 Open Journal of Soil and Water Conservation水土保持, 2013, 1, 10-13 http://dx.doi.org/10.12677/ojswc.2013.11003 Published Online December 2013 (http://www.hanspub.org/journal/ojswc.html) Open Access 10 Soil Anti-Erodibility of Several Bamboo in Central Yunnan* Jiangan g Ma, Yan gyi Zh ao, Yan xia W ang School of Environmental Science and Engineering, Southwest Forestry University, Kunming Email: mjg@swfu.edu.cn Received: Oct. 29th, 2013; revised: Nov. 15th, 2013; accepted: Nov. 18th, 2013 Copyright © 2013 Jiangang Ma et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. In accordance of the Creative Commons Attribution License all Copyrights © 2013 are reserved for Hans and the owner of the intellectual property Jiangang Ma et al. All Copyright © 2013 are guarded by law and by Hans as a guardian. Abstract: The aim of this study is to provide evidence for selection of bamboo for debris flow control in Yunnan by revealing soil anti-erodibility of different bamboos. This paper analyzes organic content, the air dry rate of water-stable crumb, water stable index and soil shear resistance of soil of several bamboo. The re- sults showed that the soil anti-erodibility of bamboo from big to small are Phyllostachys sulphurea, Fargesia fractiflexa Yi, Neosin ocalamus aff i ni s (Rendle) Keng f., but the soil shear resistance of Neosinocalamus affinis (Rendle) Keng f. is maximal. It is concluded that Phyllostachys sulphurea is suitable for slope protection by veg- etation and Neosinocal amus affinis (Rendle) Keng f. is suitable for bank protection or shallow landslide control. Keywords: Central Yunnan; Bamboo; The Soil Anti-Erodibility 滇中地区主要竹林土壤抗蚀性能研究* 马建刚，赵洋毅，王艳霞 西南林业大学环境科学与工程学院，昆明 Email: mjg@swfu.edu.cn 收稿日期：2013 年10 月29日；修回日期：2013 年11 月15日；录用日期：2013年11 月18 日 摘 要：通过揭示不同竹林土壤的抗蚀性能，为云南泥石流区域治理提供选择竹种的依据。本文对不 同竹林土壤有机质含量、水稳性团粒风干率、水稳性指数和土壤抗剪力四个指标进行了分析研究，结 果表明土壤抗蚀性方面从大到小依次是：灰金竹、实心竹、慈竹，然而慈竹林土壤抗剪强度较大。这 说明在护坡方面灰金竹林较好，而在护岸和浅层滑坡防护上慈竹较好。 关键词：滇中；竹林；土壤抗蚀性 1. 