山东林业科技 ２００９年第２期 总１８１期 ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＦＯＲＥＳＴＲＹ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２００９．Ｎｏ．２ 文章编号：１００２—２７２４（２００９）０２—００３８—０２ 北方土石山区不同草本植物的径流小区水土流失规律研究 林 军 ，马文贵 ，张子雪 ，杨吉华 ，倪 伟 （１．临朐县水土保持生态环境建设局，山东临朐２６２６００；２．山东农业大学林学院） 摘要：对北方土石山区不同草本植物的径流小区进行径流量和侵蚀量的观测，分别在不同降雨条件下和相同降雨条件下 分析三种草本植物径流小区所产生的径流量和侵蚀量的变化规律。结果表明：在汛期不同降雨条件下，三种草本植物的径流 小区所产生的径流量和侵蚀量随降雨量增大而增大，径流量和侵蚀量的增加幅度大小依次为：自然草地、沙打旺和草木樨；在 汛期相同降雨条件下，三种草本植物的径流小区所产生的平均径流量和侵蚀量的大小顺序为：自然草地＞沙打旺＞草木樨， 三种草本植物对侵蚀量的影响大于对径流量的影响，三种草本植物的径流小区所产生的径流量和侵蚀量呈良好的Ｙ—ＡＸ＋ Ｂ线性关系，侵蚀量随径流量的增加而增加。随着径流量的增加，侵蚀量增长率的大小依次为自然草地、沙打旺和草木樨。 关键词：北方土石山区；草本植物；径流小区；径流量；侵蚀量 中图分类号：Ｓ７１５ 文献标识码：Ａ 地表产流产沙主要与两种因素有关，一是降雨， 一土层厚度１５～３２ｃｍ，质地坚硬，多砾石，流域中部坡 度８￣２００，土层厚度２５～６０ｃｍ，质地松散，多粗沙， 流域下部坡度３～１Ｏ。，土层厚度４０～８０ｃｍ，质地疏 是下垫面。下垫面特征是由地形、土壤、地表覆盖 等决定的。在同一坡面，同一场降雨条件下，地表产 流主要受地表覆盖度的影响。而地表覆盖度的差异 主要是土地利用方式的反映。覆盖度不同的土地利 松，多壤土。植被属温带落叶阔叶林，乔木树种以刺 槐、黑松、麻栎为主。灌木主要有黄荆和酸枣。经济 树种有苹果、板栗、桃、花椒和杏。自然生长的杂草 用方式在拦截雨水和人渗等方面有很大差异，这种 差异必然引起产流和产沙方面的不同，主要体现随 降雨变化在不同种植的植物种类的径流小区产流和 产沙的差异上。大量研究表明植被覆盖度与土壤侵 蚀量之间存在负相关关系，即随着植被覆盖度的增 加，坡面土壤侵蚀量将减少口 ］。许多学者还研究 了有效植被盖度的问题ｌ＿３ ］。笔者根据北方土石山 区临朐县辛庄水土保持试验站多年的观测资料，通 过分析三种草本植物的径流小区内降雨量所产生的 径流量和侵蚀量的变化规律，揭示不同草本植物的 坡面水土流失规律，这对于采取相应措施、坡面 有白羊草、荩草、百里香、结缕草、黄背草等，人工种 植的草本植物有小麦、谷子、地瓜、黄烟、花生、沙打 旺、草木樨等。 ２试验材料与观测方法 ２．１径流小区的布设 建立３个不同草本植物（沙打旺、草木樨、自然 草地）的径流小区，研究不同草本植物条件的径流小 区径流量和侵蚀量的变化规律，各径流小区的基本 概况如下表所示： 表１径流小区的基本概况 名称及编号 坡度（。）