第四章 水土保持生物措施最新版本

2020 4 5 1 第四章 水土保持林草措施 2020 4 5 2 水土保持林草措施 概述造林技术农田防护林规划及营造生物固沙技术水土保持植草技术 2020 4 5 3 第一节水土保持林草措施概述水土保持林草措施 Biologicalmeasuresofsoilandwaterconservation 是指在山地丘陵区以控制水土流失 保护和合理利用水土资源 改良土壤 维持和提高土地生产潜力为主要目的所进行的造林种草措施 也称为水土保持生物 植物措施 它是治理水土流失的根本措施 2020 4 5 4 一 水土保持林草措施的作用 保持水土涵养水源保护农田和水利水保工程调节气候减轻或防止环境污染 改善生态环境保护生物多样性为农牧业生产创造良好的条件 同时 水土保持造林种草又具有生产性 2020 4 5 5 一 林冠截留降雨 减少土壤侵蚀 林冠截留降雨一般为15 一40 林冠的截留作用 1 减小了林下的径流量和径流速度 2 推迟了降雨时间和产流时间 缩短了林地土壤侵蚀的过程 使侵蚀量大大减小 3 避免了雨滴击溅侵蚀 2020 4 5 6 二 枯枝落叶层吸水下渗 调节径流 1 林草地大量的枯枝落叶层 像一层海绵覆盖在地面 直接承受落下的雨水 保护地表免遭雨滴的溅击 2 枯枝落叶层还能增加地表粗糙度 形成无数细小栅网 分散水流 拦滤泥沙 大大降低了径流速度 减少了泥沙的下移 2020 4 5 7 三 固持和改良土壤提高土壤的抗蚀性和抗冲性 1 固持土壤作用 2020 4 5 8 2 改良土壤的作用 森林的改良土壤作用主要表现在通过制造有机物质和枯落物 腐根分解改善土壤理化性质等方面 根系活动增加了土壤的孔隙度 促进了土壤微生物的活动 根瘤菌的固氮作用 拦截泥沙 增加肥力 2020 4 5 9 3 提高林草地土壤入渗能力 有机质被微生物分解后 形成褐色的腐殖质 与土粒结合成团粒结构 增加土壤孔隙度 改善了土壤的理化性质 林草根系的活动 也使土壤变得疏松多孔 这样有利于水分的下渗 2020 4 5 10 4 提高土壤的抗蚀性和抗冲性 土壤的抗蚀性 指土壤抵抗径流对土壤分散和悬浮的能力 其强弱主要取决于土粒间的胶结力及土粒和水的亲和力 土壤抗蚀性指标主要包括 水稳性团聚体含量 水稳性团聚体风干率和以微团聚体含量为基础的各抗蚀性指标 2020 4 5 11 土壤抗冲性 指土壤抵抗径流的机械破坏和搬运能力 王佑民等 1994 研究结果显示 林地抗冲性最强 草地次之 农地最差 林草植物增强土壤抗冲性的作用主要表现在 其地被物层对地面径流的调蓄和吸收 以及根系对土壤的固持作用方面 4 提高土壤的抗蚀性和抗冲性 2020 4 5 12 单位面积上活地被物茎叶数量多和枯落物厚度大时 其土壤的抗冲性就越强 根系提高土壤抗冲性的作用与 1mm的须根密度关系极为密切 须根密度越大 增强土壤抗冲性效应就越大 4 提高土壤的抗蚀性和抗冲性 2020 4 5 13 一 水土保持林草措施的种类 在长期的水土保持造林种草科研和生产实践中 科研工作者提出了不同区域的水土保持林草措施的种类 如黄土高原水土保持林种包括梁峁顶防护林 梁峁坡防护林 沟头沟边防护林 沟底防冲林等 2020 4 5 14 科学性 符合林学 生态学 地貌学 土壤侵蚀学及经济学的基本原理 所划分的种类概念清晰 相互之间具有明显的界限 实践性 符合生产实际 便于操作 每一个类型和种类 在造林种草实践中能充分体现 系统性 指所划分的类型和种类之间的隶属关系明确 在宏观上和微观上都可形成完整的体系 水士保持林草措施种类的划分要具有科学性 实践性和系统性 一 水土保持林草措施的种类 2020 4 5 15 水土保持林草措施种类的划分与地貌密切相关 同时也受灾害性质及社会经济需求的影响 水土流失区造林种草的主要作用是控制水土流失 但在不同的地貌立地条件下 造林种草的目的有所区别 一 水土保持林草措施的种类 2020 4 5 16 如塬面以改善农田小气候 保护和促进农业生产为主在山地丘陵区的陡坡以防止土壤侵蚀为主在一些海拔较高的山地 以涵养水源为主在水库 河川地区 以护库 护岸 固滩为主在饲草能源缺乏的地方 还要充分考虑改善群众生活 提高经济水平 解决农村能源和饲草等问题因此 水士保持林草措施除保持水土外 还具有多种功能 一 水土保持林草措施的种类 2020 4 5 17 在生产实践中水土保持林草措施种类大多用地形 或小地貌 防护性能 生产性能 或地形 小地貌 防护性能 或生产性能 进行命名 如护坡薪炭林 护坡经济林 梁峁顶防护林 坡面水土保持林等 一 水土保持林草措施的种类 