植被覆盖对泥石流发育的影响分析

摘要： 本文就植被对泥石流形成的影响，综合目前的研究成果，进行分析总结，认为植被对泥石流的影响应该辩证地看待。通过植被在泥石流形成前后的作用分析可知，在泥石流形成初期，植被覆盖区对泥石流的形成具有抑制作用，土体中水分达到饱和后对泥石流的形成就有促进作用。

Abstract： This paper summarizes the research results at present to analyze the impact of the vegetation on the formation of debris flow， and thinks that the impact of vegetation on the debris flow should be treated dialectically. Through the analysis of the effect of the vegetation on the debris flow formation， it showed that at the beginning of the formation of debris flow， the vegetation area can inhibit the formation of debris flow， and after the soil moisture reaches saturation， debris flow is promoted.

关键词： 泥石流；植被覆盖；植被

Key words： debris flow；vegetation cover；vegetation

中图分类号：P642.23 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）10-0151-02

0 引言

泥石流、滑坡等是山区非常严重的地质灾害，每年给社会带来严重的经济财产和人身安全影响，严重制约着致灾区域的社会经济发展，各国家及政府均高度重视。每年国内外近百篇文章和学术专著在各大学术期刊上发表，并定期举办泥石流、滑坡等的学术探讨，该学科的学术研究发展势头较为旺盛。在形成泥石流的各种因素中，植被在其中的作用一直存在争议，李树德学者认为森林植被在泥石流形成过程起到抑制作用[1、2]。本文通过分析泥石流的形成因素，探讨植被在泥石流发育过程的作用，研究植被在其中发挥的作用。

1 泥石流形成的条件

1.1 复杂的地形条件

泥石流发生的地形地貌条件一般分为陡峭的地形，具有一定坡度的地形有利于碎屑物质在一定条件下具有下降趋势，给予碎屑物质充足的动力来源，同时陡峭的地形比较容易产生下滑力，对周边岩性也有破坏，促进泥石流物源的进一步发展[3，4]。

1.2 松散物质来源

泥石流物源区一般地质构造复杂，新构造活动剧烈，地震烈度较高的区域，断裂褶皱发育，这些区域岩性，经长期风化，地表岩性松散易崩塌、错落，常出现不良地质现象，为泥石流提供丰富的物源；同时人类活动，如滥伐森林造成了严重的水土流失等也为泥石流提供了大量的物质来源。[5、6]

1.3 集中降水量大

泥石流中水是必不缺少的组成部分，泥石流发生必须有充足的水源，来自降雨或者来自冰雪融化，在泥石流形成运移过程中，水是激发因素和搬运介质。例如舟曲泥石流发生的主要原因是长时间的暴雨，造成该地区形成了巨大的山洪，冲刷能力很强，为泥石流的发生提供了充足的动力支持。

2 植被对泥石流发育影响作用分析

2.1 削减形成泥石流的土体补给量

植被在地下部分根系深入土层，相互交错呈现网状，一般草本根系较浅，2-10cm；灌木的根系延伸较长，一般在0.5-4cm；乔木根系则为最深，维持在2-10cm，部分根系可深入基岩裂隙。植被延伸的根系一般分为三类，由深到浅是乔木根系、灌木根系、草本植物根系。植被根系深入土体后，错乱延伸，在土体中类似锚杆作用，锚固土体，增加了土体的整w性和对抗侵蚀冲刷的能力。根系越深延伸越错乱，表现出来的锚固作用越强烈，对土体的锚固量越大。对土体最佳的锚固作用应该是三种类型的根系相互组合，根系可以从表层到深层较好地锚固土体，相互渗透，较少地表碎屑物的形成即较少泥石流松散物质来源[8、9]。

土壤的抗侵蚀冲刷能力可以用土壤的微团聚体含量与分析计算所得的分散系数来表示，即土壤分散系数=微团聚体含量（

2.2 减少参与泥石流活动的水量

国内研究资料表明，泥石流成因中暴雨型泥石流占比较多，约为95%。暴雨形成的泥石流，关键因素为泥石流形成时段内洪峰流量值，值越大泥石流形成的概率越大。而植被具有调洪和滞洪的作用，在泥石流前期的启动过程中具有减少水流量的增加、延长汇流时间等作用。植被的调洪、滞洪方式主要通过植被在地表枝叶对降雨入渗的间接阻挡和根系对地表产流的抑制作用，二者共同阻碍了水源对碎屑形成泥石流的过程，延缓了径流汇流的时间。例如，西昌黑沙河流域研究，在同次暴雨中，对比流域内的草地、林地和裸地的产流时间，得出林地的产流时间比裸地延迟55min，草地的产流时间比裸地延迟了67min。同时植被可以改善土体团粒结构，增大土体的空隙度，改造土体性质的作用，增强土体的保水能力和透水性，从而降低了参与泥石流活动的水量，抑制泥石流的形成[10]。

由于植被生长环境差别很大，分布区域亦不同，因此不同植被类型对泥石流的抑制作用差别很大，因此不同草本、灌木、乔木的组合对泥石流抑制作用的影响有待进一步研究。

而植被对泥石流的抑制作用不是在所有条件下都能验证的，土体饱水量是有限的，当雨量和雨强超过一定的临界值时，植被对土体的抑制作用将会减弱，有可能演化对泥石流的促进作用。

