一种利用生态沟拦截森林地表径流的方法技术

本发明专利技术公开一种利用生态沟拦截森林地表径流的方法，目的在于提供一种在坡度较大，土质疏松的林地减少水土流失的方法。首先将坡度较大的林地，沿等高线方向分割为若干个小单元。在每个单元的下部沿等高线设置生态沟，通过在生态沟内种植乡土灌木和草本，以达到实现拦截地表径流，保持水土的目的。本发明专利技术通过分割坡长，使得坡面径流流线被切断，坡面水流流速降低，延长径流在坡面上的滞留时间，增加入渗，减少地表径流量、水流的挟沙能力等，降低土壤流失率，能够有效提高森林保持水土的能力。本方法操作简单、方便，通过采用简单的措施，即可达到水土保持的效果，具有投入小、成本低、对林地破坏小等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于森林土壤侵蚀防治
，具体涉及一种利用生态沟拦截森林地表 径流的方法。
技术介绍
地表径流是地表水蚀的主要源动力之一，是洪水流量的主要成分，以其所具有的 能量侵蚀土壤、改变流域的地貌特征。森林生态系统具有较强的调节转换径流功能，尤其是 森林生态系统能将大量的地表径流快速转化为慢速流，从而减少径流功能。 植被对径流的影响是众多科学家已熟知的问题，主要表现在阻滞地表径流、延长 入渗时间、影响水量的再分配等。影响地表径流的因素研究主要集中在降雨强度、土地类 型、坡度、凋落物厚度、植被盖度、土壤含水量、土壤类型和土壤紧实度等方面。相关研究表 明：地表径流量与降雨强度呈幂函数关系；与灌草盖度呈线性负相关、对数正相关；与凋落 物层厚度呈负相关、幂函数关系；与坡度呈正相关、指数函数关系；与土壤初始含水量呈负 线性相关等。目前对森林地表径流的防治措施主要有工程措施和非工程措施。非工程措施包括 生物措施、化学措施等。但是，长期以来，对森林的水土流失治理常常以土壤不流失作为主 要指标，治理的对象过分强调土壤，而忽视了水土流失的主体一一地表径流。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术采取一种分割、削弱地表径流冲刷动力和 调控坡面径流的方法，可以较好地控制林地地表径流发生率，有效地减少林地的水土流失。 为了有效地控制林地的水土流失，本专利技术采用的技术方案为： -种利用生态沟拦截森林地表径流的方法，在林地坡面上将林地沿等高线方向 分割为若干林地小单元，在每个林地小单元的底部设置生态沟。具体分割时，根据不同的 坡度设置不同的分割间距（小单元坡长），当林地坡度为5° -10°时，小单元坡面长度为 16-20m;当林地坡度为10° -15°时，小单元坡面长度为10-16m;当林地坡度为15° -20° 时，小单元坡面长度为8-12m;当林地坡度为20° -25°时，小单元坡面长度为6-10m;当林 地坡度为大于25°时，小单元坡面长度为4-8m。 所述林地通过沿等高线方向的生态沟分割为若干小的单元，生态沟宽度30_40cm， 深度30-50cm。其实施是在植物开始生长前进行实施挖掘的水平沟，施工时间为秋季落叶后 或者第二年春天。并在挖好的水平沟内和两侧沟边（30-lOOcm)种植适应能力强，根系发达 的乡土灌木和草本形成生态沟。 所述林地坡面纵向设有连通多条生态沟的排水沟，该排水沟与该林地地势最低处 的沉沙池相通；每年春季或每次暴雨后将沉沙池淤积的泥沙返还林地坡面上。该方法拦截 地表径流量为降雨强度130mm/h以内的径流。 本方法通过分割坡长，使得坡面径流流线被切断，径流流量过程线较原坡面平坦 化，坡面水流流速降低，径流在坡面的滞留时间延长，增加入渗，土壤流失大减少，控蚀效果 明显。 本专利技术的优点是： 本专利技术不需要大型机械和大量劳动力即可完成，操作简便、省力，采用简单的措 施，即可达到保持水土流失的效果。成本低，高效、实用、方便地形复杂的林地应用。【附图说明】 图1生态沟拦截森林地表径流整体示意图。图2生态沟林地坡度与临界坡长关系示意图。 图3生态沟宽度、深度与植被种植示意图。【具体实施方式】 下面结合说明书附图对本专利技术进一步详细说明。 如图1-3所示，从图上可以看出，本专利技术生态沟拦截森林地表径流的方法，将坡地 上沿等高线方向分割为若干小单元，再在每一个单元上进行沿等高线挖取水平沟，并在水 平沟内种植根系发达的乡土灌木和草本，称之为"生态沟"。 