坡向 坡长小区面 （ｍ）积（ｍ０） 土壤植被 径流形成过程，如何在坡耕地上结合水土保持措施 的配置，合理利用土地资源，具有重要的理论和实践 意义。 １试验地概况 辛庄试验站设在山东省临朐县石家河乡辛庄小 流域内，位于东经１１８。３３ ～１１８。３５ ，北纬３６。１４ ～ ３６。１５ ，属典型鲁中南低山丘陵区，该流域积水面积 为８．３４ｋｍ ，流域长度为５．１ｋｉｎ，流域平均宽度为 １．７ｋｉｎ，岩石为片麻岩，土壤为棕壤，土壤容重 ２．２观测方法 １．３６ｇ／ｃｍ。，总孔隙度５０ 。流域最高海拔６４８ｍ， 流域出口最低海拔１８４ｍ，流域上部坡度ｌ５～３２。， 收稿日期：２００９—０１—１９ 通讯作者 ・ ２．２．１ 降雨量和降雨强度的观测 １９８０￣１９９０年 在辛庄水土保持试验站布设雨量观测点，采用人工 ３８ ・ 山东林业科技 林军等：北方土石山区不同草本植物的径流小区水土流失规律研究 ２００９年第２期 雨量计、自记雨量计同步观测、校准，据此计算日降 雨量和降雨强度。 ３结果与分析 ２．２．２ 降雨量和降雨强度分级 根据日降雨量 ３．１汛期不同降雨条件下种植不同草本植物的径 （Ｐ），共分六个雨量级，即０．０～９．９ｍｍ、１０．０～ 流小区侵蚀规律研究 ２９．９ｍｍ、３０．０～４９．９ｍｍ、５０．０～７９．９ｍｍ、８０．０～ 根据临朐县辛庄水土保持试验站汛期实测资料 ９９．９ｍｍ和＞１００．０ｍｍ；根据计算的３Ｏ分钟最大 （１９８６～１９９０年），在一定坡长２０ｍ、坡度２５。条件 降雨强度（Ｉ３０），共分七个降雨强度级别，即０～ 下，３种草本植物径流小区１９８６年（枯水年）、１９８８ ５ｍｍ／ｈ、５～１０ｍｍ／ｈ、１０～２０ｍｍ／ｈ、２０～３０ｍｍ／ｈ、 年（平水年）和１９９０年（丰水年）汛期水土流失量统 ３Ｏ～４０ｍｍ／ｈ、４０～５０ｍｍ／ｈ和＞５０ｍｍ／ｈ。 计结果如表２所示。由表２可以看出，３种草本植 ２．２．３径流小区径流量和泥沙量的观测 使用蓄 物的径流小区在３个典型年份的汛期径流量、侵蚀 水池测量径流小区的径流量（Ｖ）；用取样桶采集泥 量随降雨量的增大而增加，水土流失量随降雨量的 沙样品，将蓄水池的泥沙水量充分搅拌均匀混合后 增大而加剧；汛期降雨量１９８８年、１９９０年是１９８６ 取样，过滤，烘干称重，计算径流小区的侵蚀量 年的３．６Ｏ倍、６．９７倍，自然草地的径流小区汛期径 （Ｍｓ）。 流量、侵蚀量随降雨量的增大变化幅度大，而沙打旺 ２．２．４ 数据处理 用ＳＰＳＳ１２．０和Ｅｘｃｅｌ２００３统 和草木樨的汛期径流量、侵蚀量随降雨量的增大变 计软件进行数据处理。 化幅度小。 表２不同降雨条件下不同草本径流小区汛期径流量、侵蚀量 １９８６年汛期 １９８８年汛期 １９９０年汛期 植被类型—————— 降雨量（ｍｍ）径流量（ｍ。）侵蚀量（ｔ／ｋｍ。）降雨量（ｍｍ）径流量（ｍ ）侵蚀量（ｔ／ｋｍ ）降雨量（ｍｍ）径流量（ｍ３）侵蚀量（ｔ／ｋｍ￣） 沙打旺８６．１ ５６５３ ８８ ３０９．９ ２０１３７ ３１７ ５９９．８ ３６９０９ ６１４ 草木樨８６．１ ２４６５ ５６ ３０９．９ ５２７３ ２１８ ５９９．８ １０２０６ ３７１ 自然草地８６．１ ８６７９ １８２ ３０９．９ ２０４４０ ７９１ ５９９．８ ３９５６０ １２３７ ３．