹一次降水分配及降雨情况
时间：2004年
降雨日期
/月－日
降水量
/mm
林内降雨
/mm
茎流量
/mm
林冠截留量
/mm
林内雨率
/%
茎流率
/%
截留率
/%
06－14 10.45 09.34 0.190 0.920 89.38 1.82 08.80
06－15 16.60 15.48 0.250 0.870 93.25 1.51 05.24
06－16 00.50 00.32 0.004 0.176 64.00 0.80 35.20
06－18 21.45 20.21 0.340 0.900 94.22 1.59 04.20
06－19 00.40 00.20 0.003 0.197 50.00 0.75 49.25
06－21 06.20 05.55 0.110 0.540 89.52 1.77 08.71
06－22 03.60 03.15 0.070 0.380 87.50 1.94 10.56
06－24 34.90 31.77 0.490 2.640 91.03 1.40 07.56
06－27 27.65 25.88 0.480 1.290 93.60 1.74 04.67
07－01 43.10 40.98 0.680 1.440 95.08 1.58 03.34
07－05 10.32 08.51 0.150 1.660 82.46 1.45 16.09
07－10 27.70 22.73 0.380 4.590 82.06 1.37 16.57
07－15 07.00 05.27 0.090 1.640 75.29 1.29 23.43
07－16 07.00 06.37 0.130 0.500 91.00 1.86 07.14
07－17 19.80 18.79 0.390 0.620 94.90 1.97 03.13
08－04 26.70 20.13 0.350 6.220 75.39 1.31 23.30
08－13 18.79 16.83 0.330 1.630 89.57 1.76 08.67
图1 梁山慈竹林林内降水随林外降水关系
y = 0.916x - 0.4091
R2 = 0.9864
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 10 20 30 40 50
林外降水量/mm
林
内
降
水
量
/ m
m

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资料显示，亚热带山地常绿阔叶林平均截留率为 11.4%，杉木、马尾松约为 15%，毛竹林约 21.6%[28]。
3.2 凋落物的蓄水作用
森林凋落物是水土保持的重要研究对象和环节。试验地梁山慈竹
林的凋落物生物量情况见表 2。
由表 2可知，凋落物的积累总量为 14.5t·hm－2，调查样地的凋落
物的生物量基本情况未分解层的现存量为凋落物的主体，占 62.07%，
半分解层占 37.93%。
凋落物现存量是持水能力的基础。凋落物的现存量主要取决于凋落物的输入量、分解速率和累积年限，而
森林的树种组成不同、林分所处的水热条件不同都对凋落物蓄积有较大影响。在室内浸泡试验中，通过观测记
录得到不同时段的凋落物的持水量与吸水速率如表 3和图 4所示。
表 3 不同观测时段梁山慈竹林凋落物持水量与持水速率
0.5 h 1 h 2 h 4 h 8 h 12h 24 h
持水量
/g
持水率
/g·h－1
持水量
/g
持水率
/g·h－1
持水量
/g
持水率
/g·h－1
持水量
/g
持水率
/g·h－1
持水量
/g
持水率
/g·h－1
持水量
/g
持水率
/g·h－1
持水量
/g
持水率
/g·h－1
未分解层 47.5 75.0 42.5 35.0 47.5 23.8 47.5 10.6 50.0 3.4 52.5 2.5 47.5 0.9
半分解层 37.5 95.0 35.0 42.5 47.5 23.8 42.5 11.9 27.5 6.3 30.0 4.4 22.5 2.0
表 3中，未分解层持水速率在 0.5 h时为 75.0
g·h－1，半分解层为 95.0 g·h－1，在 1 h时分别
为 35.0和 42.5 g·h－1，24 h后，持水速率为别
为 0.9和 2.0 g·h－1。凋落物持水速率在 0.5h内
最大，在 4h 内的持水速率变化剧烈，随着时间
的推移，持水速率逐渐降低，在 24h后，凋落物
的平均持水速率趋于 0，此时凋落物持水量达到
最大值。
梁山慈竹林凋落物未分解层的蓄积量约为
3.87 t·hm-2，半分解层的蓄积量为 8.0 t·hm-2，
未分解层的饱和持水率为 828.67%，半分解层的
饱和持水率为 176%。凋落物层的最大持水量约
为 27.54 t·hm－2，相当于水深 2.4 ~ 3.3 mm，占
降水量的 14.46% ~ 19.88%。可见凋落物层可以有效的消减地表径流和冲刷，起到调节地表径流和减少泥沙的
作用。

表 2 梁山慈竹林凋落物生物量
半分解层 未分解层 积累总量
/t·hm－2 现存量
/t·hm－2
比率
/%
现存量
/t·hm－2
比率
/%
14.5 5.5 37.93 9.0 62.07
图4 凋落物的吸水速率
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0.5 1 1.5 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
时间/h
吸
水
量
/g
半
未
分解层
分解层
图2 梁山慈竹茎流量随降雨量变化
y = 0.015x + 0.0118
R2 = 0.9627
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 10 20 30 40 50
林外降水量 /mm
茎
流
量
/m
m
图3 林冠截留量和林外降水量关系
0
1
2
3
4
5
6
7
0 10 20 30 40 50
林外降水量 /mm
林
冠
截
留
量
/m
m