具体分割时，根据不同的坡度α决定不同的临界坡长1，当林地坡度为5° -10° 时，小单元坡面长度为16-20m;当林地坡度为10° -15°时，小单元坡面长度为10-16m;当 林地坡度为15° -20°时，小单元坡面长度为8-12m;当林地坡度为20° -25°时，小单元 坡面长度为6-10m;当林地坡度为大于25°时，小单元坡面长度为4-8m。具体见表1。（经 验方程= 〇· 03α2-1· 8α+33. 15R2= 0· 9943) 表1林地分割单兀坡面坡长推荐值 生态沟见图1、图2和图3,沿等高线方向挖取水平沟，将林地分割为若干小单元， 水平沟的间距即为临界坡长，水平沟宽30-40cm，深度30-50cm。林地小单元内维持原样。在 水平沟内侧及两测沟边（30-lOOcm)种植根系发达的灌木和草本。植被根据立地条件因地 制宜地选择。 本专利技术在抚顺市清原满族自治县大苏河乡长沙村进行了试验测试，其中每个坡 度范围内分别选择：一种为无措施短坡落叶松人工林林地为参照，另一种为挖生态沟落叶 松人工林林地为试验样地，通过人工模拟降雨的方法，采用坡长为20m的5种坡度（10°、 15°、20°、25°、30° )和一个降雨强度水平（2. 117mm/min)进行观测，为保证每次试验前 坡面土壤初始条件一致，采用洒水处理使土壤达到饱和，单次试验持续时间为30min。研究 表明：生态沟较相对应无措施林地，径流量明显降低，具有显著的保水和保土作用。具体参 数见表2。 表2生态沟对落叶松人工林林地地表径流拦截效果 通过对落叶松人工林林地采取生态沟方法与未采取任何措施林地的观测数据进 行比较分析，在相同的坡度条件下，有生态沟的径流调控效益更加显著，其中最大值达到 71. 10% ;并且在一定的坡度范围内，随着坡度的增加，生态沟调控措施效益更明显。 本专利技术采用设置生态沟对坡长进行分割，分割成若干小的单元，以减小原林地坡 面长度。在林地实施该措施后，坡面经流线被切断，径流流量过程线较原坡面平坦化，坡面 水流速度降低，径流在坡面上的滞留时间延长，增加入渗，减少地表径流量，减轻径流对地 表的侵蚀，水流的挟沙能力显著降低，起到明显的水土保持作用。生态沟操作方便，成本低， 减蚀效益显著。【主权项】1. ，其特征在于： 在林地坡面上间隔设有多条生态沟，每条生态沟沿等高线设置；生态沟用于拦截森林 产生的地表径流，兼顾蓄水能力的同时，还能够防止地表径流对地表的冲刷和减轻水土流 失。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于： 将林地沿等高线方向分割为若林地干小单元，在每个林地小单元的底部设置生态沟； 当林地坡度α为5-10°时，小单元坡面长度1为16-20m;当林地坡度α为10-15°时，小 单元坡面长度1为l〇-16m;当林地坡度α为15-20°时，小单元坡面长度1为8-12m;当林 地坡度α为20-25°时，小单元坡面长度1为6-10m;当林地坡度α大于25°时，小单元 坡面长度1为4-8m(坡度的划分依据《全国土壤侵蚀分类分级标准》SL190-2007和《水土 保持综合治理技术规范》GB/T16453-2008,以及当地林地的实际情况划分）。3. 根据权利要求1所述的利用生态沟拦截森林地表径流的方法，其特征在于： 所述生态沟是在植物开始生长前进行实施挖掘的水平沟，施工时间为秋季落叶后或者 第二年春天。4. 根据权利要求3所述的利用生态沟拦截森林地表径流的方法，其特征在于： 所述水平沟宽30-40cm，深度30-50cm。5. 根据权利要求1所述的利用生态沟拦截森林地表径流的方法，其特征在于： 在挖好的水平沟内和两侧沟边（30-lOOcm)种植适应能力强，根系发达的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用生态沟拦截森林地表径流的方法，其特征在于：在林地坡面上间隔设有多条生态沟，每条生态沟沿等高线设置；生态沟用于拦截森林产生的地表径流，兼顾蓄水能力的同时，还能够防止地表径流对地表的冲刷和减轻水土流失。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利芳，于立忠，张金鑫，姚博，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21