植物篱控制水土流失的原理及设计与施工

　　0 引 言

　　植物篱是在坡耕地上按一定间距带状等高种植的具有拦截径流和土壤作用的水土保持措施.由于植物篱能分散和拦蓄径流、滞留土壤,可有效控制水土流失,保持了坡耕地的肥力和生产能力,且投入小、治理效果好和植物有一定的经济效益正被逐渐推广应用.

　　1 防治原理

　　植物篱防治坡耕地水土流失的作用主要有以下3 个方面:

　　1. 1 截短坡长作用

　　植物篱在坡耕地中是按一定间距种植的,相应截短了坡面长度,减少了局部水量汇集面积和减缓了水流速度,降低了水流的冲刷能力.

　　1. 2 机械阻挡作用

　　机械阻挡是植物篱防治土壤侵蚀的主要因素,植物篱长成后,近地面植物的根、茎、枝叶等能降低通过植物篱水流的速度,其挟沙能力变小,泥沙在植物篱带上部或林带内沉积下来,随着泥沙的不断沉积,拦截( 蓄) 泥沙和水量的效果逐渐增强.

　　1. 3 减缓地面坡度

　　拦截的泥沙逐渐堆积,形成高于坡面的台地形条带,相应减少了地面坡度,减缓了水流的冲刷能力.

　　2 植物篱的设计与施工

　　植物篱措施的适用范围比较广泛,坡耕地治理中可普遍采用.笔者建议以植物篱为主要措施的黑土区坡耕地治理适宜坡度为 3° ~ 8°,8°以上的可作为辅助措施采用[2].

　　2. 1 间距

　　植物篱间距设计一般采用经验数据或参照地埂植物带间距设计,在 3° ~8°坡耕地设置时间距为 50~ 20 m,坡度小间距大,坡度大间距小,必须是垄宽的倍数,便于耕作.如黑龙江省拜泉和克山水土保持实验站设计的植物篱,3°坡耕地采用间距 30 m,5°坡耕地采用间距22. 5 m.

　　2. 2 宽度

　　植物篱的宽度一般为 2 ~3 m

　　2. 3 植物选择

　　植物篱种植的植物应以根系发达、茎( 枝) 叶茂密经济价值较高耐贫瘠的灌木树种和多年生草本植物为主,不适宜栽种杨数、落叶松等喜肥和对农药敏感的高大树种,避免树与作物抢肥、遮地、受药害.适宜种植的灌木树种有紫穗槐和胡枝子等,适宜种植的草本植物有黄花菜、芦苇等[3].

　　2. 4 种植方法

　　植物篱沿等高线布设,秋季整地,第二年春天栽植.为方便管理一般不种植 2 种以上植物,只选择 1种植物种植.紫穗槐采用植苗穴栽,每穴 3 珠,珠( 穴) 行距为0. 5 m × 0. 5 m,穴与穴呈品字型分布; 胡枝子采用沿植物篱条播,行距 0. 3 ~0. 5 m,种子需经破壳处理后于 4 月 25 日前播种,避免出苗不齐和当年生长期不足,木质化不完全而产生冻害; 黄花菜采用丛栽,每丛 3 珠左右,行距 35 ~40 cm,丛距 10 ~12 cm,丛与丛呈品字型分布; 芦苇采用漫撒直播[4].

　　3 植物篱措施特点

　　植物篱属植物措施但也具有工程措施的特点,主要有:

　　3. 1 保土和降低水流速度效果好

　　据黑龙江省拜泉和克山水土保持实验站对 3°坡耕地和 5°坡耕地设置植物篱的监测结果,表层土壤冲刷量只是对照坡耕地的 26. 34% ~23. 9%,保土率> 70% ; 降低水流速度为 23. 91% 和 26. 34% .

　　3. 2 减缓地面坡度

　　根据测试,3°黑土区坡耕地10 a胡枝子林带淤积土层厚度为 12 ~ 15 cm,5°黑土区坡耕地8 a胡枝子林带淤积土层厚度为 13 ~16 cm,相应降低坡面坡度0. 2° ~ 0. 3°.随着植物篱上部和林带内泥沙的不断沉积,使坡耕地坡度逐渐变缓,起到坡式梯田和地埂植物带的作用[5].

　　3. 3 节省投资

　　以间距30 m,宽2. 0 m缝植紫穗槐为例,投资约1 000 元 / hm²左右,仅是地埂植物带的 50%左右.

　　3. 4 经济效益较好

　　种植的紫穗槐、黄花菜等市场需求量较大,能产生一定的经济效益.

　　3. 5 管理费用较低

　　植物篱按植物措施管理,每年只需对出现的冲沟进行修补[6].

　　4 结 语

　　与传统的梯田、地埂植物带工程相比,等高植物篱造价低、施工简单,植物篱本身还能提供有经济价值的产品,具有固氮能力的植物篱还能提高土壤的肥力.大面积植物篱的布设有隔离带的作用,可减少农作物病虫害的发生和减缓病虫害的传播速率,具有工程措施无法比拟的优势.针对黑龙江省黑土区坡耕地水土流失严重,水土保持投资相对短缺的现状,植物篱措施应广泛推广应用.

　　参考文献:

　　[1]王平,温玉柱,张小梅 . 胡枝子水流调节林带保持水土效益研究[J]. 黑龙江水利科技,2000,28( 01) : 6 -7.

　　[2]陈雪,蔡强国,王学强 . 典型黑土区坡耕地水土保持措施适宜性分析[J]. 中国水土保持科技,2008( 05) : 44 -49.

　　[3]蔡强国,黎四龙 . 植物篱笆减少侵蚀原因分析[J]. 土壤侵蚀与水土保持学报,1998( 02) : 44 -60.

　　[4]袁东海,王兆骞,陈欣,等. 不同农作措施红壤坡耕地水土流失特征的研究[J]. 水土保持学报,2001,15( 04) :66 -69.

　　[5]姜芃,严力蛟,董有浦,等 . 人工降雨条件下南方坡耕地水土流失特征[J]. 陕西师范大学学报: 自然科学版,2013,41( 04) : 96 - 99.

　　[6]史淑娟,张亚丽,韩丽琼,等. 烟草种植区坡耕地水土流失特征及影响因素[J]. 人民黄河,2014,36( 02) :75 -77