胡枝子在水土保持的作用

論文類別:理學論文 > 農林學類論文
論文作者: 劉誌賢
上傳時間:2009/5/25 16:27:00

  論文關键詞:胡枝子 土壤改良 荒山荒地造林攔蓄降水 重要建群種

  論文摘要:胡枝子生長的土壤從微堿到微酸性。多數樹種具有耐幹旱、耐貧瘠、耐寒冷、耐熱、耐酸、耐刈割等優良特性,可用作水土保持和土壤改良,是荒山荒地造林的先鋒樹种。胡枝子根系生長較快,主根分叉較多且不十分明顯,20cm以下已無明顯主根,以細根為主;0—20cm的淺層根系较發達;這說明胡枝子除具有利用深層水分的能力外,還具有充分利用地表水的能力。另外,它的枝條基部還可產生不定根。這些都是它長期適應幹旱環境的特有性質。

  1.引言

  黃土高原地處中國西部幹旱半幹旱地區,水土流失和植被退化嚴重,生態環境惡化,這不僅影響了當地生存安全和經濟的可持續發展,也制約了西部大開發戰略的順利实施。 因此,恢復和重建林草植被、構建完整的森林和草地生態系統是黃土高原生態環境建設的核心。 近年來,伴隨著自然恢复群落演替的趨勢和規律,先前退耕還林還草的耕地已開始由蒿類、禾草類向灌叢群落过渡,出現了胡枝子等優勢種組成的半灌木群落。[5]

  2.生物學特性

  胡枝子屬(Lespedeza)是豆科(Leguminosae)蝶形花亞科(Papilionatae)中一个較大的屬,本屬植物全世界約有60余種,胡枝子屬植物分布在亞洲、大洋洲、歐洲和北美洲的濕潤、半湿潤地區。我國約有26種, 除新疆外,分布於全國各省區,集中分布于東北、黃河流域和安徽、浙江、湖北等省區以及臺灣山地的林緣、林跡地,多生於海拔1000—2000m之間。生長的土壤從微堿到微酸性。多數樹種具有耐干旱、耐貧瘠、耐寒冷、耐热、耐酸、耐刈割等優良特性,可用作水土保持和土壤改良,是荒山荒地造林的先鋒樹种。胡枝子為多年生草本、半灌木或灌木。羽状復葉具3小葉;托葉鉆形或线形,宿存或早落,無小托葉,小葉全緣,先端有小尖刺,網狀脈。胡枝子為無限花序,生花序位於枝條中上部,每一花序有小花8—22朵,對生,偶數,紫色或白色。苞片小且宿存,小苞片2,著生花基部;花常二型:一種有花冠,結實或不結實,另一種為閉鎖花,結实。花萼鐘形,5裂,裂片披針形或線形,上方2裂片通常下部合生,上部分離,花冠超出花萼,花瓣具瓣柄,旗瓣倒卵形或長圓形,與龍骨瓣稍附著或分离,龍骨瓣鈍頭內彎;二体雄蕊(9+1);子房上位,具1胚珠,花柱內彎,柱頭頂生。開花順序由中部向上部開放。也有少數頂部先开放。先期開放的花序,結實率很低或不結實。莢果卵形、倒卵形或者橢圓形,常有网紋,種子1粒,不開裂。胡枝子分布較廣泛的野生牧草,胡枝子根系生長較快,具有很強的適應性和抗逆性,既是建立打草場或放牧型草地的優良牧草,又是改良退化、沙化草地的生态型草種,對改變當地牧草品種單一、栽培技術落後、草地建設規模較小以及促進當地生態治理與建設和畜牧業發展,推動產業結构調整等具有重要作用。[4]

