曾加芹，田興軍，劉楊軍，池瞻仲

（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，西藏 林芝860000；2.南京大學(xué) 生命科學(xué)院，江蘇 南京210093）

砂生槐（Sophora moorcroftiana）藏語稱之為吉娃，屬豆科槐屬，是較矮而多枝的灌木。砂生槐是一種喜暖、旱中生灌木。在西藏，多生于2 800～4 400m的山坡灌叢中，河漫灘沙質(zhì)、石質(zhì)山坡，在雅魯藏布江河谷常呈大片群落出現(xiàn)，砂生槐既可種子繁殖，又可無性繁殖［1］。砂生槐質(zhì)地柔軟，略有苦味，幼嫩時，羊采食，利用高峰期在6—7月。8—9月莢果成熟，可采收作家畜的精料，其豆莢的粗蛋白質(zhì)含量為莖葉的2倍，作為高寒地區(qū)的蛋白質(zhì)飼料，有開發(fā)利用的價(jià)值［2］。砂生槐花期長，花色美，既是觀賞植物也是蜜源植物。砂生槐還可入藥，有清熱、解毒之功效，可以綜合開發(fā)利用［3］。前人對砂生槐種子的藥用性有較多的研究，得出其具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等活性等重大成果［4－6］，而缺少砂生槐改善高原生態(tài)環(huán)境——水土保持功能的研究，而這方面的研究對指導(dǎo)和改善高原水土流失狀況有著十分重要的意義。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于西藏東南部林芝地區(qū)雅江下游西南側(cè)。地理坐標(biāo)為94°23′E，29°31′N。該區(qū)屬濕潤山地暖溫帶和半濕潤山地溫帶氣候；冬春少雨，降水主要集中在夏秋，雨熱同季，年平均氣溫2.4℃。1月是最冷月，平均氣溫－6.9℃，最熱月是7月，平均氣溫10.2℃，年均降雨量為754.4mm，年均相對濕度64%，年均蒸發(fā)量1 760.2mm，土壤多為沙質(zhì)土和黏質(zhì)土。研究區(qū)主要植被類型是砂生槐為主的落葉灌叢林。

2 試驗(yàn)內(nèi)容及方法

2.1 樣地設(shè)置及取樣

在典型地區(qū)設(shè)置3個面積為20m×20m樣地，分別為覆蓋率50%的砂生槐樣地A、覆蓋率25%的砂生槐地樣B和覆蓋率5%的荒草樣地C。在樣地內(nèi)設(shè)置灌木樣方2m×2m，草本樣方1m×1m，枯落物樣方0.5m×0.5m。在樣地內(nèi)按照自上而下的順序，設(shè)置小樣方進(jìn)行調(diào)查及取樣。取樣內(nèi)容包括灌木和草本鮮質(zhì)量、枯落物收集、土壤取樣等。

2.2 測定方法

2.2.1 植株持水量測定 采用收獲法和浸水法。將樣地里新割下的砂生槐、草本植株稱量后完全泡入水中，12h后取出，濾干至沒有水滴滴下后稱質(zhì)量，前后差值為植株持水量。

2.2.2 枯落物水文特征測定

（1）枯落物干質(zhì)量和含水量測定：在每個試驗(yàn)區(qū)內(nèi)分別取50cm×50cm的小樣方，首先把樣方內(nèi)所有枯落物取出來，清除石粒和土壤碎粒后，分別稱質(zhì)量，然后放入鋁盒內(nèi)烘干稱質(zhì)量，測定枯落物干質(zhì)量和含水量，每個試驗(yàn)3次重復(fù)。

（2）枯落物的持水量和截留量的測定：把樣方內(nèi)所有枯落物取出來，清除石粒和土壤碎粒后，分別稱質(zhì)量，然后把樣品泡入水中20～40h后稱量，測最大持水量?？萋湮锝亓袅康臏y定可以從測得的最大持水量減去原來自然狀態(tài)時的含水量獲得，然后計(jì)算出其最大持水率和截留量。

2.2.3 土壤理化性質(zhì)測定

（1）在試驗(yàn)樣地中分別設(shè)置10cm×10cm的標(biāo)準(zhǔn)地，每個標(biāo)準(zhǔn)地按“S”形布置3個土壤取樣點(diǎn)，土壤采集深度分別為0～10、10～20和20～30cm。

