山区丘陵区水土保持林体系及林种配置样本.doc

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山区、 丘陵区水土保持林体系及林种配置
第一节 山区、 丘陵区水土保持林体系
一、 水土保持林在水土保持工作中的地位
在山区和丘陵区, 不论从水土保持林占地面积和空间, 从发挥其控制水土流失, 调节河川径流, 还是为开发山区, 发展多种经营, 形成林业产业进而提供经济发展的物质基础等方面, 水土保持林均占有极其重要的地位。
二、 水土保持林的功能
( 1) 生态屏障
( 2) 林业产业
防护林体系:
根据区域自然环境条件, 以防风固沙、 水土保持、 水源涵养等林种为主体, 因害设防、 因地制宜的片、 带、 网相结合所形成的综合森林防护体系。
防护林体系的形成
地区生态环境条件的恶化因素是多种多样的, 自然生态环境具有明显的地带性, 不同地区的生态环境有其自己的特征, 各区域、 各类型的生态环境是相互影响、 相互制约的, 即使是同一土地利用方式, 在不同地带所受到的灾害因子也是不同的, 针对不同灾害因子, 不同地区的防护林、 不同林种相互补充、 相互影响, 使全区不良生态环境因子得到改进, 在一个较大的区域内, 有小到大逐步形成区域防护林体系。
三、 山区、 丘陵区水土保持林体系
水土保持林林种 林种的生产性
分水岭防护林 用材林、 经济林
护坡林 用材林、 经济林
梯田地坎造林 经济林、 果树
侵蚀沟道防护林 用材林、 饲料林、 燃料林
护岸护滩林 用材林、 经济林
石质山地沟道造林 用材林
山地护牧林 饲料林、 燃料林
坡地果园( 特用经济作物) 经济林、 用材林
池塘水库防护林 用材林、 经济林
山地渠道防护林 用材林、 经济林
山地现有林( 包括天然次生林) 用材林、 林特产品
四、 山区、 丘陵区水土保持林体系配置的技术模式
其技术模式的主要基础是作好各个林种在流域内的水平配置和林种的立体配置。
”水平配置”是指水土保持林体系内各个林种在流域范围内的平面布局和合理规划。
”立体配置”是指某一林种组成的树种或植物种的选择, 和林分立体结构的配置和形成。
五 水土保持林的配置
在不同的地形地貌部位上, 根据水土流失的形式、 强度与产生方式, 安排不同结构的林分, 使其在平面与空间上形成合理的布局, 达到控制水土流失的目的。
1.水土保持林林种
[ 按一定的树种、 组成, 一定的形式( 片、 带、 块等) 配置在水土流失地区不同地形地貌部位上, 具有特定防护作用和生产目的的水土保持林。
[ 林种划分的依据:
[地貌部位、 生产目的。
[林种命名: 混合命名法。
2.安排林种的原则
v总原则:
v以土地的适宜性和限制性为原则, 根据水土流失特点与土地利用方向安排水土保持林林种。
a.以小流域为基本单元;
vb.全面规划, 长短结合;
vc.考虑林种的特性, 地形条件, 水土流失特点;
vd.形成完整的水土保护体系与可持续的产业体系。
3.林种的配置技术
4.生态经济型防护林
在区域人工生态系统建设的总目标下, 以优化土地利用为基础, 以发挥当地水土资源、 气候资源和生物资源潜力为依据, 以防护林为主, 与用材林、 经济林、 薪炭林和特用林相结合的科学布局, 组成多林种、 多树种合理配置、 生物学稳定、 功能完善的防护林体系。
林种内林分立体配置应强调的问题是:
( 1) 针对防灾需要和所处立地类型和质量, 合理选择树种或植物种;