  3.直接作用

  3.1 根系的蓄水固土作用

  胡枝子生長分為前期(5月)、中期(7月)、後期(8月)三個時期。在3個时期中100cm土层內的土壤含水量均呈现逐漸升高的趨勢,且變動幅度較大。在幹旱少雨的初期(5月),隨著氣温的上升,地表蒸發大,使得土壤表層水分含量較低,而在雨水充沛的中、後期,由於連續的降雨且持續時间長,使得土壤水分含量升高。在100—200cm土层,陰坡土壤含水量逐渐增大,半陰坡和陽坡呈現高低相間的波動趨勢,半陽坡變化不大。整個生長時期中200cm土壤含水量平均值的大小順序為陰坡>半陽坡>半陰坡>陽坡。胡枝子根系生長較快,主根分叉较多且不十分明顯,20cm以下已無明顯主根,以細根為主;0—20cm的淺層根系較發達;这說明胡枝子除具有利用深層水分的能力外,還具有充分利用地表水的能力。另外,它的枝條基部还可產生不定根。這些都是它長期适應幹旱環境的特有性質。生長2年后根系入土達100cm,能吸收更深層的土壤水分,根量比生長100d的根量增加77。18%,分化出了粗、中、細根,但細根占絕對多數(60.34%),粗根主要集中在0—20cm層。這进一步說明胡枝子主根並不十分明顯,中、細根較為發達。野生胡枝子根系入土較淺,为140cm,垂直根系分布主要集中在0—10cm層,約占總根量的79.42%,粗根主要集中在0 —30cm。根系分蘗能力強,固土力強等特點,這使得胡枝子薪炭林能較好地缓解、分散、攔截和吸收地表徑流,減少水土流失。

  3.2 植株的蓄水固土作用

  能保土蓄水,改良土壤,固土防沖,據數據顯示,在4—5°的坡耕地上種植胡枝子防护林帶,在1次降雨4613 mm的情況下,比相鄰的一般耕地減少地表徑流量8911%,土壤沖刷量减少9517%;在地埂上種植胡枝子薪炭林,在1次降雨3218 mm的情況下,比未種胡枝子的裸露地埂径流減少3814%,土壤沖刷量減少5116%;在5°的橫坡垄耕地上,每隔20 m間距種植315 m寬(即5行)的胡枝子薪炭林,在年降水575 mm 的條下, 年徑流量只有72415 m3 · hm- 2 , 年土壤沖刷量只有10. 7m3· hm-2 ,与同樣條件下的沒有種植胡枝子的橫坡壟耕地相比,地表徑流量減少了3917% ,土壤沖刷量減少6316%。此外,由於胡枝子枝葉繁茂,根系發达,在一般情況下,其冠叢承雨率為11% —25% ,在重度侵蝕的坡耕地和荒坡地上種植胡枝子涵養林或營造胡枝子與落葉松針闊混交林,其保持水土效果十分顯著。

免費論文下載中心 http://www.hi138.com   3.3 防風 防害 改善了田間小氣候

  胡子子能防止了風害,改善了田間小氣候,梯田埂種植胡枝子後,可增加地面糙度,降低風速。據测定,在風蝕季節(3月—5月),胡枝子株高約為1.3m,加上田埂高70cm左右,其有效防護範圍可達32—36m;田间1m高處的平均風速與埂上未種胡枝子的梯田相比降低1.1m·s—1。和順小流域內的梯田田面宽平均為34.2m,田埂胡枝子有效地減輕了田面風蝕。據實地調查,每遇7級以上大風,邻近流域內的梯田,由於田埂處於裸露狀態,毀地扒苗現象較嚴重,而田埂上種有胡枝子的梯田風蝕危害基本消除。由於胡枝子的作用,相應地減少了梯田水分的立體蒸發。田埂上種植有胡枝子的梯田,其田間0—30 cm 深的年平均土壤貯水量比光埂梯田每667m2多17.4m3,相當於26.1mm的降雨量。同時具有提高了土壤肥力,胡枝子落葉多且易於腐爛,其根系上的根瘤菌能把土壤中遊離態的氮素固定,增加土壤含氮量,從而提高土壤的肥力。據實測,多年生胡枝子護坡林地,死地被物-的儲量可达322t·hm-2。4年生的胡枝子防沖帶每年可產生枯枝落葉2.1—2.3萬kg·hm-2,從而增加了土壤有機質的含量。據測定數據顯示,種植胡枝子防沖(埂)帶的坡耕地0—30cm土層中,養分含量比没種胡枝子時有顯著提高,其中有機質凈增1139%,全氮凈增107%,全磷凈增1013%,有效氮凈增173mg·100g-1,有效磷凈增1026mg·100g-1。[7]