引言 竹子具有良好的经济效益和生态效益，对维持生 态平衡，保护人类生存环境起到很好的作用。但是至 今为止绝大多数研究集中于竹类的材用和食用方面。 在生态效益方面，我国在这方面的研究主要开始于 19 世纪 80 年代，起始于毛竹和麻竹的水文生态效益研 究，较早的报道见于 1989年[1]。目前我国许多学者对 福建、四川、浙江以及三峡库区等地的毛竹、四季竹、 撑绿竹等人工栽培试验的基础上做了水土保持效益 的分析研究[2]。而对于滇中地区尤其是泥石流多发区 天然存在的竹类植物尚未见具体研究报道。 *基金项目：西南林业大学水土保持与荒漠化防治重点学科，教育 部特色专业“水土保持与荒漠化防治”，云南省教育厅基金项目 (2010Y293)。  滇中地区主要竹林土壤抗蚀性能研究 Open Access 11 为了给竹林的水土保持效益研究以及林业生态 工程建设提供依据，笔者对昆明地区泥石流防止工程 中拟采用的主要竹种——灰金竹(Phyllostachys sulph- urea)、慈竹(Neosinocalamus affinis (Rendle) Keng f.)、 实心竹(Fargesia fractiflexa Yi)的竹林土壤抗蚀性进行 了实验研究。 土壤抗蚀性是指土壤对侵蚀营力分散和搬运作 用的抵抗能力[3]。它是控制土壤承受降雨和径流分离 及输移等过程的综合效应[4]，同时它还是建立各种土 壤流失方程和坡面侵蚀模型必不可少的重要参数[5]。 评价土壤抗蚀性能的指标有很多[3-6]，本研究选取了有 机质含量、水稳性团粒风干率、水稳性指数(K)、土 壤 抗剪力四个指标来反映不同竹林土壤的抗蚀性能。 2. 研究区概况 实心竹林位于昆明市西山，灰金竹林和慈竹林位 于安宁市温泉镇，其中灰金竹林面积约 2500 m2，慈 竹和实心竹林面积约 1000 m2，实验采样地块5年来 无人工经营和其它明显人为扰动现象。各采样点具体 情况见表1。 3. 研究方法 3.1. 土壤采样 根据调查，在林地内选择林分均匀的典型样地， 挖取深 20 cm 的土壤剖面，按上(0~10 cm)、下(10~20 cm)土壤层次取样 500 g 以上，带回实验室准备试验。 3.2. 试验方法 水稳性团粒风干率和水稳性指数采用《水土保持 监测技术》规定方法[6]，水稳性团粒风干率利用公式 (1)和公式(2)分别计算 0.5 mm 和0.25 mm 以上团粒风 干率。 % 100% AB G 各粒级水稳性团聚体含量 (1) % 100% B A 某粒级水稳性团粒风干率 (2) 式中：A——某粒级毛管饱和土水稳性团粒含量 B——某粒级风干土水稳性团粒含量 水稳性指数(K)测定方法是：将待测土样风干后筛 分，选取直径0.7~1.0 mm的土粒50颗以上，均匀放 在孔径为0.5 mm的金属网上，然后置于静水中进行 Table 1. Basic status of the soil sampling point 表1. 土壤采样点概况 林分 海拔 (m) 坡度 (˚) 郁闭度 土壤 成林 年限(a) 林分 组成 灰金竹林 192036 0.90玄武岩红壤 30 纯林 慈竹林 190020 0.62玄武岩红壤 21 纯林 昆明实心 竹林 200031 0.70石灰岩红壤 35 纯林 观测。以一分钟时间间隔分别记下分散的土粒数量， 连续观测10 分钟，其分散土粒的总和即为10 分钟内 完全分散的土粒数。同时记下 10分钟内未分散的土 粒的数量，利用公式 3计算K值。 ii j PK P K A (3) 式中： i P——第 i分钟分散的土粒数 ' i K——水稳性校正系数 j P——在10分钟内未分散的土粒数j P A——本次分散测验取用的土粒数 土壤有机质含量的测定利用重铬酸钾法[7]。土壤 抗剪力使用袖珍剪力测量仪(三头抗剪仪，型号：14.10) 测定。 4. 结果与分析 实验土壤各抗蚀性指标测试结果见表 2。 4.1. 土壤有机质 土壤有机质是水稳性团粒的主要胶结剂，能够促 进土壤中团粒结构的形成，增加土壤的疏松性、通透 性，对于提高土壤的抗蚀能力具有重要作用[4-8]。 从表 2可以看出，几种竹林的土壤有机质含量在 0~10 cm 土壤层次时的多少关系为：灰金竹林>实心竹 林>慈竹林；在 10~20 cm 土壤层次时的大小关系为： 灰金竹林>慈竹林>实心竹林，但是慈竹林和实心竹林 有机质含量非常接近。在不同土壤层次上，各竹林土 壤表层的有机质含量明显高于亚表层，其中灰金竹林 0~10 cm和10~20 cm土层内的有机质含量高且差别相 对较小。 