植被对水土流失防御作用的实验验证.pdfVIP

一 垒 2014年第4期 研究性学习 植被对水 流 防御作用的实验验证 汪 洋 杨晓恬 吴砚吟 夏 芸 高 盼 黄 莉 郑 静 叶根亚 指导教师：卢晓旭 时 倩 (南京市第四中学，江苏南京210029) 摘要：植被对水土流失具有防御作用。为了验证植被对水土流失防御作用的存在和其防御作用的大小，人工堆 积了面积750cm 的有植被覆盖和无植被覆盖的两堆土体，采用人工模拟降水的方法进行实验，持续1O分钟左右降水， 降水量为25．9mm。称量相应环节水土重量，对水土流失量和水土流失率、涵蓄水源率进行计量。发现无植被覆盖的 土体水土流失率为4％，植被全覆盖的土体未有明显的水土流失现象；依据两种计算方法得出的土壤涵蓄水源率，前 者为36．8％和23．6％．后者为 51．3％和 32．0％。实验从定量的角度验证了植被对水土流失防御作用的存在，同时提供 了有植被覆盖的区域土壤涵蓄水源能力有明显提高的数据。 关键词 ：植被 ：水土流失；实验 水土流失是世界性的环境问题 ，对人类社会的可 (要求同学观察分别从有植被覆盖和无植被覆盖的土壤 持续发展构成威胁 ，控制水土流失成为迫切需要。植被 中流出的水的清浑程度)具有定量倾向外，其他基本未 对降水和径流侵蚀能力具有很大的减弱或消除作用，从 发现有定量呈现实验结果或定量观测倾向的研究，成果 而减轻土壤侵蚀程度，因此，增加植被覆盖是控制水 多为实验设计 ，部分含有定性观测的要求 剖 。定 土流失的重要举措。植被对水土流失的防御作用是通过 性的实验虽然在一定程度上也能验证规律 ，但缺少精 改变植株底部的土壤性质 、改善其结构、降低土壤可蚀 致性，如果能以定量的数据说明问题，其实证过程对于 性、增加入渗能力而表现出来的，它的作用程度与植物 规律的认识更有价值 ，更能让我们形成严谨的研究态度 物种及其搭配有关，而且又会随着尺度 (斑块、坡面、 和科学的求证精神。本研究提供了定量的研究过程和结 流域 )的不同而不同，并呈现出控制作用变化的复杂 果。 性。…许多研究者从不同角度开展了植被对水土流失防 一 、 实验设计与过程 御作用的定量研究，]f／lGyssels2【在比利时黄土带的研究 表明，增加播种密度可以减少42—53％的土壤流失量， 1．实验思路 刘元保 研究发现植被覆盖小区相比裸露小区侵蚀量减 影响水土流失的因素 (变量)很多，主要包括土 少84—99％。因影响因素较多、机制复杂，很难得出一 壤的疏松程度 、地形的坡度、降水量和降水强度、植被 个公认的水土流失率计量模型，但植被对水土流失具有 的覆盖状况等，一些研究将多种因素组合在一起进行实 防御作用这一规律的存在则是肯定的。在中学地理教育 验，。 不同因素的干扰，不光使实验呈现出更高的复 领域内，验证这一规律的教学实验也非常丰富，这些成 杂性，可能还使单因素影响的规律呈现不够清晰。本研 果提供了许多创新的设计，除植被外还涉及或组合了多 究把植被作为唯一变量，取值分别为有 (全覆盖)和无 个影响水土流失的因素。文献还显示，这些实验在实践 (裸地)；把其他变量作为控制变量，在两个对比实验 中起到了很好的验证规律、培养参与者科学思维和科学 中取值不变。研究思路如图l，具体变量及取值如表l。 精神的作用。但成果中除了刘立新 】、梁红梅 l的研究 本文指导教师卢晓旭同时为通讯作者。本文由通讯作者在南京市第四中学校本课程教材 《学会解决问题》(2006