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3.3 产流和产沙分析
对产生侵蚀的 10次降雨（见表 4），我们对梁山慈竹林和种
植红薯的耕地径流场产生的径流和侵蚀泥沙量进行分析。
由表 4 可以看出，在产生径流的降雨过程中，梁山慈竹林的
平均径流量也只有耕地的 72.4%，平均减少径流量达到 24.6%。
同时，竹林地的侵蚀量也要比耕地小得多，林地平均每次的
侵蚀量为 0.046 t·hm－2（不含 7月 5日），耕地平均每次的侵蚀
量为 0.21 t·hm－2（不含 7月 1日），平均每次耕地的侵蚀量约
是林地的 4.7倍。梁山慈竹林地降水的泥沙侵蚀减少量达 12.99% ~
94.55%，平均减少量达到 78.56%，见图 5、图 6。由此可见，梁
山慈竹林的减少泥沙侵蚀作用显著。
4 结论
（1）梁山慈竹林的穿透降水率为 89.14%，茎流率平均为 1.57%，林冠截持的降水率为 9.29%。可见，梁山
慈竹林的降水穿透率较高；茎流率比杉木、马尾松高，但比毛竹要低；林冠的降水截持率也较小。所以总体而
言，梁山慈竹林的降水截留作用较小，这是因为梁山慈竹枝干表面光滑且披有坚硬的硅质蜡层。但是，梁山慈
竹的林冠截留作用的重要意义在于阻止雨水直接降落到土壤，防止雨水溅蚀有利于雨水的渗透和贮存。
（2）观测期间，凋落物层的最大持水量为 27.54 t·hm－2，相当于水深 2.4 ~ 3.3 mm，占降水量的 14.46% ~
19.88%。可见梁山慈竹林的凋落物层能有效的削减地表径流和地表冲刷，起到调节地表径流和减少泥沙的作用。
（3）梁山慈竹林的平均径流量比耕地要减少 24.6%。侵蚀量也要比耕地小得多，耕地的侵蚀量约是林地的
4.7倍，其中还不包括人为耕地操作而产生的侵蚀情况，梁山慈竹林地降水的泥沙侵蚀平均减少量达到 78.56%。

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表 4 径流量和侵蚀量变化
林地 耕地 日期
/月－日 径流量/m3 泥沙量/kg 径流量/m3 泥沙量/kg
06－18 0.050 0 0.06 0.048 0 0.39
06－21 0.057 1 0.10 0.063 5 2.04
06－24 0.100 5 0.13 0.100 0 1.67
06－27 0.158 4 0.25 0.197 4 1.04
07－01 0.154 3 0.46 0.045 9 6.87
07－05 0.000 0 0.00 0.027 4 0.29
07－10 0.046 5 0.21 0.092 9 0.92
07－17 0.067 4 0.37 0.182 7 1.17
08－04 0.039 8 0.17 0.035 3 0.50
08－13 0.024 5 0.17 0.031 9 0.33
注：7月 1日耕地的侵蚀量由于之前对作物进行了锄草，
侵蚀加剧；7月 5日林地未产流。
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
1 2 3 4 5 6 7 8
降水次数
径
流
量
/m
³
林地 耕地
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8
降水次数
泥
沙
含
量
/kg
·
m
-3 林地 耕地
图 5 林地和耕地径流量对比 图 6 林地和耕地侵蚀泥沙含量对比

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Effect of Dendrocalamus farinosus Plantation on
Soil and Water Conservation

DA Zhi-xiang1，LOU Yi-ping1,2，DONG Wen-yuan3，GAO Yan-ping3
（1. Subtropical Forestry Institute of CAF, Fuyang 311400, China;
2. International Network of Bamboo and Rattan(INBAR), Beijing 100102, China; 3. Southwest Forestry College, Kunming 650224, China）

Abstract: Filed observation was made on 10 times of water and soil erosion process and 17 times of precipitation at
standard runoff plots. Analysis on relation between erosion capacity and runoff quantity with rainfall factor at bamboo
plantation and farming land showed that throughfall rate in Dendrocalamus farinosus forest was 89.14%, average
stemflow rate 1.57%, and canopy interception rate 9.29%. Litter intercepting capacity was 27.54t/ha, about 2.4~3.3mm
rainfall, which took 14.46~19.88% of rainfall. The average runoff in D. farinosus plantation reduced by 24.6%
compared to that in farmland and average soil erosion quantity by 78.56% which showed that D. farinosus forest had
advantage on soil and water conservation for slope farming lands.
Key words: D. farinosus; interception; litter capacity; runoff; soil erosion