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水分管理技术对林业种植的影响及其优化策略研究论文

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2024-08-08 11:18:02    来源:    作者:zhouxiaoyi

摘要:林业种植是维护生态平衡、保护水土资源、支撑家庭木材市场的重要产业,对国民经济的可持续发展具有重要影响。在林业种植过程中,需要大量的水分来促进树木的生长发育,但受气候变化、土壤质地和人类活动等因素的影响,水源供给往往处于不稳定的状态,过多或不足的供给都对树木的生长发育产生不利影响,导致木材质量下降,甚至导致树木死亡。传统的定时灌溉方法已不能满足树木的生长需求,需要探索更优化的水分管理技术。

  摘要:林业种植是维护生态平衡、保护水土资源、支撑家庭木材市场的重要产业,对国民经济的可持续发展具有重要影响。在林业种植过程中,需要大量的水分来促进树木的生长发育,但受气候变化、土壤质地和人类活动等因素的影响,水源供给往往处于不稳定的状态,过多或不足的供给都对树木的生长发育产生不利影响,导致木材质量下降,甚至导致树木死亡。传统的定时灌溉方法已不能满足树木的生长需求,需要探索更优化的水分管理技术。本文深入探讨了水分管理在林业种植中的重要性,分析了当前林业种植中水分管理技术存在的问题和挑战,提出了水分管理技术的优化策略,以提高林业种植效率、保护生态平衡,促进林业种植业的可持续发展。

  关键词:林业种植;水分管理技术;优化策略

  随着人们保护环境、维护生态平衡意识的增强,林业种植的发展受到广泛关注。林木在防护土壤侵蚀、净化空气环境和维护生态多样性方面发挥着重要作用。树木的生长过程离不开水源的浇灌,然而,受气候变化和人类活动等因素的影响,如何在保护水资源的前提下进行合理的水分管理以促进树木的健康生长,是林业种植领域研究的热点问题。

  1水分管理技术概述

  1.1水分管理的重要性

  水资源在植物生长发育过程中发挥着重要作用,但作为稀缺资源,合理高效地管理水资源是维护生态平衡、推进人类可持续发展的关键[1]。

  1.1.1维持树木的生长需求

  水分是树木生长发育的基本需求,对树木的生存能力有着直接的影响。树木通过根部吸收土壤中的水分,其中溶解着树木生长所需的各种营养元素,在水分运输过程中将这些营养物质传送到树木的各个部位,以维持其正常的新陈代谢。充足的水分有助于树木吸收、运输和转化养分,使得其更加健康繁茂,水分不足可能导致树木营养不良、生长缓慢甚至干枯死亡。此外,水分也是树木进行光合作用的重要成分之一。适宜的水分可以保障树木进行稳定的光合作用,为其生长发育提供能量,缺乏水分则会阻碍树木进行光合作用,导致树木生长迟缓,枝叶干枯甚至死亡。因此,水分的合理供给对于树木的生长发育至关重要[2]。

  1.1.2保护土壤环境

  水分管理对维持土壤水分平衡、减少水土流失、保持土壤结构和通气性、促进土壤养分循环等方面具有重要的影响,从而有效保护树木种植环境,推动林业种植的健康发展[3]。

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  (1)维持土壤水分平衡

  水分管理对于维持土壤水分平衡至关重要,合理控制土壤中的水分含量,使其与树木的生长需求相协调,是确保树木健康生长的关键因素。过于干燥的土壤会极大限制树木的生长,降低树木的质量和存活率,反之,过于潮湿的土壤则会导致树根缺氧,引发根系腐烂或发育不良。只有通过合理的水分管理,才可以维持土壤水分的平衡,为树木的生长提供适宜的环境,促进其健康生长[4]。

  (2)减少水土流失

  水土流失是林木种植过程中的常见问题,会造成土壤中水分的流失和土壤质量的恶化,对树木的种植环境产生不利影响。采取合理的水分管理措施,可以确保树木能够得到充足的水分供应,有效防止土壤水分蒸发和质量恶化,提升土壤的保水能力,增强土壤的黏性和粘合力,从而有效地减少水土流失的发生,保持土壤的肥沃度和生态环境稳定,维护树木种植区的生态平衡。

  (3)保持土壤结构和通气性

  水分管理影响土壤的结构,对维护土壤的渗透性和保水性方面发挥着重要作用。合理的水分管理可以将土壤中的水分含量保持在适宜的范围内,避免土壤过干或过湿,促进土壤颗粒之间的紧密排列,增强土壤的结构稳定性。另外,水分管理还影响土壤的通气性。水分含量过多或不足都会对土壤的通气性造成不利影响,导致土壤中氧气供应不足,影响微生物活动和树木根系的正常呼吸,合理的水分管理可以保持土壤的适度湿润和通气,促进土壤肥力的提升[5]。

