不同方式集材對(duì)采伐跡地水土流失的影響

摘 要：文章介紹了不同集材方式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，然后介紹了每種基材方式對(duì)采伐跡地水土的具體影響，最后針對(duì)性的提出減少水土流失的措施。

關(guān)鍵詞：水土流失；集材方式；采伐跡地

1 引言

我國(guó)是世界上水土流失最嚴(yán)重的國(guó)家之一，每年約有50億t泥沙流入江河湖海。大量泥沙進(jìn)入河道不僅淤塞河道，威脅城市和農(nóng)村的防洪安全，加劇旱澇風(fēng)沙等災(zāi)害，而且攜帶大量的N、P、K進(jìn)入水體，加劇了水體的富營(yíng)養(yǎng)化，影響人們的生產(chǎn)生活。水土流失嚴(yán)重制約著廣大地區(qū)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。在人類(lèi)活動(dòng)的影響下，特別是人類(lèi)嚴(yán)重地破壞了坡地植被后，由自然因素引起的地表土壤破壞和土地物質(zhì)的移動(dòng)，流失過(guò)程加速，即發(fā)生水土流失。森林作業(yè)是人們利用一些工具和方法作用于森林，以獲取木材等森林主產(chǎn)品為主要目的，它直接影響到水土保持和整個(gè)森林生態(tài)環(huán)境。采用不同的采伐方式、集材式和跡地清理方式會(huì)對(duì)森林水土保持能力和生態(tài)環(huán)境有不同程度的影響[2]。

2常見(jiàn)集材方式介紹

2.1拖拉機(jī)集材

拖拉機(jī)為動(dòng)力的集材方式。具有機(jī)動(dòng)靈活、能靠近集攏的木材、對(duì)道路要求較低等特點(diǎn)，在世界各國(guó)廣應(yīng)用。拖拉機(jī)集材對(duì)地表破壞較為嚴(yán)重。在集材行走時(shí)，對(duì)地表植被的破壞是毀滅性的，極易造成水土流失。沉重的拖拉機(jī)機(jī)體和龐大的木材在集材道上運(yùn)行過(guò)程中，不斷地與地面相互作用，受地形條件的限制，對(duì)沿途地表和林木有損害，且消耗功率較大。

2.2滑倒集材

滑道集材是利用山地自然坡度和木材自重沿槽道自動(dòng)滑下的集材方式。一般適用于6°～30°的坡地。其原理是木材在滑道斜面上向下運(yùn)動(dòng)的分力必須大于最大摩擦力時(shí)，可克服摩擦阻力而向前滑動(dòng)。不同結(jié)構(gòu)的滑道有不同的摩擦阻力，從而可以根據(jù)坡度選擇滑道結(jié)構(gòu)，如土滑道、竹滑道、木滑道、水滑道、冰雪滑道、金屬滑道或塑料滑道等[3]。土滑道是利用山坡稍加整理成半圓形土槽，木材沿此滑下，俗稱(chēng)串坡或溜山。土滑道集材是利用自然坡度，借助木材本身所具有的勢(shì)能，通過(guò)沿山坡就地挖筑而成的半圓形土槽中的滑行完成木材集運(yùn)的一種集材方式。由于土滑道具有修建容易，投資少，集材工藝簡(jiǎn)單，集材成本低，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在山地人工林集材作業(yè)中應(yīng)用較為普遍。

2.3索道集材

利用架架空索道匯集木材的集材方式。架空索道是裝載木材的懸吊跑車(chē)沿架空鋼索（稱(chēng)承載索）運(yùn)行的設(shè)備，特別適用于拖拉機(jī)及其他集材機(jī)械不能作業(yè)的高山及地形復(fù)雜的林區(qū)。這種集材方式不損傷幼樹(shù)立木，不會(huì)引起地表沖刷，有利于采伐跡地的森林更新，但拆轉(zhuǎn)和安裝工程較大。

3集材方式與水土流失

3.1滑道集材對(duì)采伐跡地水土流失的影響

滑道集材是利用自然坡度，借助木材本身所具有的勢(shì)能來(lái)完成木材集運(yùn)的一種集材方式。滑道對(duì)森林生態(tài)環(huán)境的影響，主要表現(xiàn)在修建滑道和滑道集材對(duì)林地地表形成的破壞。修建滑道對(duì)林地造成的破壞與滑道類(lèi)型和長(zhǎng)度有關(guān)。修建土滑道和木、竹滑道時(shí)，需要挖掘土壤和植被，造成大量枯落物的流失。塑料滑道因其架在地表面上，不需要挖動(dòng)地面土壤，一般不破壞地表。隨著滑道長(zhǎng)度的增加，滑道對(duì)林地造成的破壞也增大。土滑道集材時(shí)，木材在運(yùn)動(dòng)中對(duì)滑道兩側(cè)及滑道底部產(chǎn)生撞擊，使滑道加寬加深，帶走部分土壤并對(duì)滑道上的土壤產(chǎn)生壓實(shí)作用，使集材道上土壤的結(jié)構(gòu)性能明顯下降。因開(kāi)挖集材道與木材在滑道運(yùn)行時(shí)的沖擊，造成采伐跡地大量枯落物和表土被移走。此外，土滑道集材后，若遇暴雨則極易沖刷成溝痕造成水土流失。