( 2) 据所选定的树种和植物种, 研究其生物学、 生态学特性、 恰当地处理好种间的关系;
( 3) 林分密度的确定, 除应考虑林业上确定林分的一般原则外, 还应注意林种的防灾需要和应用树种、 植物种的特性。
二、 坡面水土保持林
( 一) 坡面水土保持( 或水源涵养) 用材林
1.目的
水土流失的山区和丘陵区坡面水土保持林主要配置在:
( 1) 由于过度放牧、 樵采等引起严重水土流失的山地坡面。
( 2) 在小流域植被状况恶化的高山远山的水源地区山地坡面。
( 3) 由于山地道路、 水利工程或山区矿山开发而出现的大面积坡面裸露地方。
2. 配置特点
水源地区水源涵养用材林的封山育林
在这类山地依托残存的次生林, 或草、 灌等植物, 采用封山育林以达到恢复水源涵养林并形成稳定林分的目的。
封山育林除了政策、 管理、 保护等措施外, 培育技术上主要是林分的密度管理和林分结构的调整等。
( 1) 人工营造坡面水土保持用材林
护坡用材林建议采用以下型式:
a. 主要乔木树种行与灌木带的水平带状混交。沿坡面等高线, 结合水土保持整地措施, 先造成灌木带, 带间距4~6m, 灌木成活后, 经第一次平茬, 再在带间栽植乔木树种1~2行, 株距2~3m。
b. 乔、 灌木隔行混交。乔、 灌木同时栽植造林, 采用乔、 灌木行间混交。
c. 结合农林间作, 乔木或灌木营造纯林。
( 二) 护坡薪炭林
1.目的、 状况和特点
目的: 解决农村生活用能源, 控制坡面的水土流失
状况: 农村生活用能源严重短缺
特点: 薪炭林营造投资少, 见效快, 生产周期短; 薪炭林作为燃料不污染环境; 良好的薪炭林, 其水土保持及其它综合经济效益也不容忽视。
2.树种选择
( 1) 生物量高
海南: 尾叶桉、 马占相思、 赤桉、 细叶桉、 斑皮桉, 20－60t/hm2.a
广西: 窿缘桉, 47.15t/hm2.a
四川: 刺槐, 22.40t/hm2.a; 麻栎, 24.5t/hm2.a
黑龙江: 短序松江柳, 9.76t/hm2.a(干重)
内蒙古: 沙棘, 6.15t/hm2.a(干重)
( 2) 萌生能力强
北方: 沙棘、 紫穗槐、 柽柳、 沙柳
南方: 木荷、 红锥、 黎蒴、 桉树、 相思、 栎类、 桤木
及时平茬, 多数可连续经营5－10代以上
( 3) 热值高
( 4) 适应性强
3. 配置
( 1) 土地利用规划中, 可选择距村庄( 居民点) 较近, 交通便利而又不十分适于用作较高经济利用( 如农业、 经济林、 用材林、 草场) , 或水土流失严重的坡地作为人工营造护坡薪炭林的土地。
( 2) 规划主要考虑因素: 薪柴需求与发展潜力, 人口密度与增长率, 宜林地面积与森林资源, 交通、 自然与社会经济。
( 3) 造林密度在立地条件许可的情况下可适当密植, 尽量造混交林; 灌木北方1.0×1.0m～1.0×1.5m, 南方0.5×1.0m。
( 4) 种植点以控制坡面水土流失、 生物量高为原则。
4. 经营
薪炭林可因地制宜采用不同的经营形式, 如薪炭专用林, 用材、 薪炭结合的块状、 带状经营等。
大部分薪炭林采用再生能力强的灌木( 如柠条、 沙棘、 马桑等) , 同时, 也可将一些乔木( 如北方的刺槐、 白榆, 南方的都槲、 栎类乔木树种等) 以灌木状来经营。
对一些有条件的地方可采用封山育林、 轮封轮伐, 或经过对低价值林分的改造, 来获取和提高薪材产量。
薪炭林建设要逐步由粗放经营向科学管理、 集约经营转换, 由单效益向多效益综合开发利用方向发展。