  (4)促进土壤养分循环

  水分管理在土壤养分循环中发挥着重要作用。树木生长所需的营养物质大多以离子的形式存在于土壤中,离子在水中高度溶解,适宜的土壤湿度有助于营养物质的均匀分布,保持土壤肥力。水分是树木吸收营养的媒介,合理的水分管理可以促进土壤养分的吸收和利用,充足的水分可以促进树根对土壤中营养物质的吸收,促进土壤中营养成分的分解和释放;合理的水分管理可以提高土壤养分利用效率,减少养分流失和浪费。

  1.1.3预防自然灾害及恶劣气候

  水分管理在预防自然灾害及应对恶劣气候方面发挥着重要作用。在多雨地区,科学的水分管理能够显著减少降雨过程中的洪水泛滥,缓解水流速度,降低洪水对土壤的冲刷,从而减少水土流失发生;在干旱地区,适当的水分管理能够为植被提供足够的水分,减少水源浪费,提高水源利用率,增强区域抗旱能力;在台风、风暴等极端天气爆发时,合理的水分管理能够保持土壤的含水量,增强土壤的蓄水能力,提升林木和生态环境抵御极端天气的能力,从而缓解极端天气对生态环境和经济发展的不利影响。

  1.2水分管理技术对林业种植的影响

  水分管理技术在调节土壤湿润度、保持土壤肥沃、提高水资源利用率、保障树木健康生长和生态系统稳定等方面发挥着重要作用,下面针对常用的水分管理技术进行具体分析。

  1.2.1灌溉技术

  灌溉技术作为一种常用的水分管理技术,可以有效地提高土壤水分含量,保证树木的正常生长。科学有效的灌溉技术要求根据树木的种类和土壤质地,精确控制灌溉水量和灌溉持续时间,充分利用水源。过度灌溉不仅造成水资源浪费,还可能导致土壤盐碱化和地下水位下降,对生态环境造成不利影响。

  1.2.2排水技术

  排水技术在林业种植中发挥着重要作用,常用于解决土壤湿度过高或积水等问题。在林业种植中,土壤排水不畅会影响树木根系的正常呼吸和水分吸收能力。合理的排水技术可以有效排除土壤中的多余水分,提升土壤的通气性和透水性,改善土壤结构,促进植物根系的健康生长,从而增强树木抗病虫能力,促进其茁壮成长。

  1.2.3水土保持技术

  水土保持技术在减少水土流失、维护生态平衡、促进土地可持续利用等方面发挥着重要作用。修建梯田、防护带等措施,可以有效降低降雨或洪水造成的土壤侵蚀程度,防止养分流失,保持良好的土壤肥力。同时,水土保持技术能够维护整个生态系统的平衡和稳定,对保护植被多样性和维护野生动植物栖息地具有积极的促进作用。此外,水土保持技术还可以改善水源的水质,减少污染物在土壤中的损失,从而维护水循环生态的安全和稳定。

  1.2.4水分调控技术

  水分调控技术对保证树木健康生长、提高生态稳定性和水土保持具有重要影响。首先,水分调控技术可以及时为树木生长提供必要的水分,即使在干旱的气候条件下,树木也能健康生长,有效提高了树木的抗旱性,减少了干旱对林业种植的限制性影响。其次,水分调控技术能够及时对树木种植区进行排水,防止土壤过度湿润,提高树木的吸水性和抗风能力,促进树木生长。其次,水分调控技术对改善土壤质量、减少土壤侵蚀具有积极影响。水分调节可以促进水分在土壤中均匀分布,降低水流对土壤的冲击,改善土壤质地,促进微生物活动,增加有机质含量,增强土壤肥力和保水能力。

  2林业种植中水分管理技术存在的问题

  2.1缺乏科学的水分监测方法

  树木生长需要对土壤水分进行实时监测和精准测量,然而现有的水分管理技术在精准测量方面还存在一定不足。由于缺乏科学的水分测量机制和监测方法,现有技术对土壤水分的测量结果与树木生长的实际需求可能存在一定误差,导致种植人员难以准确掌握林业种植区的土壤水分情况,极易出现灌溉过度或不足,影响树木的健康生长及水资源的有效利用。

  2.2灌溉技术不完善

  在林业种植过程中,灌溉技术对树木的正常生长具有重要影响。现有的灌溉技术普遍采用定时定量的灌溉策略,无法根据树木的生长阶段及气候变化进行及时调整。由于林业种植面积较大,土壤条件复杂多样,制定灌溉计划时往往缺乏对地形、土壤状况及气候条件的综合考虑,因而,在实际灌溉操作中,灌溉水量无法均匀分配到所有树木上,导致树木灌溉不均衡,一部分树木被过度灌溉,而其他树木则缺乏水分。此外,现有灌溉设备可能存在零件老化或功能设计不完善的问题,无法适应新型灌溉技术的需求,导致水资源的浪费和种植成本的增加。

