黄土区灌木植物茎叶护坡水文效应的影响因素研究

黄土区灌木植物茎叶护坡水文效应的影响因素研究

张莹毛小青

张莹毛小青（青海大学青海西宁810016）

［摘要］灌木植物的茎、叶生长特征对植物护坡的水文效应影响明显。本文通过试验对比植物株高、分枝、小区覆盖面积等指标，分析各指标对护坡水文效应的影响。试验结果表明：试验区灌植物护坡的水文效应，灌木以四翅滨藜突出。根据试验区灌木植物地上部分生长特征所表现的水文效应，在试验区及与其环境条件相同的边坡，采用四翅滨藜护坡效果较为理想。

［关键词］灌木植物护坡水文效应黄土区

植物具有显著的保持水土和稳定边坡的作用，其护坡作用主要体现在坡面植物地下根系的力学效应和植物根、茎、叶的水文效应两个方面［1，2］。一方面，植物根系从土壤中吸水，从而降低坡体孔隙水压力，提高坡体土壤水分蒸发和渗透能力、增强土壤抗冲性和土体抗剪强度，提高边坡稳定性［3］；另一方面，植物通过其茎叶对降雨的截留、削弱溅蚀、抑制地表径流等作用，有效防治坡面水土流失，改善坡面生态环境，增强景观效应［4］。草本与灌木由于其生长速度快、繁殖能力强，因此采用草本和灌木进行护坡，是有效防治水土流失的根本性措施之一［5］。本文通过试验区种植灌木植物，并对植物株高、分枝、小区覆盖面积等生长指标进行观测、统计，分析其对护坡水文效应的影响，从试验区灌植物护坡的水文效应，最后评价出试验区所种植的灌木植物的护坡水文效应。

1试验区基本概况

西宁及其周边地区属于高原半干旱大陆性气候，地处青海东部湟水河流域河谷，多年平均降水量372.6mm，年内分布极不均匀，一年中80%以上的降水集中在6～9月份，且多以暴雨和阵雨形式出现，具有历时短、强度大、降雨集中特点。最大年降水量为541.2mm，最小年降水量为196.4mm，最大日降水量为62.2mm，最大小时降水量为30.1mm，一次性连续最大降水量为60.4mm［6］。深厚黄土覆盖、坡度陡，植被覆盖差；试验区及其附近居民活动集中，暴雨频繁，水土流失严重，洪水、滑坡等灾害现象频繁［7］。试验区设在西宁城北二十里铺泉湾青海大学农科院，试验区面积约8m×1m，坡度约30°，属于人工堆积的土质边坡，坡向属半阴半阳。

根据研究区当地气候条件和植物分布类型，确定四种灌木作为护坡供试种，为柠条锦鸡儿、四翅滨藜、霸王、白刺。试验区总面积8m2，分4个试验小区，每个试验小区面积为1m×1m。灌木均采用为单播方式，播种深度为1～2cm，其中灌木为穴播，穴距为5cm，每个小区种9行。

2试验区灌木植物茎叶生长特征

在试验区四种灌木生长3个月、4个月和5个月时，分别观测了其株高、单株分枝数和小区覆盖面积。结果表明，各生长指标均随生长时间的增加而增大，如表2所示。小区覆盖面积大小依次为四翅滨藜＞霸王＞柠条锦鸡儿＞白刺。在生长了3～4个月时，平均株高随生长时间的增高幅度变化不显著，而在生长了4～5个月时，四翅滨藜的株高随生长时间的增高幅度表现最大，其次为霸王、柠条锦鸡儿，白刺的增高幅度最小；小区覆盖面积在生长了3、4、5个月时，其增加幅度不明显。四种灌木小区覆盖面积大小依次为偃麦草＞披碱草＞细茎冰草＞赖草。据统计，柠条锦鸡儿的叶片数量和叶层较白刺多，仅次于四翅滨藜和霸王。四翅滨藜的小区覆盖面积在四种灌木中最大，其次为霸王、柠条锦鸡儿，白刺最小。

灌木植物茎叶的水文效应与灌植物的生长特征有密切关系。植物株高高，其叶片分层多，将降落下来的雨滴进行多次缓冲，削弱雨滴的动能，降低雨滴对地表的溅蚀；植物小区覆盖面积大，其降雨截留作用强。从四种灌木植物的株高、分枝、小区覆盖面积生长特征综合评价得出，随着时间的增大，四种灌木茎叶的降雨截留、削弱溅蚀和抑制地表径流的作用增强，由大到小依次为四翅滨藜>霸王>柠条锦鸡儿>白刺。

3结论

本文围绕试验区种植的四种灌木，进行了植物株高、分枝、小区覆盖面积等指标的统计与测量，分析了灌木茎、叶对护坡水文效应的影响，得出以下主要结论：

（1）粉土质边坡中，应选择具备较强生长适应能力、生长速度快，且根系发达、茎叶生长茂盛、覆盖面积大的灌木植物进行护坡，使灌植物在护坡中充分发挥其水文效应，达到固土护坡的同时，改善生态环境、增强环境景观效应。

（2）试验区四种灌木的生长指标，随植株生长时间的延长而增大。四种灌木中四翅滨藜和霸王的平均株高、单株平均分枝数和小区覆盖面积比柠条锦鸡儿和白刺大；生长5个月后，灌木的覆盖率可达32%～45%。

（3）依据四种灌木的生长特征评价得出，四种灌木茎叶的水文效应由大到小依次为四翅滨藜>霸王>柠条锦鸡儿>白刺。

参考文献：

［1］李志清，胡瑞林等.生态防护在高速公路护坡中的应用研究［J］.工程地质学报，2005，13（2）：280-284.

［2］周德培，张俊云.植被护坡工程技术［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［3］李国荣，胡夏嵩，毛小青，朱海丽，段晓明.寒旱环境黄土区灌木根系护坡力学效应研究［J］.水文地质工程地质，2008，1.