摘要：依據西部地區的自然條件及目前國家的經濟狀況，本文闡述了優先開展植物工程建設的可行性及其在西部環境生態建設中的突出作用。

關鍵詞：西部地區 水土保持 生態環境建設 植物工程

中國是世界上水土流失最嚴重的國家之一，而西部又是中國水土流失最嚴重的地區。在西南，新構造強烈，斷裂褶皺形成的破碎巖層多，地形起伏，山地丘陵區占地面積廣，片蝕、溝蝕、崩塌、滑坡、泥石流大量存在。水土流失面積53.5萬km2，占西南地區總面積的39.1%。河流泥沙輸出量每年達8.3億噸，土壤侵蝕按輸移比0.25計可達33.2億噸。土壤侵蝕模數按侵蝕面積計達6205t/km2.a，個別地區所占的比重更大。由此已造成了土層減薄，能力降低，耕地被毀，土地石漠化，河流含沙量增大，航程縮短，水利工程淤積嚴重，效益降低等不良后果。特別是植被破壞，水土流失增強，引起地面涵養水分能力降低，氣候惡化，植物群落發生逆行演替，干旱面積擴大，水源枯竭，旱洪災害頻繁[1]。

在西北，廣覆著疏松深厚的黃土，氣候干燥，植被稀少，甚至為零。這里沖溝縱橫交錯，坡蝕、溝蝕量巨大，水土流失更加嚴重。據黃河流域的資料統計，黃土高原存在43萬km2的土壤流失區，其中窟野河、皇甫川、孤山川、禿尾河、佳蘆河5條支流面積僅1.73萬km2，但流失沙量2.46億噸。皇甫川至禿尾河等各支流的中下游地區，粗沙輸沙模數達10000t/km2.a，另一區域為無定河中下游，輸沙模數在6000～8000t/km2.a。因此，導致了黃河下游段的嚴重淤積抬升[2]。三門峽至高村段粗沙(粒徑>0.05mm)淤積強度為1740×104t/d。占全沙淤積強度的62%。

因此，治理西部地區的水地流失，加快其環境生態恢復，是開發西部的首要任務。也是利在當代，蔭及子孫的偉大事業。

1 植物活性工程在西部環境生態建設中的地位

西部地區的氣候及地質、地貌條件，近代變化并不明顯，要想大幅度地改善當地的氣候及地質條件，以適應植物的生長，在現有的科學水平及人力、財力條件下，是無能為力的；而西部地區的現有地形地貌如要徹底改觀，目前的國力也是無法支撐的。只有利用有限的資金在局部地區，通過平整土地，修筑梯田，筑壩攔沙淤地等工程手段，達到有限的改造效果。

植物群體具有很好的水土保持功效，且具有活性。在現有的氣候、地質、地貌條件下，能充分發揮其整體和立體效能，起到工程的作用。單株的或小范圍地盲目種植植物，其水土保持功效甚微。應該將植物看成一項工程實體的一個個單元，只有合理地設計、規劃和布設，才能收到事半功倍的成效。這是因為植物工程投資少，見效快，易于大面積推廣和實施；另一方面，它具有活性，不怕埋壓，能自動跟蹤地表高程的變化，具有很強的跟隨性和擴展能力；這是硬性工程無法比擬的。廣泛繁殖及郁閉的大批植物群體，能有效的涵養水分，截留和散發部分雨水，減少雨蝕及地表徑流，滯流削峰，增大土壤的抗沖性，大大減少當地的水土流失。因此，植物作為一項工程來實施，具有突出的發展優勢，在所有水土保持工程措施中應處于優先發展的地位。

在西南地區，空氣潮濕，雨水豐沛，植物極易生長。由于溝道及支流坡陡流急，侵蝕泥沙主要來自坡面，因此，植物治理的關鍵是坡面。在>20°的坡地應合理構筑植物“立體”工程，喬、灌、草本套種，水土保持林和經濟林種有機結合。這樣，高大的喬木可形成上層攔截網，截留部分雨水，減少雨滴的動量；中高的灌木進一步攔截雨水和緩解下降雨滴的沖擊，地表的草本則起到“后衛”的作用。在緩坡地帶或適宜耕作的坡地，利用植物工程構筑條帶狀的籬或壩，利用密集植物枝莖縫隙過流，攔截輸移的泥沙于壩前或籬前，自然加高局部地形，形成天然梯田或階地。