  2.3缺乏对水源的综合管理规划

  水资源作为稀缺资源,在很多地区特别是干旱地区供应严重不足,然而,林业种植需要大量的水分,这给水分的科学管理带来了巨大的挑战。部分林业种植区存在水源的过度使用和不合理浪费现象,造成临近地区居民的生活用水困难,水源压力巨大。现有水分管理技术缺乏对水资源的综合管理规划,无法科学合理地分配居民生活用水和林业种植用水,导致水资源的利用率普遍较低,严重影响了水生态的可持续循环。

  3水分管理技术优化策略

  3.1基于生态可持续的水分管理

  随着人们生态保护意识的不断增强,保护水生态、促进水资源的长期可持续利用成为大众关注的焦点。基于生态可持续的水分管理强调水资源的充分保护和高效利用,减少水污染和浪费,具体从以下几方面着手:

  3.1.1保护水生态系统

  加强节水技术及设备的推广,优化林业灌溉方式,鼓励居民养成日常节约用水的习惯,以减少对水资源的需求;加强水质监测和评估;建立完善的水资源信息系统,及时把握水资源的供需状况,灵活调整水资源分配,严禁污水的随意排放,进而降低水体中的污染物含量,维护水生态系统的平衡和生物多样性;加强政策宣传和监管,增强企业及公众的节水净水意识,对污染水源,破坏生态的行为进行严厉惩罚,以保护水源的可持续利用。

  3.1.2大力发展水循环经济

  基于循环理念构建完善的水循环处理机制,加强废水污水的回收再利用。首先,普及推广生活污水反复利用思想,将生活废水转化为可再利用的水资源,满足不同行业的水源需求,如生活废水用于林业或农业浇灌等。其次,加强自然水源的收集和利用,如收集雨水并充分利用,实现地表水与地下水的协同利用等,最大限度地减少对淡水资源的依赖。最后,建设废水处理设施,加强工业废水的净化及回收再利用,提高水资源的利用率,减少水源污染。

  3.2综合气候条件的水分优化管理

  水分管理要综合考虑不同地域的气候条件,以便对林业种植过程中的水资源需求进行有效管理,最大限度地利用和保护水资源。对于气候潮湿多雨的地区,可以加强雨水的收集和利用,建立专门的雨水收集区,将大量的雨水储存以备后续树木灌溉使用,进而减轻地下水或地表水的供应压力;对于干旱少雨的地区,可以探索节水灌溉技术,减少水资源的浪费,同时选择种植适宜干燥环境生存的树木品种,以降低对水资源的需求;对于寒冷多雪的地区,可以充分利用冰雪融化产生的水资源进行林业灌溉,提高水源的可持续利用。

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  3.3应用新型灌溉技术

  新型灌溉技术可以有效改善传统灌溉方式造成的水资源浪费、土壤退化和生态破坏等问题。首先,在土壤中部署传感器及预警控制系统,可以对土壤含水量进行实时监测,再结合树木生长所需水量的信息,以精准计算灌溉水量,避免过量灌溉,控制系统会在树木缺水或水分过多时发出预警,有效提高灌溉和排水效率。其次,综合运用滴灌、喷灌、微喷灌等技术,确保水分均匀滋润树根,有效减少水分的蒸发和流失,防止水土流失,改善土壤质量。最后,推进新灌溉技术的普及应用,由专业科研人员引导种植者在实践中不断调整和创新灌溉技术,进而提高新技术对种植树木的有效性。

  4结语

  优化水分管理技术对林业种植具有积极的影响,基于生态可持续的水分管理方法应用新型灌溉技术以及结合气候条件的综合管理模式,可以有效提高林业种植的产量和质量,改善生态环境,降低种植成本,提高经济效益,推动林业种植的可持续发展。

  参考文献:

  [1]游韧,邓湘雯,胡彦婷等.树木对干旱胁迫及复水的生理生态响应研究进展[J].林业科学,2023,59(11):124-136.

  [2]刘会丹,万雪芬,崔剑等.基于深度强化学习的耕作层土壤水分、温度预测[J].华南农业大学学报,2023,44(01):84-92.

  [3]任媛媛,赵兰兰,张岁岐.旱区间作水分高效利用机制探讨[J].干旱地区农业研究,2023,41(03):55-62.

  [4]杨树烨.黄土高原典型植被水分利用效率及对气候响应研究[D].西北农林科技大学,2023.

  [5]马琦,杨利烨,石薇等.种植模式与管理措施对黄土高原紫花苜蓿、高羊茅草地产量、品质和水分利用的影响[J].中国草地学报,2022,44(07):61-69.