轮伐期、 采伐期: 新营造的薪炭林开始采收利用的年限。决定于树种生长特性、 造林密度、 数量、 成熟期。1.5－2.0年, 3－4年, 4－5年。
v 适时采收, 否则林木自然分化生物量会降低。
v 2～3年: 马桑、 短序松江柳、 蒿柳、 沙棘、 梭类、 相思、 密植的马尾松。
v 1年: 密植的窿缘梅、 紫穗槐、 胡枝子、 刺槐;
v 3～6年: 栓皮栎、 麻栎;
v 5～6年: 马尾松、 刺槐;
采收:
平茬季节南北方均以冬季为宜, 沿海地区夏季平茬
v 留桩高度: 一般略高于地面即可
v 栎类－－与地面平齐, 以后逐次增高( 根颈处皮厚发芽困难)
v 大叶相思－－留伐桩高60～100cm( 萌芽力高, 条数多)
v 马占相思－－留伐桩高50～75cm( 萌芽力高, 条数多)
v 沙棘－－连根一起平掉( 提高分蘖力)
v 沙枣－－在主杆萌枝处削枝取柴
v 桤柳－－每隔7～8年地面平茬一次
v 出现萌条数量少、 纤细, 老桩根开始腐朽时应将老桩刨去, 重新整地造林
作业方式( 5种)
v 矮林作业: 指栽植的林分或林木达到经营目的时( 即采收年龄时) 全部伐除, 利用树木自身萌芽或根蘖性能, 产生新的一代, 每隔几年轮伐一次, 如此重复多代
v 乔木修枝作业法: 用材林造林密度较大, 中间进行一定次数和强度的间伐和修枝, 在获取薪柴的同时促进林木生长
v 中林作业法: 在同一林地上既有乔木林又有灌木林的作业方式, 使乔林和矮林相结合形成复层林冠结构。乔林采用皆伐的方式, 每隔2～3年复采一次
头木作业法: 头木作业是利用一些乔木树种树干的萌生能力强的特性, 在树干一定高度处截干, 使树干顶端萌发出新枝。以后每隔2～7年砍伐萌条一次, 如此重复多代后主伐更新
v鹿角桩作业法: 主要用于无萌芽更新能力的松类( 马尾松〕。在造林后5～6年冬季于树干高1.0～1.5m处, 去主干上部两轮枝条, 保留基干部的3～4盘枝条, 截去枝梢, 促进侧枝生长。以后每隔2年砍去侧枝梢和粗大的老枝作为薪柴。
v 农村需薪柴15450.20万吨标准煤, 人均0.160吨标准煤/人.年; 平均薪炭林产量 5.71吨标准煤/ha.a, 则 全国应有864.35万ha薪炭林。
( 三) 复合林牧护坡林
1. 目的
为恢复植被或人工培育牧草创造必要的条件, 利用林业本身的特点为牲畜直接提供饲料, 并保障牧坡或草场免于水土流失和大风、 寒冻之害。
2. 配置
( 1) 树种选择
a.适应性强, 耐干旱、 瘠薄。
b.适口性好。
c.营养价值高, 含有较高蛋白质和其它营养元素。
d.生长迅速, 在幼林时即可大量提供饲草。
e.萌孽力强, 平茬或放牧后能迅速恢复。
f.除主要作为饲料树种外, 应同时具有其它的经济效益。
( 2) 梯田地坎造林注意事项
v扦插造林的树种: 红柳、 杞柳、 乌柳;
v 植苗造林的树种: 紫穗槐、 胡枝子、 桑树、 白蜡、 文冠果;
v 播种造林的树种: 柠条、 文冠果。
v 扦插造林注意: 扦插的角度位于铅垂线与地坎斜面法线之间。
( 五) 水流调节林带
v1.目的
v吸收地表径流, 防止坡地水土流失, 改进坡地水分条件
v2.配置
v林带沿等高线走向;
v林带宽度与产流面积、 降雨特性、 坡长坡度、 径流系数、 林带入渗能力有关;
v林带间距与坡长坡度、 土壤侵蚀强度、 土地利用方式、 降雨径流等因素有关;
v林带结构为紧密结构。
v3.适用: 缓坡丘陵、 漫岗区
4．林带宽度的计算、 径流调节林带设计