在西北地區，干旱少雨，溝道侵蝕約占60%，但溝道土壤含水量相對較大，植物易于在溝底先成活。在干旱沙漠地區，沙棘檸條等耐旱植物的大面積成活及繁殖，已為該地區大面積恢復綠色青春帶來了可盼的希望。凡是種植沙棘的地方，碧綠蔥蔥，與周圍的光山禿嶺形成了鮮明對比。不難看出，沙棘在如此惡劣的西北個別地區茂盛生長，那么，黃土高原的任何角落推廣種植，已不會有太大的困難。以沙棘為骨架，并配合其它適生適地的植物群體，先在溝道以類似于土石壩攔水攔沙的概念，布置一道一道活性沙棘壩群，攔截溝道輸移粗沙，已在黃河中游砒砂巖地區取得成功，并且起到了明顯的工程效果。內蒙西召溝的植物壩，當年壩前攔沙厚度0.2～0.4 m，現已形成條帶植物群落[3]。因此，在西北干旱地區，以抗旱植物在溝道或間歇性支流中布置活性壩，以此為突破口，淤沙造田，保水保土，發展溝道農業，進而擴充到兩側坡地，是快速治理該地區水土流失，加快生態環境恢復的有效途徑。

2 植物活性工程滯流攔沙作用

坡面植物工程的布設，其冠部能有效地減少雨蝕量，攔截部分雨水，加大地表水的下滲，明顯影響土壤含水量消退系數K值，降低徑流峰值，延長匯流時間，降低水流挾沙能力，減少輸沙率。運動的泥沙顆粒會部分在行近植物群體時沉積，從而大大減少了坡面土壤侵蝕量。匯入溝道的水流，因溝底高大的植物或低矮的灌木及草本的作用，粗糙度增大。據筆者的研究，較小的植物水力密度Fv，可以導致糙率n值增大幾倍，甚至十幾倍，水流對床面的切應力以及河道輸沙率均明顯減少。它們均為Fv的指數衰減函數[4]。

水庫邊坡或寬闊水域的堤岸，植物活性體能有效地削減波浪高度，減少風浪或其它原因形成的波浪侵蝕，防止土體崩塌或滑坡。據周躍等人的研究，有側根作用的土體，抗張拉力明顯提高，對于云南松等喬木，在有側根作用的土體中，其抗張拉力提高38.7%，其它學者，對不同的水土保持林的觀測結果，基本與周躍的試驗結果一致[5]。因此，植物根部起到了“加筋”作用。

植物覆蓋度與土壤侵蝕率具有明顯的非線性關系。覆蓋度增加，土壤侵蝕量減少。據甘肅省的觀測資料[6]，當植物的覆蓋度從90%減少到小于30%時，土壤侵蝕率從小于500t/km2.a，增加到8000～13000t/km2.a。反之，覆蓋度增加，則侵蝕率減少。據蔡強國的研究，不高的植物覆蓋度，已具有很好的水土保持功效，陡坡臨界覆蓋度約為75%[7]。由此可以看出，植物的群體的作用是非常明顯的。

總之，在西部環境生態建設中，應以植物工程為主體，輔之少量的硬性控制工程，可收到事半功倍的良好效果，同時也是當前治理西部水土流失的基本對策。

3 結語

西部的生態建設，離不開植物覆蓋率的提高及大量水土流失的減少。植物工程即具有滯流攔沙、水土保持作用，又能加快環境生態建設及良好生態恢復，是一項投資少、見效快，且具有多重作用的綠色活性工程。它的推廣及廣泛應用，必將帶來西部環境生態建設的一場綠色革命。因此，應把植物工程措施放在西部開發建設中的重要位置。

參 考 文 獻

[1] 羅德富，吳積善。西南自然災害及其防治對策。科學出版社，1991。

[2] 畢慈芬，孟慶枚。黃河上中游的泥沙問題。第二屆海峽兩岸水利科技交流研討會，1996.8.5—6，中國臺北。

[3] 畢慈芬，李桂芬等。砒砂巖地區植物柔性壩試驗研究報告。黃河上中游管理局，2000.6.

[4] 拾兵，曹叔尤等。植物因子與明渠推移質輸沙率的關系。山地研究，Vol.17，No.2，1998.

[5] 周躍，徐強等。喬木側根對土體的斜向牽引效應。山地學報，Vol.17，No.1，1999.

[6] Dai Ding Hong Tan Ying.Soil erosion and sediment yield in the upper Yangtze River hers.Erosion and Sediment Yield:Global and Regional Perspectives proceeding of the Exeter Symposium July 1996，IAHS Pull no.236，1996.

[7] 蔡強國，王貴平，陳永宗。黃土高原小流域侵蝕產沙過程模擬。科學出版社，1998.