２汛期相同降雨条件下种植不同草本植物的径 和自然草地汛期平均侵蚀量均存在显著差异，草木 流小区侵蚀规律研究 ． 樨和自然草地存在显著差异，沙打旺与草木樨不存 表３相同降雨条件下不同草本种植的径流小区 在显著差异。 汛期平均径流量、侵蚀量 表４相同降雨条件下不同种植径流小区汛期 植被类型汛期降雨量（ｍｍ）汛期径流量（ｍ。）汛期侵蚀量（ｔ／ｋｉｎ ） 平均侵蚀量多霞比较结果（１ 水平） 由表３可以看出，１９８６～１９９０年坡长２０ｍ、坡 度２５。径流小区汛期平均降雨量为２５６．２ｍｍ，相同 注：＊表示在０．０１水平上差异显著 降雨条件下３种草本植物的径流小区汛期平均径流 ３．３汛期相同降雨条件下不同草本植物的径流小 量、侵蚀量从大到小的顺序均为：自然草地＞沙打旺 区径流量与侵蚀量研究 ＞草木樨。对３种草本植物２５。径流小区汛期平均 根据临朐县辛庄水土保持试验站汛期实测资料 径流量、侵蚀量在０．０１水平上进行方差分析，结果 （１９８０￣１９９０年）经过整理，用三种草本植物（沙打 表明，３种草本植物汛期平均径流量不存在显著差 旺、草木樨和自然草地）、坡度２５。和坡长２０ｍ的径 异（Ｆ一３．６４５＜Ｆ 一５．２９２），汛期平均侵蚀量存 流小区数据建立其回归方程见表５。不同草本植物 在显著差异（Ｆ一３１．２１６＞Ｆ。．。 一５．２９２），说明３种 径流小区的汛期径流量与侵蚀量呈Ｙ—ＡＸ＋Ｂ（Ｘ 不同草本植物对侵蚀量的影响要大于对径流量的影 为汛期径流量，Ｙ为汛期侵蚀量）线性关系，由表５ 响。 可以看出，在相同植被下，侵蚀量随着径流量的增长 在１ 水平上分别对坡长２０ｍ、坡度２５。３种草 而增长，种植自然草地的径流小区侵蚀量的增长率 本植物的径流小区汛期平均侵蚀量进行多重比较， （直线斜率）最快，分别是沙打旺和草木樨径流小区 结果如表４所示。由表４可以看出，沙打旺、草木樨 的１．３６倍和２．０６倍，说明自然草地径（转第９页） ・ ３９ ・ 山东林业科技 翟红莲等：植物组织培养培养基凝固剂替代物的研究 ２００９年第２期 琼脂培养基的组培苗，且茎叶根生长量大，可缩短培 以，在组培苗工厂化生产中，采用魔芋胶与卡拉胶复 养时间，降低生产成本。卡拉胶本身凝胶脆性大、弹 合，卡拉胶与黄原胶复合为凝固剂，是低成本培养壮 性小、易出现收缩脱液现象的特点，配置时与其他胶 苗的最佳途径。 复合，其效果更佳。 结合生产成本来看，组合４的成本要比使用琼脂 ８Ｏ目、１２０目卡拉胶与ｌ万粘度、１．２万粘度魔 每升低０．２６１元，为最佳组合。如果进行大批量的工 芋胶、食品级、工业级黄原胶；食用型、１８０目卡拉胶 厂化生产在成本和效益角度来说是相当可观的。 与１万粘度魔芋胶、工业级黄原胶均分别采用了同 样方法进行了复合试验，其结果均不理想，在此不做 参考文献： 详细的说明。 ＥＩＪ何东保，彭学东，等．卡拉胶与魔芋葡苷聚糖协同相互作 不同型号的卡拉胶与黄原胶及与魔芋胶的复合 用及其凝胶化的研究．高分子材料科学与工程，２００１（２）：２８３ 可以代替琼脂来配置培养基，与琼脂对比。在培养 Ｅ２３王铭和，唐湛祥．卡拉胶一魔芋粉的协合作用研究．湛江 海洋大学学报，２０００，２０（２）：３４～３５ 基的各方面的指标如透明度、弹性、杂质等方面来说 ［３］张秀清，王春英，等．