v暴雨径流系数0.5, 24h暴雨量50mm, 林地入渗率0.1mm/min, 上方农田坡长80m。 林带宽度7～8m, 即1: 10
v24h暴雨量100mm: 林带宽度17～18m, 即1: 4～5
v24h暴雨量200mm: 林带宽度56～57m, 即1: 1.3或3: 4
第三节 山区水文网、 侵蚀沟道的水土保持林
一、 土质侵蚀沟道的水土保持林
( 一) 目的
获得林业收益的同时发挥保障沟道生产持续、 高效的利用; 稳定沟坡, 控制沟头前进、 沟底下切和沟岸扩张的目的, 从而为沟道全面合理的利用, 提高土地生产力创造条件。
( 二) 配置特点
以黄土高原为例, 可概括为以下几种类型:
( 1) 侵蚀发展基本停止, 沟道农业利用较好, 沟道采用了打坝
淤地等措施达到稳定沟道纵坡, 抬高侵蚀基点的地区。此类地段应在现有的耕地范围以外, 选择水肥条件较好、 沟道宽阔的地段, 发展速生丰产用材林。还能够利用坡缓、 土厚、 向阳的沟坡, 建设干、 鲜果园。造林地的位置可选在坡脚以上沟坡全长的2/3处。
( 2) 侵蚀沟系的中、 下游, 侵蚀发展基本停止, 沟系上游侵蚀发展较活跃, 沟道内进行了部分利用。
在有条件的沟道打坝淤地、 修筑沟壑川台地、 建设基本农田; 沟头防护工程与林业措施的结合, 如配置编篱柳谷坊、 土柳谷坊, 修筑谷坊群等; 在已停止下切的沟壑, 如不宜于农业利用时, 最好进行高插柳的栅状造林。
( 3) 侵蚀沟系的上、 中、 下游, 侵蚀发展都很活跃, 整个侵蚀沟系均不能进行合理的利用。
对这类沟系的治理可从两方面进行: 一是距居民点较远又无力治理, 采用封禁的办法; 二是距居民点较近处, 在沟底设置谷坊群, 固定沟顶、 沟床的工程措施并结合生物措施。基本控制侵蚀后, 再考虑进一步的利用问题 。
( 三 ) 治理措施
v第一阶段侵蚀沟:
v农业措施, 径流比较大时, 修筑梯田吸收径流
v第二阶段侵蚀沟:
v远离居民点时封沟, 全面造林、 种草; 离居民点较近、 对交通、 村镇、 农田等构成威胁时, 采取工程与生物相结合的治理措施, 防止沟头前进, 沟底下切。
v第三阶段侵蚀沟:
v生物与工程措施相结合, 沟头、 沟底、 沟岸要进行全面治理。
v第四阶段侵蚀沟:
v进行农业、 牧业、 林业利用, 防止新一轮侵蚀开始。
1.沟头防蚀林
v集水面积小, 来水量小时在沟头修筑涝池, 全面造林;
v集水面积极小时, 把沟头集水区修成小块梯田, 在梯田上造林;
v集水区比较大, 来水量比较多时, 要在沟头修筑一道至数道封沟埂, 在埂的周围全面造林;
v在集水面积大, 来水量多时, 修数道封沟埂, 在垂直水量方向营造密集的灌木林带。
2.沟底土柳谷坊群
v作用: 抬高侵蚀基准, 防止沟道下切。
v设置原则: 顶底相照。
v位置: 先支后干, 肚大脖细, 地基坚实, 离开弯道。
v数量: 沟道长度、 谷坊高度。
3.沟底防蚀林造林
v作用: 防止沟道下切, 缓流挂淤;
v沟底栅栏状造林:
v适用: 坡度较缓的中下游沟道;
v结构: 50～80m横向栽植3～5行树木, 紧密结构;
v沟底全面造林;
v沟底坡度>5％时, 结合土柳谷坊, 全面造林, 造林时注意流出水路。
4.沟坡防蚀林
目的: 稳定沟坡;
v配置: 在坡脚处造林。该处是沟坡崩塌堆积物的所在地, 土壤疏松, 水分条件比较好, 可栽植经济林树种。
v结构: 在坡脚1/2～1/3处, 造片林。
5.沟沿防蚀林
v目的: 防止径流冲刷造成崩岸, 稳定沟岸;