从现场调查来看，灰金竹林郁闭度高、枯落物丰 富、地被草本较多、土壤湿润、表层根系密布、细根 较多，枯落物总厚度约7.0 cm，其中半分解和完全分  滇中地区主要竹林土壤抗蚀性能研究 Open Access 12 Table 2. The soil anti-erodibility indexes of some bamboo 表2. 不同竹林土壤抗蚀性指标 样地类型 灰金 竹林 慈竹林 实心 竹林 灰金 竹林 慈竹林 实心 竹林 土壤层次 0~10 cm 10~20 cm >0.5 mm 46.86 31.36 33.22 36.54 31.4036.20 风干率 (%) >0.25 mm 60.38 49.68 53.25 60.36 51.74 57.88 水稳性指数(K) 0.84 0.62 0.72 0.80 0.44 0.48 有机质(g·kg−1) 99.67 41.83 59.16 82.28 20.56 20.54 土壤抗剪力 (Kg/cm2) 0.148 0.194 0.109 0.243 0.239 0.172 注：土壤抗剪力为三头分别测验后的平均值。 解层约 4.3 cm，从而使得有机质含量较高。而慈竹和 实心竹地被物较少，枯落物相对较薄。 4.2. 水稳性团粒风干率 水稳性团粒风干率与抗蚀性成正相关，与侵蚀量 成反相关[8-10]，从 表2可以看出，几种竹林在 0~10 cm 和10~20 cm 土壤层次上，粒径 > 0.5 mm、> 0.25 mm 时的土壤水稳性团粒风干率大小均表现为：灰金竹林 > 实心竹林 > 慈竹林。尤其是>0.5 mm 表层(0~10 cm) 土壤风干率灰金竹林分别超过其它两类竹林 49% 和 41%。在不同土壤层次上，除了灰金竹林土壤表层的 抗蚀性强于土壤亚表层外，慈竹和实心竹土壤表层的 抗蚀性均弱于土壤亚表层，但从该指标数值上看这两 种竹林的这种差别不是很大。 灰金竹林表层良好的根系分布、枯落物层、良好 的水分状况、较高的土壤有机质都有助于水稳性团粒 的增加。 4.3. 水稳性指数 土壤团聚颗粒水稳性是指土壤团聚颗粒遇水后， 团聚颗粒的保持(或分散)程度，可以用水稳性指数(K) 表示[6,10]。研究表明，水稳性指数越大，说明土壤团 聚颗粒不易浸湿破坏，土壤团粒结构越良好，土体抗 蚀性能越好，也是目前在土壤抗蚀性方面使用最广泛 的指标[8-10]。 从表 2可以看出，几种竹林在0~10 cm和10~20 cm 土壤层次上，水稳性指数 大小均表 现为 ：灰金 竹 林 > 实心竹林 > 慈竹林。其中灰金竹林在 0~10 cm 和10~20 cm 层次上分别超过其它两类竹林 35%、 17%、82% ，67%。从表中也可以看出灰金竹林团聚 体分布在20 cm 内相对均匀，而慈竹和实心竹在亚表 层土壤抗蚀性快速下降。在不同土壤层次上，各竹林 土壤表层的水稳性指数均强于土壤亚表层。 4.4. 土壤抗剪力 土壤抗剪力反映了土粒之间的凝结状况，土粒凝 结的愈牢固就愈不易被外力破坏。所以土壤的抗剪力 愈大，土壤的抗侵蚀能力就愈强。但是由于抗剪力会 受到土壤根系及其它杂物的影响，因此在土壤抗蚀性 研究方面使用较少，而相对竹林来言，由于根系分布 在土壤上部分布较多，能显著影响土壤的抗剪力。从 表2可以看出，0~10 cm几种竹林土壤抗剪力大小关 系为：慈竹林 > 灰金竹林 > 实心竹林；10~20 cm大 小关系为：灰金竹林 > 慈竹林 > 实心竹林，但是慈 竹林与灰金竹林非常接近。根据现场调查和室内试 验，灰金竹林表层土壤较其他两类竹林土壤湿润多 孔， 而其中慈竹林地表土壤最为紧实，粗根系相对较多。 5. 结论与讨论 从以上分析和表 2数据可以看出，无论是0~10 cm 还是 10~20 cm土壤，灰金竹林土壤抗蚀性明显优于 慈竹林和实心竹林，其中又以慈竹林最差。总体上灰 金竹林成林后郁闭度高、盖度大、枯落物量相对较多， 而慈竹林是丛生竹林，在枯落物量和地表盖度上不如 灰金竹林和实心竹林。但是慈竹林土壤抗剪性相对较 大，对提高土体的抗剪性能效益显著，这与慈竹林粗 根系较多，慈竹根系相对集中有关。因此在坡面防护 方面灰金竹林有较好优势，而在护岸和浅层滑坡防护 方面慈竹林使用效果会较好。 6. 致谢 本论文的工作得到了西南林业大学水土保持与 荒漠化防治重点学科基金的资助，具体外业和室内试 验得到了赵洋毅老师、岳学崑同学的帮助，同时得益 于前辈学者们的研究成果，在此一并致以衷心的感 谢。 参考文献 (References) [1] 曹群根 (1989) 毛竹林水文效应的初步研究. 竹类研究 , 8,  滇中地区主要竹林土壤抗蚀性能研究 Open Access 13 24-45. 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