植被覆盖度变化对水土流失的抑制作用研究

引言

水土流失是当今全球面临的严峻生态环境问题之一，对生态系统的稳定性、土地资源的可持续利用以及人类社会的发展都造成了极大的负面影响。在众多影响水土流失的因素中，植被起着不可或缺的作用。植被覆盖度作为衡量地表植被状况的关键指标，其变化直接关系到水土流失的发生和发展过程。深入研究植被覆盖度变化对水土流失的抑制作用，不仅有助于揭示生态系统内部各要素之间的相互作用机制，还能为水土保持工作提供科学的理论依据和切实可行的实践指导，对于实现生态环境的有效保护和可持续发展具有重要的现实意义。

一、植被覆盖度与水土流失的基本概念及相互关系

1.植被覆盖度的概念与度量方法：植被覆盖度是指植被在地面的垂直投影面积占统计区总面积的比例，它直观地反映了地表植被的茂密程度。准确度量植被覆盖度对于研究其与水土流失的关系至关重要[1]。地面测量法是较为传统的方式，通过在实地设置样方，人工测量植被覆盖面积，这种方法虽然能够获得精确的数据，但耗费大量人力、物力，且测量范围有限，难以对大面积区域进行快速监测。随着遥感技术的发展，遥感监测法成为获取植被覆盖度数据的重要手段。

2.水土流失的概念与形成机制：水土流失是指在自然因素和人类活动的共同作用下，水土资源和土地生产力遭受破坏和损失的过程。自然因素中，降雨是引发水土流失的主要动力。当降雨强度超过土壤的入渗能力时，就会形成地表径流，径流携带土壤颗粒流动，造成土壤侵蚀。地形条件也对水土流失影响显著，坡度和坡长越大，径流速度越快，冲刷力越强，水土流失也就越严重。土壤质地同样重要，质地疏松、颗粒间黏聚力小的土壤更容易被径流冲刷带走。而人类活动，如过度开垦、毁林开荒、不合理的工程建设等，破坏了原有的植被和土壤结构，进一步加剧了水土流失的发生。

3.植被覆盖度与水土流失的相互影响关系：植被覆盖度与水土流失之间存在着双向的相互影响。一方面，较高的植被覆盖度能够有效抑制水土流失。植被冠层可以拦截降雨，减少雨滴对土壤的直接冲击，降低地表径流的产生；植被根系能够固持土壤，增强土壤的抗侵蚀能力；植被枯落物分解后形成的腐殖质可以改良土壤结构，提高土壤的孔隙度和入渗能力，减少地表径流。另一方面，水土流失会对植被生长产生负面影响。

二、植被覆盖度变化抑制水土流失的作用机制

1.植被冠层对降雨的拦截作用：植被冠层就像一把天然的保护伞，在降雨过程中发挥着重要的拦截作用。当雨滴从空中落下时，首先会接触到植被的枝叶。不同类型的植被，其冠层结构和郁闭度不同，拦截降雨的能力也有所差异。例如，郁闭度高的森林植被，枝叶相互交织，能够拦截大量的降雨。被拦截的雨水一部分会在枝叶表面蒸发，返回大气中；另一部分则会沿着枝干缓慢流下，形成树干径流。这样就大大减少了直接降落到地面的雨量和雨滴的动能，降低了雨滴对土壤的溅蚀作用。

2.植被根系对土壤的固持作用：植被根系在土壤中纵横交错，形成了一个庞大而复杂的网络结构，这对于增强土壤的抗侵蚀能力起着关键作用。从物理角度来看，根系像一根根“锚索”，将土壤颗粒紧紧缠绕在一起，增加了土壤的团聚性和稳定性[2]。不同植被的根系分布特征有所不同，深根性植物的根系能够深入土壤深层，扎根牢固，为土壤提供强大的锚固力，抵抗较大的外力侵蚀；浅根性植物的根系虽然分布较浅，但在表层土壤中形成密集的根系网络，对表层土壤起到很好的固持作用。此外，根系在生长过程中还会分泌一些有机物质，这些物质能够胶结土壤颗粒，进一步增强土壤的抗侵蚀性能。