（2）根據(jù)《土壤理化分析》土壤自然含水率采用烘干法，土壤容重、土壤毛管持水量、土壤飽和含水量采用環(huán)刀法［7］。

（3）根據(jù)《土壤理化分析》測定土壤pH、全N，有效 N、有效P、有效 K、有機(jī)質(zhì)含量［7］。

（4）通過計(jì)算得出土壤總孔隙度、土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等指標(biāo)。

2.2.4 土壤侵蝕量測定 選擇20cm的木棍9個，平均插在3個樣地的不同點(diǎn)，然后在與土表層平行處做上記號。測定2014年7月到10月之間土壤流失所造的厚度，計(jì)算每個樣地的平均厚度。

3 結(jié)果與分析

3.1 砂生槐植株持水能力

表1 植株的持水量

從表1可以看出，3個樣地植株的最大持水率分別是38.9%、35.7%、36.6%，砂生槐 A 樣地持水率最大。覆蓋率為50%的砂生槐A樣地、覆蓋率為25%的砂生槐B樣地與覆蓋力為5%的荒草C樣地相比，最大持水量分別高出164.4%、93.6%，原因是地上植株的存在對降雨具有很強(qiáng)的截流和吸附作用。當(dāng)雨滴降落到植株的莖葉上，一部分被植株吸收，保存在植物體內(nèi)；一部分吸附在表面形成水珠，當(dāng)雨滴重力超過吸附能力時，則順莖葉緩慢下落到地表，減少雨滴擊濺力度。落下的水滴被地表枯落物吸收下滲到土壤形成地下徑流，減少地表徑流，進(jìn)而減少土壤的侵蝕。當(dāng)然，植株的持水能力主要是由植株本身的干鮮比、枝葉形態(tài)、枝葉面積、葉面粗細(xì)等因素決定［8］。本研究中生物量鮮質(zhì)量和覆蓋率為：砂生槐A樣地＞砂生槐B樣地＞荒草地C樣地；植株的最大持水量為：砂生槐A樣地＞砂生槐B樣地＞荒草地C樣地，說明植被枝葉生長越茂盛，生物量越大，其持水能力越強(qiáng)。

3.2 地表枯落物的水文效應(yīng)

表2 枯落物的水文性質(zhì)

枯落物的持水能力與枯落物量、枯落物類型、腐爛程度、堆積狀態(tài)、堆積量、干濕狀態(tài)等有一定的關(guān)系［8］。從表2可以看出，砂生槐A樣地與砂生槐B樣地植物枯落物的最大持水量比荒草地C樣地分別高出220.5%和126.7%；但最大持水量不代表枯落物對雨水的截流量，有效截流量才是反映枯落物對降雨截留的真正指標(biāo)，其與枯落物的數(shù)量、水分狀況、降雨特性有關(guān)［9］。砂生槐A樣地與砂生槐B樣地植株的有效截流量分別是荒草地C樣地的3.14、2.21倍。砂生槐樣地產(chǎn)生大量的枯枝落葉，具有很強(qiáng)的吸水儲水能力，減少地表徑流對土壤的沖刷。所以枯枝落葉層具有阻延徑流、防止土壤濺蝕和提高表土抗沖能力等作用。枯枝落葉層不僅自身具有一定的抗徑流沖刷能力，其覆蓋地表后，也可明顯起到減少表土沖刷的作用。

3.3 砂生槐保水肥能力分析

3.3.1 改善土壤物理性狀 植被的存在影響著土壤的理化性質(zhì)。本研究對同一植被不同覆蓋度及不同類型條件下的土壤容重、孔隙度等指標(biāo)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示土壤的物理性質(zhì)存在較大差異。由表3可見，土層0～30cm之間，砂生槐A樣地土壤容重為0.81～1.08g·cm－3，砂生槐B樣地土壤容重為1.12～1.28g·cm－3，荒草地土壤容重為1.41～1.46g·cm－3，每一個土層，土壤容重均為：砂生槐A樣地＜砂生槐B樣地＜荒草地C樣地。而土層0～30cm，土壤總孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度均為：砂生槐A樣地＞砂生槐B樣地＞荒草地C樣地。砂生槐的枯落物及根系的存在，改善了土壤的物理性狀，降低土壤容重，增加土壤的孔隙度，提高了土壤的滲透性，同時有利于土壤氣體的交換。