v配置: 在沟沿造深根性灌木树种, 靠外侧营造乔灌木混交林带; 如果沟坡没有到自然倾斜角时, 能够预留崩塌线。
v结构: 靠沟沿3～5行紧密结构的灌木带, 紧靠灌木带营造乔灌异龄、 复层混交林。
二、 石质山地沟道利用及水土保持林的特点
( 一) 目的
分散调节地表径流、 固持土壤, 保持稳定治沟工程和防护沟道土地的持续利用, 在发挥防护作用的基础上争取获得一定量的木材收益。
( 二) 配置
在山地坡面得到治理的条件下, 在主沟沟道可适当进行农业经济林利用; 在一级支沟或二级支沟的沟底有规划地设计沟道工程; 在沟道下游或接近沟道出口处, 在沟道水路两侧多修筑成石坎梯田或坝地, 并在坎边适当稀植一些经济树种和用材树种。
为防治山地泥石流, 坡面营造水土保持林时, 在树种选择和林分配置上应使之形成由深根性和浅根性树种混交异龄( 不同造林时间) 的复层林。成林的郁闭度应达到0.6以上。并注意采取适合当地条件的山地造林坡面整地工程( 如水平阶、 水平沟、 反坡梯田、 鱼鳞坑等) 。
第四节 山地池塘、 水库防护林
一、 营造池塘、 水库防护林的目的
1. 固定库岸, 拦截并减少进入库区的泥沙, 延长塘库的使用寿命;
2. 提高塘库的景观价值和美学吸引力;
3. 控制浪蚀;
4. 减少塘库水面蒸发。
v全国现有水库82870座, 总库容4475亿m3, 其中大型353座, 中型2428座, 小型80089座。三峡水库设计1 后防洪库容为86％, 发电库容为92％, 小浪底水库的拦沙库容仅为20年。
v 东北丰满水库使用30多年, 仅仅淤积1％, 使用到10 才淤积40％。
二、 池塘、 水库防护林的配置与营造
池塘、 水库防护林的配置包括三大部分:
库区上游集水区的各种水土保持林
坝体前面以高的地下水为特征的一些地段的造林
塘库沿岸的防护林: 防浪灌木林、 防风林、 防蚀林。
1.塘库沿岸防护林的设计起点
主要是防浪灌木林带的设计起点, 其中确定护岸林防止浪蚀界限与水位的变动范围是很重要的, 而且必须考虑波浪的壅高与爬高。
d = hp + e
式中d—水位在边岸的变动范围, m; hp—波浪岸坡上的爬高, m; e—波浪引起的水面壅高, m。
水库沿岸防护林设计的起点有下列四种情况可供选择:
( 1) 由高水位线开始
( 2) 由高水位与正常水位线之间开始
( 3) 由常水位开始
( 4) 由常水位和低水位线开始
选择起点的一般原则:
( 1) 如高水位出现频率较少, 持续时间较短不至于影响到耐水湿乔灌木树种正常生长时, 沿岸防护林应以常水位的正常壅水位最初的边岸线作为起点;
( 2) 水库沿岸防护林带的设计起点能够由正常水平线或略低于此线的地方开始。
2. 塘库沿岸防护林带的宽度
其宽度应据水库的大小, 土壤侵蚀状况, 沿岸受冲淘的程度而定。
( 1) 沿岸为缓坡且侵蚀作用不甚激烈时, 林带宽度可达30－40m;
( 2) 坡度较大, 水土流失严重时, 宽度不应小于50－60m, 有时可达100m以上;
( 3) 平原地区较小的塘库, 宽度可采用20－25m或更小些。
防浪林
v沿起点栽植5～20行耐水湿灌木, 最少不能少于3～5行, 迎风面宽度要加大; 注意枝条要柔软, 根系发达, 枝叶茂密; 栽植密度要大。
v防风林: 系数结构, 乔灌相结合, 10～20行, 树种要耐水湿。
v防蚀林: 宽度要在20m以上, 以耐干旱的灌木为主。
v坝前低地造林: 营造阔叶林, 选择耐水湿、 耐盐碱的树种