3.植被枯落物对土壤结构的改良作用：植被枯落物是植被生长过程中产生的凋落物，如落叶、枯枝、树皮等，它们在地表逐渐堆积形成枯落物层。这一枯落物层对土壤结构的改良具有重要意义。枯落物在分解过程中会释放出大量的有机物质，这些有机物质能够增加土壤的有机质含量，改善土壤的理化性质。例如，它可以提高土壤的孔隙度，增强土壤的通气性和透水性，使土壤更加疏松多孔。

三、提高植被覆盖度抑制水土流失的策略与措施

1.加强植被保护与恢复：保护现有的植被资源是提高植被覆盖度的基础和前提。对于自然保护区、森林公园等生态敏感区域，应严格执行相关法律法规，加强监管力度，严禁非法砍伐、开垦等破坏植被的行为。对于已经遭受破坏的区域，要积极开展植被恢复工作。封山育林是一种有效的植被恢复方式，通过封禁山林，减少人为干扰，利用自然的力量促进植被的自然恢复。同时，根据不同地区的气候、土壤等自然条件，选择适宜的植物品种进行植树造林和种草。例如，在干旱地区选择耐旱性强的植物，在水土流失严重的陡坡选择根系发达、固土能力强的植物。在植被恢复过程中，要加强后期的养护和管理，确保植被的成活率和生长质量。

2.优化土地利用方式：不合理的土地利用方式是导致植被破坏和水土流失的重要原因之一。因此，优化土地利用结构是抑制水土流失的关键措施。在山区，应避免陡坡开垦，推广生态农业模式，如发展立体农业，在不同海拔高度种植不同的农作物和经济林果，既充分利用了土地资源，又能保持水土[3]。在草原地区，要合理控制载畜量，避免过度放牧对草原植被的破坏。实行轮牧和休牧制度，让草原植被有足够的时间恢复和生长。

3.开展水土保持生态工程建设：水土保持生态工程是提高植被覆盖度、抑制水土流失的重要手段。通过修建梯田、鱼鳞坑、谷坊等工程措施，可以改变地形地貌，减缓地表径流的速度，减少土壤侵蚀。梯田能够将陡坡改造成台阶式的平地，降低坡面的坡度，减少径流的冲刷力；鱼鳞坑和谷坊则可以拦截地表径流，防止水土流失。在实施这些工程措施的同时，要结合生物措施，在工程周围种植植被。例如，在梯田埂上种植灌木或草本植物，既可以加固梯田埂，又能增加植被覆盖度，提高水土保持效果。

四、结论

植被覆盖度变化对水土流失具有显著的抑制作用，主要通过植被冠层拦截降雨、根系固持土壤和枯落物改良土壤结构等机制实现。当前，加强植被保护与恢复、优化土地利用方式以及开展水土保持生态工程建设是提高植被覆盖度、抑制水土流失的有效策略。然而，在实际应用中，仍面临一些挑战，如不同地区植被恢复的适宜技术选择、生态工程建设的长期效益评估等。未来的研究需要进一步聚焦这些问题，深入探索植被覆盖度与水土流失之间的定量关系，以及在不同生态环境和人类活动影响下的变化规律，为制定更加科学、精准的水土保持政策和措施提供有力支持，推动全球生态环境的可持续发展。

参考文献：

[1]汪东川,李亭蓉,王康健,等.金沙江观音岩库区植被覆盖度时空差异影响机制分析[J].生态环境学报,2024,33(07):997-1007.

[2]向大享,吴仪邦,李经纬,等.面向水土流失分析的高分辨率植被覆盖度多源遥感融合估计[C]//中国水利学会.2023 中国水利学术大会论文集（第二分册）.长江水利委员会长江科学院;武汉市智慧流域工程技术研究中心;,2023:10.

[3]郭倩.基于无人机与光学卫星数据的水土流失区植被覆盖度反演模型研究[D].福建农林大学,2023.