3.2拖拉機(jī)集材對(duì)采伐跡地水土流失的影響

我國(guó)林區(qū)使用的集材拖拉機(jī)絕大多數(shù)是履帶式。在集材過(guò)程中，由于沉重的機(jī)體和龐大的木材在地面上碾壓與拖動(dòng)，林地土壤被壓實(shí)，通過(guò)的次數(shù)愈多，壓實(shí)愈嚴(yán)重，特別是集材主道。李曉磊通過(guò)集材道被壓實(shí)實(shí)驗(yàn)以后，得出土壤透水性會(huì)減低92%，細(xì)微孔隙會(huì)減少53%，土壤容重增大35%。拖拉機(jī)在集材道上反復(fù)通過(guò)，將在集材道上留下許多車(chē)轍，雨后積于車(chē)轍中的水將土壤軟化，拖拉機(jī)每經(jīng)過(guò)一次車(chē)轍加深一次。由于道路的滲水速度和孔隙度分別降低，再遇降雨，地表的徑流速度加快，原來(lái)的車(chē)轍會(huì)被沖刷成小溝，產(chǎn)生水土流失。集材道壓實(shí)嚴(yán)重者要18a才能恢復(fù)原有的滲水性。然而，有些林區(qū)還使用手扶拖拉機(jī)集材。它是在人力小集中基礎(chǔ)上，將木材（原木）集運(yùn)到伐區(qū)楞場(chǎng)。手扶拖拉機(jī)集材需要開(kāi)挖拖拉機(jī)道（寬度一般為2-2.5m），破壞林地土壤，致使一定程度的表土與心土混合，大量的廢棄土石方及邊坡會(huì)引起一定數(shù)量的水土流失。集材過(guò)程中，像履帶式集材拖拉機(jī)一樣，由于拖拉機(jī)行駛，使土壤壓實(shí)，通過(guò)次數(shù)越多，壓實(shí)越嚴(yán)重，尤其南方的春季，很容易使集材道形成轍溝。若遇到降雨，尤其是降大暴雨，因集材道的透水速度降低，地表徑流速度加快，原來(lái)的車(chē)轍會(huì)被沖刷成小溝，隨著地表不斷沿集材道流下，集材道的車(chē)轍逐漸由小溝變成大溝。引起水土流失。

3.3索道集材對(duì)采伐跡地水土流失的影響

架空索道集材根據(jù)木材的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為全懸式和半懸式。在全懸式索道集材中，木材不與地面接觸，側(cè)向集中時(shí)因在同一地面只通過(guò)2-3趟木材，所以也不會(huì)因側(cè)向集材而造成水土流失；半懸式索道集材時(shí)，木材的一端與地面接觸，帶動(dòng)一些土壤、礫石和地被物，遇大或暴雨后，集材線路下受擾動(dòng)的疏松的地表層（即腐植層和含有腐植質(zhì)及無(wú)機(jī)質(zhì)的土壤層）會(huì)有少量的土壤被沖走，但由于半懸式索道線路通常選在無(wú)巖石裸露、土質(zhì)厚度20cm以上地帶，集材區(qū)寬度控制在80～120m的范圍內(nèi)，集材時(shí)間避開(kāi)雨季，故所造成的水土流失一般都很小。柴河林業(yè)局宏聲林場(chǎng)架設(shè)了240多條半懸式索道用于集材生產(chǎn)，主索下自然地勢(shì)的平均坡度，小的10多度，個(gè)別地帶最大30多度，23以上是25？？左右。在這樣的條件下，240多條索道集材后的林帶，不但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一條像拖拉機(jī)陡坡主道那樣的雨水沖刷溝，而且在主索帶寬較小的地方，出現(xiàn)了兩側(cè)林帶邊緣樹(shù)木的側(cè)枝將主索帶郁閉的情況。因此，在北方林區(qū)半懸式索道集材是不會(huì)造成水土流失的。

4森林作業(yè)中防止水土流失的幾點(diǎn)建議

在森林作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)盡量采取一些防范措施，避免引起大面積的水土流失。這樣既可以保持土壤營(yíng)養(yǎng)，有利于更新，也可以保持水土。根據(jù)以上的分析，建議在森林作業(yè)中盡量采取下列措施：

集材應(yīng)盡量選用對(duì)土壤破壞小的集材方式，如架空索道或畜力集材，有條件的情況下，可發(fā)展氣球、飛艇或直升機(jī)集材。用拖拉機(jī)集材時(shí)，盡量采用履帶式拖拉機(jī)，輪式拖拉機(jī)應(yīng)選用特寬輪胎，減少對(duì)地面的破壞。

參考文獻(xiàn)

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[3]齊永峰，潘海兵，劉春起，江瑜，張?zhí)K.森林作業(yè)對(duì)水土流失影響的研究進(jìn)展[J].森林工程，2008，04：16-18+32.