甘薯脱毒试管苗低成本生产技术研 新型培养基的效果要好于琼脂而且分化情况与琼脂 究．山东农业科学，１９９９（１）：３６～３７ 不相上下，甚至比琼脂的效果要好。琼脂为凝固剂 ＥＣ刘忠玲．不同凝固剂在马铃薯试管苗培养中的对比试验。 的培养基上部晶亮透明，但底部有杂质沉淀析出，而 陕西农业科学，２００２（１２）：１ｌ～１２ 卡拉胶与魔芋胶复合为凝固剂的培养基通体透明且 Ｅ５］梁凤来．黄原胶的性能及其在食品中的应用．食品科学， 弹性好。 １９９０，（９）：３４～３９ 魔芋胶与卡拉胶复合，卡拉胶与黄原胶复合为 Ｅ６３林炜．魔芋一卡拉胶相互作用特性研究．食品机械，１９９７ 凝固剂，对组培苗的生长有明显不同的影响。试验 （４）：２９～３Ｏ 结果表明：对苗高来说，组合１４最佳，组合４次之； ［７］王若峰．琼脂与电解质、食品胶三者之间相互作用的研 究．食品科学，１９９４（８），７～１１ 对于愈伤组织和分化数来说，组合４为最佳组合，组 Ｅ８］严菊强，薛庆中，等．凝固剂对水稻花药培养愈伤组织诱 合１４次之；从其各种胶的理化性质来看，不同胶体 导的影响．植物学通报．１９９１，８（４），３２～３５ 的复合满足了不同植物生长期的营养所需。魔芋胶 ［９３裘文达．园艺植物组织培养．上海科学技术出版社，１９８６， 与卡拉胶复合、卡拉胶与黄原胶复合为凝固剂培养 ３７～３８ 的组培苗，生长速度快、茎叶生长量大，组培苗粗壮 ［１Ｏ１陈卫东．卡拉胶的性能及某些新应用．广东化工，１９９９ 浓绿，可缩短培养时间，降低生产成本；另一方面，培 （２）：１２～１６ 养的组培苗壮且根系发达、易成活、产量可观。所 （接第３９页） 小区所产生的平均径流量和侵蚀量的大小顺序为： 流小区侵蚀量随径流量增加而增加。相同坡度、相 自然草地＞沙打旺＞草木樨。３种草本植物对侵蚀 同坡长条件下，沙打旺和草木樨的径流小区植被覆 量的影响大于对径流量的影响。 盖度高，侵蚀量随径流量的变化增长缓慢。 ４．３在汛期相同降雨条件下，３种草本植物的径流 表ｓ不同草本种植径流小区汛期径流量与侵蚀量回归方程 小区所产生的径流量和侵蚀量呈良好的Ｙ—ＡＸ＋ Ｂ线性关系，侵蚀量随径流量的增加而增加。随着 径流量的增加，自然草地的径流小区侵蚀量增长率 最大，其次为沙打旺和草木樨。 参考文献： 注：Ｘ为汛期径流量，Ｙ为汛期侵蚀量。 Ｅｌｉ罗伟样，白立强，宋西德，等．不同覆盖度林地和草地的径 流量与冲刷量［Ｊ］．水土保持学报，１９９０，４（１）：３０￣３４ ４结论 ［２］张光辉，梁一民．黄土丘陵区人仁草地盖度季动态及其水 ４．１在汛期不同降雨条件下，３种草本植物的径流 保效益ＥＪ］．水土保持通报，１９９５，１５（２）：３８￣４３ 小区所产生的径流量和侵蚀量随降雨量的增大而增 ［３１水建国，叶元林，王建红，等．中国红壤丘陵区水土流失规 律与土壤允许侵蚀量的研究［Ｊ］．水土保持学报，２００３，３６ 大，汛期径流量和侵蚀量的增大幅度大小依次为：自 （２）：１７９～１８３ 然草地、沙打旺和草木樨。 Ｅ４］Ｍ．Ｊ．柯克比，Ｒ．Ｐ．ｃ摩根著，王礼先，吴斌，洪惜英译．土 ４．２在汛期相同降雨条件下，３种草本植物的径流 壤侵蚀［Ｍ］．水利电力出版社，１９８７：１０￣９８ ・９。