2020 4 5 18 一 水土保持林草措施的种类 水土保持林草体系的分类 2020 4 5 19 一 水土保持林草措施的种类 2020 4 5 20 一 水土保持林草措施的种类 黄土塬 黄土峁 黄土梁 2020 4 5 21 一 水土保持林草措施的种类 水土保持林草体系的分类 2020 4 5 22 一 水土保持林草措施的种类 水土保持林草体系的分类 2020 4 5 23 一 水土保持林规划设计1 立地条件类型的划分划分立地条件类型是选择树种 制定造林技术措施的主要依据 划分立地条件类型的方法有生态因子法 立地指数法和主导环境因子法 由于水土流失区地形复杂 通常采用主导环境因子法划分立地类型 第二节水土保持林规划设计与造林技术 2020 4 5 24 环境因子包括 地形 海拔高度 坡向 坡位 坡度 地貌部位等 土壤 土壤类型 土层厚度 腐殖质层厚度及含量 土壤侵蚀程度 石砾含量 机械组成 结构 PH值等 水文 地下水位深度及季节变化 有无季节性积水及积水持续期等 生物 造林地植物群落名称 结构 盖度及其生长情况 病虫 兽害情况 有益动物及微生物状况等 1 立地条件类型的划分 2020 4 5 25 划分立地条件类型的步骤 绘制平面图 采用小流域平面图或者利用1 1000地形图 划分小班 在平面图确定的宜林地上 根据地面明显的标志 如山脊 道路 流水线和地类界 划分小班 确定划分立地条件类型的方法 按主导环境因子法划分 确定小班调查因子划分立地条件类型和命名 找出主导因子 1 立地条件类型的划分 2020 4 5 26 2 造林典型设计 造林典型设计 是对各立地条件类型的造林树种 造林密度 配置方式 混交 整地 造林方法等进行设计 造林典型设计的具体内容包括 1 树种配置根据造林目的 立地条件和树种生物生态学特性 确定适生树种 或主要树种 混交树种 混交比例和方式 2 整地根据造林地的自然条件 当地技术力量和劳力多少 确定整地方法及规格 2020 4 5 27 3 造林季节 方法及苗木规格造林季节分春季 秋季 雨季 造林方法分为植苗 直播和分殖造林 但以植苗造林为主 种苗规格指苗龄 苗高 地径及根系长度 应根据苗木标准确定 4 抚育措施包括松土除草 扩穴培土 除蘖 抹芽 修枝 平茬及病虫防治等 每年抚育时期 次数 5 种苗 造林劳力需要量估算种苗包括造林所需苗木数量 劳力包括整地 育苗 造林 抚育 补植等投劳工作量 以上内容一般采用图 表和文字相结合的形式表示 称其为造林类型配置图 2 造林典型设计 2020 4 5 28 举例如下 例 造林类型配置图式 造林类型名称 油松 沙棘水土保持林立地条件类型 阳向斜缓坡 地形 土石荒山 海拔1200 1400m 阳坡或半阳坡 坡度15 25 土壤 碳酸盐褐土 黄土母质 土层厚50cm以上 植物 狗尾草 白草 蒿类群丛 盖度50 60 2 造林典型设计 2020 4 5 29 图4 1树种配置图式 2020 4 5 30 造林技术措施 整地时间及方法 雨季前反坡梯田整地 宽1 0m 深0 3m 带状挖穴 植树穴规格 长 宽 深为0 5m 0 5m 0 4m 苗木规格 两年生油松实生苗 地径0 5cm以上 根长25cm以上 苗高20cm以上 沙棘用一年实生苗 地径0 4cm 根长20cm以上 苗高30cm以上 造林时间及方法 春季植苗造林 2 造林典型设计 2020 4 5 31 表4 2每公顷苗木 劳力需要量 树种配置 油松 沙棘行间混交 株行距为油松 1 5m 2 0m 沙棘 1 0m 2 0m 幼林抚育 前3年每年松土 培土2次 后两年每年一次 每公顷苗木 劳力需要量见表4 2 2 造林典型设计 2020 4 5 32 1 适地适树适地适树就是使造林树种特性 主要是生态学特性与立地条件相适应 以充分发挥生产潜力或生态经济效益 适地适树是造林工作的一项基本原则 也是决定造林成败的关键之一 二 水土保持林造林技术 2020 4 5 33 要做到适地适树 首先要了解树种的生物学和生态学特性 熟悉造林地的生态环境 使二者达到统一 适地适树有三条途径 第一是选树适地或者选地适树 即把具有一定生物学和生态学特性的树种栽植在适合它生长的地方 第二是改地适树 通过改善立地条件使地和树相适应 如采用集流整地 客土 施肥 排盐碱等措施 第三是改树适地 通过选育和引种驯化等方法改变树种的某些特性 使造林树种与立地条件相适应 二 水土保持林造林技术 2020 4 5 34 表4 3晋陕黄土高原沟壑类型区立地条件类型及适生树种 2020 4 5 35 表4 4长江中上游4片重点水土流失区的主要立地条件类型及适生树种 