2.3 增大松散固体物质来源

植被对土体具有锚固作用，土力学原理可知，土体的性质对植被根系锚固能力影响很大，其中含水率是关键因素。土体含量增多时，强度会有所降低。土体水量饱和后，其强度接近最低临界点，斜坡上的土体稳定性将逐渐降低，产生下滑力，因为根系与土体相互交错的接触关系，下滑力则将传递给植被，连同植被一起下滑运动。这类现象在湿润地区非常明显，主要原因是，湿润地区具有较好的水土条件，乔木根系较为浅，且枝叶生长茂盛，根系主要集中在表层土，在长时间降雨过程中，表层土充分饱和，土体强度降低，乔木自重作用较大，容易失稳破坏。降雨同时伴有大风，风对大型乔木的摆动带来了很强的水平推力，方向不固定，往复出现，植被会把这种拖拽力传递到土层根系中，增加了根系土体破坏的程度，加大了坡面土体的破坏，为泥石流提供更多的物质来源。

2.4 增大泥石流流量

随着长时间的降雨，土体呈现饱和状态，植被调节降雨产流的作用随着土体水量饱和而逐渐降低，主要原因是土体截留和保持水分的作用有限，植被对降雨的削减作用在降低[11]。植被及土体组合体对雨水的蓄水达到饱和状态后，对后续降雨无法再拦蓄，直至土体连同植被一起发生滑坡，连同前期拦蓄的水量一同组成泥石流的物源，从而增大泥石流量。

2.5 漂木增大灾害

泥石流物源中掺杂了大量的乔木植被，一方面增加了泥石流整体方量，增加了泥石流预警和防治难度，另一方面大量的乔木进入沟道后容易产生堵塞，形成泥石流龙头坝，再次溃决后容易形成更大规模的阵型泥石流，这种现象在2004.7云南盈江和龙川的暴雨性泥石流灾害中非常普遍。

总之，当降雨量增大到一定临界值时，植被对泥石流具有促进作用，这种作用主要表现为促进滑坡的产生，增大泥石流流量和扩大下游致灾范围等。

3 总结和建议

一般观点认为植被是泥石流暴发的重要抑制因素之一，本文通过对泥石流形成因素的分析，可以发现，植被在泥石流形成过程中既有抑制作用也有促进作用，二者对泥石流的作用随着时间和空间的变化而变化。第一，植被在对泥石流的作用上面主要表现在对降雨的影响，在降雨初期，植被对强降雨可以起到减少参与泥石流活动的水量和减少参与泥石流土体量，对泥石流的产生具有明显的抑制作用。第二，当土体含水量饱和后，植被不再具有对雨水的吸收缓解地表径流的作用，反而对泥石流的水量起到逐渐增加的作用，随着饱水土体的出现，局部滑坡产生，增加泥石流的物质来源，促进泥石流的产生。另外，植被区域的滑坡，增加泥石流中大型漂木量，改变泥石流的动力从而增加泥石流破坏性。所以，植被对泥石流发育的作用不是单一的抑制或是促进，植被对泥石流的作用应从辩证法的角度考虑，在泥石流孕育初期，植被对泥石流的产生是具有抑制作用的，在一定量水体聚集后，土体呈现饱和状态，植被对泥石流的产生从抑制作用逐渐改变为促进作用。

因此，辩证地看待植被对泥石流的抑制作用和促进作用，在后期泥石流预警防治的过程中提出以下建议：①在泥石流防治工程建设中，适当增加植被覆盖率及注意区分覆盖区植被的种类特征，以便在泥石流前期植被根系能疏导更多的水分，降低泥石流发生的频率。②加强对植被覆盖区域泥石流预警预报的工作，不能因植被覆盖率较高就降低对泥石流防治工程的懈怠，对于泥石流易发区域应定期定点预警记录，时刻保持警惕。③在一定程度上植被会参与到泥石流物源中，因此对泥石流的研究工作，不应局限在沙石碎屑物质中，大型乔木及木屑等在泥石流中的作用应当给予考虑研究。

参考文献：

[1]高延超，李明辉，王东辉，等.植被对不同类型泥石流的抑制作用初探[J].水土保持研究，2013，20（5）：291-295.

[2]李树德，岳升阳，徐海鹏.森林植被与泥石流活动[J].水土保持研究，2001，8（2）：30-31.

[3]孙井华，冯其斌.低山高植被区泥石流的成因及防治[J].东北水利水电，1996（11）：17-18.

[4]王丽，刘桂芳.水分环境、林相与泥石流灾害发生的关系[J]. 水土保持应用技术，2010（5）：31-32.

[5]罗林.毕节地区植被对泥石流控制作用的关联度评价[J]. 农业系统科学与综合研究，1997（1）：33-34.

[6]许庆，潘红星.舟曲泥石流灾害与森林植被变化相关性分析[J].林业经济，2012（11）：30-33.

[7]T其斌，孙景华.加强山区植被管护预防泥石流[J].东北水利水电，1996（12）：35-36.

[8]张广帅，邓浩俊，俞伟，等.泥石流频发区山地土壤环境因子与植被群落垂直梯度及其关系分析――以云南小江流域为例[J].应用与环境生物学报，2014（4）：646-654.

[9]王雅飞，尹明，唐礼贵，等.文家沟泥石流区植被调查[J].农学学报，2014，4（2）：63-67.

[10]王国民，江峰.福建省植被与地质灾害关系初探[J].福建地质，2010，29（z1）：39-44.

[11]吴积善，王成华.山地灾害研究的发展态势与任务[J].山地学报，2006，24（5）：518-524.