赵炯昌, 卫 伟, 段兴武

1 中国科学院生态环境研究中心 城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085 2 云南大学国际河流与生态安全研究院,昆明 650591 3 中国科学院大学,北京 100049

植被恢复与建设是干旱半干旱地区防治水土流失的重要措施[1- 2]。植被对土壤侵蚀的影响主要取决于植被类型[3- 4]、植被覆盖度[5]、植被格局[6- 8]以及植被地上部分的冠层(叶和茎)、枯落物[9- 10]和地下部分的根系[11]等方面。冠层和枯落物能够有效截留降雨、消减雨滴动能和延缓产流时间[12- 13]；根系能够促进土壤团聚体稳定性及其有机碳固定,改善土壤结构[14- 16]。植被垂直结构指植被从冠层叶、茎到地表枯落物再到地下根系的垂直分布与配置[17],植被垂直结构不同组分均直接或间接影响降雨再分配、土壤水分入渗、产流汇流和产沙输沙等水文过程。

植被与水土流失之间的研究以往多集中在植被全株或地上部分,而且许多相关研究并未对根系采取相应的处理,仅以地上部分来代表植被整体状况,这在不同程度上忽略或低估了根系在水沙过程中发挥的作用。Zhao等[18]发现沙打旺通过根系和冠层的共同作用来控制土壤侵蚀,而且根系的作用大于冠层。不同的植被由于其分层结构和形态特征(如植被高度、叶面积、根直径等)之间差异显著,对水土流失的影响也不同[19]。通常认为草本植物的地上部分在减少径流方面发挥较大作用,而根系则在控制侵蚀方面发挥着较大作用[20- 23]。然而,也有研究认为草地地上部分和根系在减少径流方面的贡献基本相同,森林根系对减流和减沙的相对贡献均大于地上部分[24]。……