2020 4 5 36 2020 4 5 37 表4 5太行山低山区各立地条件类型及适生树种 2020 4 5 38 2 混交造林混交造林能充分利用造林地的营养空间 改良土壤 促进各树种的生长 减轻火灾和病虫害的发生和蔓延 在保持水土 涵养水源等方面具有显著的作用 1 混交林的树种分类混交林中的树种 依其地位和所起的作用不同 可分为主要树种 伴生树种和灌木树种三类 主要树种 是作为主要培育对象的树种 经济价值高 防护效能好 它在混交林中数量最多 是优势树种 主要树种的数目有时是一个 有时是二至三个 二 水土保持林造林技术 2020 4 5 39 伴生树种 是在一定时期与主要树种伴生 并促进其生长的乔木树种 伴生树种是次要树种 在数量上一般不占优势 伴生树种的作用是辅佐 护土和改良土壤 为主要树种的生长创造有利条件 灌木树种 是在一定时期与主要树种生长在一起 并为其生长创造良好条件的灌木 灌木树种的主要作用是护土和改良土壤 有时也有一定的辅佐作用 二 水土保持林造林技术 2020 4 5 40 2 树种的混交类型 混交类型 是根据树种在混交林中的地位 生物学特性及生长型等人为搭配在一起而成的树种组合类型 混交林类型有以下几种 主要树种与主要树种的混交 两种主要树种混交 可以充分利用地力 同时获得多种经济价值较高的木材和更好的发挥其他有益的效能 2020 4 5 41 主要树种与伴生种混交这种类型的混交林 防护效能较好 稳定性较强 主要树种与伴生树种混交多构成复层林林相 主要树种居第一林层 伴生树种位于其下 组成第二林层 2 树种的混交类型 2020 4 5 42 主要树种与灌木混交 主要树种与灌木的混交 一般为乔灌混交类型 乔灌混交类型多用于立地条件较差的地方 而且条件越差 越应适当增加灌木的比例 主要树种与灌木混交 种间矛盾比较缓和 林分稳定 2 树种的混交类型 2020 4 5 43 主要树种 伴生树种与灌木的混交 一般称为综合混交类型 综合混交类型兼有上述三种混交类型的特点 2 树种的混交类型 2020 4 5 44 3 混交树种的选择 在营造水保混交林时 要为主要树种选择混交树种 选择适宜的混交树种 是调节种间关系的重要手段 也是保证顺利成林和增强林分稳定性的重要措施 混交树种选择不当 有时会被主要树种从林中排挤掉 更多的可能是压抑或代替主要树种 使造林的目的落空 2020 4 5 45 3 混交树种的选择 选择混交树种一般应根据以下条件 混交树种应具有良好的辅佐 改土和护土作用或其它效能 给主要树种创造生长环境 提高林分的稳定性 混交树种最好与主要树种之间的矛盾不太大 如喜光树种与耐阴树种混交 深根性与浅根性树种混交 有根瘤和非根瘤菌树种混交等 混交树种具有较高经济价值 混交树种萌芽力强 繁殖容易 2020 4 5 46 3 整地工程 整地 Sitepreparation 能改善造林地小气候和土壤理化性质 增强土壤蓄水保墒和保肥能力 减少杂草和病虫害 有利于保持水土 整地工程有 1 反坡梯田梯田面向内倾成坡度较大的反坡 一般反坡坡度为5 15 田面宽1 3m 田埂外坡约60 2020 4 5 47 2 水平沟是沿等高线挖沟的一种整地方法 沟的断面形状多呈梯形 一般水平沟的上口宽约0 5 1 0m 沟底宽0 3m 沟深0 4 0 6m 外侧斜面坡度约45 内侧坡 植树斜面 约35 沟长4 6m 两水平沟距离2 3m 水平沟过长时 沟内可留横埂 为增强保持水土效果 可将各沟串联起来 3 整地工程 2020 4 5 48 3 鱼鳞坑为形似半月形的坑穴 规格有大小两种 大鱼鳞坑长径0 8 1 5m 短径0 6 1 0m 小鱼鳞坑长0 7m 短径0 5m 坑面水平或稍向内倾斜 有时坑内侧有蓄水沟与坑两角之引水沟相通 外缘有土埂 半环形 高0 20 0 25m 3 整地工程 2020 4 5 49 4 整地时间从全国范围来讲 一年四季均可进行整地 但一般在造林前一年或半年提前整地 北方地区最好在雨季以前进行整地 有利于截蓄雨水 3 整地工程 2020 4 5 50 4 造林方法 造林方法 Forestationmethod 按所使用的造林材料 种子 苗木 插穗等 不同 一般分为植苗造林 播种造林和分殖造林 1 植苗造林植苗造林是营造水保林最广泛的一种造林方法 植苗造林最突出的优点是不受自然条件的限制 此外植苗造林可以节省种子 在种源不足的情况下 应先育苗再造林 2020 4 5 51 1 植苗造林 2020 4 5 52 2 播种造林 播种造林也叫直播造林 可分为人工播种造林和飞机播种造林 2020 4 5 53 3