  3.3 改善周圍环境

  黃土高原由于雨熱同季,降雨量集中,且蒸發量大,加上其自身的地貌特征,使不同立地條件的生態環境因子有著明顯的差異特點。壤條件和環境不同,植物種的侵生长狀況不同,造成不同坡向胡枝子群落在不同立地條件間土壤水分蒸发強度的差異,以及不同坡向的胡枝子優勢群落隨着自然演替的進行,形成了各自不同伴生種的小群落環境,這種差異也對不同立地胡枝子群落不同時期蒸騰耗水量造成一定的影響。對於含水量較高的陰坡、半陰坡、半陽坡,胡枝子可充分利用的土壤水分充足,從而保持較高的蒸騰以維持正常的生理水平,而陽坡含水量較低,隨著氣温的升高,空氣相對濕度降低,使該立地條件下胡枝子為維持自身的水分平衡,對气孔開度進行調節,蒸騰強度處於较低水平來降低葉片溫度,阻礙進一步失水,從而适應周圍幹旱的環境。在种不同立地條件下胡枝子葉片的RWC 和WSD 在生長的3 個時期的變化趨勢與前人研究黃土高原植被得出的較普遍規律也不太一致,這也是由不同植物在自身的組織結構和生理特點方面存在差異造成的。胡枝子葉片表面不但密披絨毛,有高度的保水力,隨著幹旱環境的加重,表面的革質化程度逐漸加強,且葉片加厚,葉片的顏色逐漸轉變為深綠色。這說明胡枝子能適應在干旱環境中生存,有較强的適應幹旱能力。它不僅能长期有效地起到護埂防沖、保护梯田安全、防止田埂叢生雜草、減少自然災害、促進作物增產的作用,而且對充分利用開发土地資源,實現農、林、牧結合,發展多種經營,增加經濟收入,脱貧致富,加快梯田建設等,均具有重要意義。[1]

  4 經濟作用

  胡枝子易燃燒,熱值高。三年實生幹枝條發熱量達1884910J·kg-1,鮮幹枝含水率2915%,且灰粉少,是農村優質生活能源燃料之一。而且由於它萌生能力强,營造胡枝子薪炭林仅1次投資,可年年受益,数十年不竭。3—5a后可產鮮柴0.8—1.5萬kg·hm-2。胡枝子枝葉無機養分含量高,易腐爛,既可做為绿肥,也可做飼料,是飼養馬、牛、羊的优質飼料之一。幹物質中粗蛋白含量高達1318% ,胡枝子可產綠肥粉1 500—2 250kg·hm-2,其營養豐富,具有較高的經濟價值。[2]

參考文獻

[1]靳淑靜 ,韓蕊蓮 , 梁宗鎖.黃土丘陵區不同立地达烏裏胡枝子群落水分特征及生物量研究[j] 西北植物學報,2009 ,29 (3) :0542 – 0547

[2]王永權.營造胡枝子薪炭林的生態效益與經濟效益分析[j] 防護林科技 2007年9月

[3]劉修聖,呂鵬懷,李輝.胡枝子對水土保持作用的研究[J].黑龍江水專學報,2000,27(2):41-42.

[4] 中國植物誌編寫委員會.中國植物誌第(四十一卷)[M].北京:中國科學出版社

[5]奚同行,林聖玉.胡枝子的開發利用價值及發展前景[J].中國水土保持,1995,4:42-43.

[6]陳默君,李昌林,祁永.胡枝子生物學特性和營養價值研究[J].自然資源,1997, 2 :74-81.

[7]任麗梅.拜泉縣小流域梯田埂種植胡枝子效益分析[j]

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