表3 土壤的物理性質(zhì)

表4 土壤的保水能力

3.3.2 增強(qiáng)土壤保水能力 從表4可以看出，砂生槐A樣地土層平均自然含水量、飽和含水量、毛管持水量分別比砂生槐B樣地高15.7%、11.8%、8.7%，比荒草地C樣地高17.9%、25.4%、18.4%。砂生槐適應(yīng)性強(qiáng)，生于沿雅魯藏布江河谷600多km的山谷河溪邊或石礫灌木叢中，枝葉繁茂，截留大量降雨，降低雨滴的沖擊力。產(chǎn)生大量的枯枝落葉，涵養(yǎng)水分，減少地表徑流，增加了地下徑流。加上發(fā)達(dá)的根系保水功能，植株的保水能力更加明顯。

3.3.3 改善土壤肥力 土壤的有機(jī)質(zhì)含量、全N含量、有效N含量、有效P含量、有效K含量是土壤肥力的重要指標(biāo)，也是植物營養(yǎng)的主要來源。從表5可以看出，在0～10cm、10～20cm、20～30cm土層中，砂生槐A樣地每kg土中有機(jī)質(zhì)含量、全N含量、有效N含量、有效P含量、有效K含量都分別高于砂生槐B樣地，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于荒草地C樣地，說明植被影響著土壤的肥力。覆蓋率較高的A樣地中由于砂生槐枝葉繁茂，根系發(fā)達(dá)，死亡的老根和枯落物的分解，都有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)微生物生長和活動，加強(qiáng)元素分解及轉(zhuǎn)換的速率，改善土壤的化學(xué)性質(zhì)，提高土壤保肥保水能力。

表5 土壤的化學(xué)性質(zhì)

3.3.4 砂生槐減少土壤侵蝕

通過對3樣地的土壤流失量的測定，結(jié)果見表6。由表6可以看出砂生槐減少土壤流失效益非常的明顯，砂生槐A樣地（覆蓋率50%）、砂生槐B樣地（覆蓋率25%）與荒草地C樣地相比土壤流失量減少率分別減少了40.5%、19.1%。這主要是因?yàn)樯吧敝θ~繁茂，對降雨有直接的攔截，避免雨水對裸露土壤的濺蝕作用，加長了形成地表徑流的時間，再加砂生槐的枯枝落葉層減小徑流對土壤的沖刷作用，這些枯枝落葉形成腐殖質(zhì)后，改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高了土壤的抗沖和抗侵蝕性，增加土壤的滲透能力。而荒草地由于植被覆蓋率低，加上地表枯落物少，所以土壤極易流失。

表6 土壤的流失量

4 結(jié)論

本文分別從植株持水量、枯落物持水量及植被對地下土壤的水土保持效應(yīng)等方面對砂生槐水土保持功能進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示：砂生槐A樣地（覆蓋率50%）與砂生槐B樣地（覆蓋率25%）的地上植株、地面凋落物的持水能力及土壤保肥保水能力都比荒草地C樣地強(qiáng)，而且覆蓋率越高其效果越好。砂生槐在中國主要分布在雅魯藏布江流域，生于山谷河溪邊的林下或石礫灌木叢中，海拔3 000～4 500m。砂生槐枝葉繁茂，其繁茂的枝葉可截留大量降雨，減小雨水對地面的沖擊力；大量的枯枝落葉吸收大量水分，減少水分蒸發(fā)和地表徑流，涵養(yǎng)水源；發(fā)達(dá)的根系及枯枝落葉腐爛后有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)，增加土壤肥力。鑒于此，為了儲存水分，提高土壤肥力，減少土壤侵蝕，控制西藏地區(qū)的水土流失，砂生槐可作為保水保土、退耕還林還草的樹種大面積推廣。

［1］中國植物志編委會.中國植物志（第40卷）［M］.北京：科學(xué)出版社，1994

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［9］王世發(fā).齊齊哈爾地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量的測定及分析［J］.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，15（3）：58－61