河岸侵蚀也称河岸崩塌，简单来讲就是由于河流水力的作用使河岸的土壤、土体或其它地面组成物质被破坏剥蚀导致的崩溃，滑坡和塌陷现象，几乎存在于世界各地的河流。河岸崩塌是一种典型的地质灾害现象，发生崩岸的主要原因是河岸的抗侵蚀性能比较弱，河岸的抗侵蚀性主要与土壤的物理性质和外在的生物因素有关，植被通过改善土壤的自然侵蚀环境提高土壤的抗侵蚀能力。目前国内外学者对岸坡植被与河岸侵蚀的关系已有不少研究，但对干旱内陆河(塔里木河)的河岸侵蚀的定量研究不多，研究成果有限。本文针对典型干旱内陆河(塔里木河)岸坡植被对河岸保护关系进行初步分析，希望能够引起生态学家们更多的关注进而推动我国相关领域的研究进程。

  1塔里木河干流河岸崩塌情况及植被现状

  1.1河岸的侵蚀与崩塌

  塔里木河是中国最大的内陆河，位于新疆南部，地处干旱地理环境，荒漠地带占统治地位，受塔克拉玛干沙漠干热气候影响，塔里木河流域岩石风化强烈，夏季大量冰雪融水，流域土壤侵蚀严重，致使河流含沙量较大，如地处塔克拉玛干腹地的车尔臣河多年平均含沙量为11.53kg/m3。塔里木河干流河道属内陆河，泥沙来源主要有两个途径:一是源流来沙，数量较少;二是河岸遭到侵蚀崩塌产生的泥沙。塔里木河自西向东从肖夹克至台特玛湖全长1321km，上游的上中段(阿拉尔—曲毛格金)属游荡型或过渡型河道，河势变化频繁，摆动幅度较大。从新期满水文站下游20km的曲毛格金附近(帕满水库)到恰拉水文站为塔里木河干流弯曲型河段，河势相对稳定，但在平面上可以看到弯曲性河段凹岸崩退，凸岸淤长的动态特征，在河势摆动过程中伴随着河床的冲刷与河岸的淘刷，这些都会使岸滩崩塌后退。

  在塔里木河干流上游中段和中游河段中下段泥沙淤积较多，主要去向包括两方面:一是河道引水跑水，使泥沙进入河道两岸;二是泥沙淤积在河道内。河流岸崩侵蚀不仅使得河道来沙量大量增加，而且使岸滩上的植被受到破坏，植被面积减少，促使河湾发展更快，弯道摆动幅度加大，所以塔里木河干流岸崩现象十分普遍。

  1.2植被现状

  荒漠河岸植被带是河岸带的重要组成部分，是防止河岸侵蚀和防治风沙危害的重要阻滞力量。植被地下部分通过根系固定土壤颗粒，从而减少河岸侵蚀;地上部分阻挡和减弱风沙，这种对植被的依附性是荒漠河岸生态系统稳定的必要前提。新疆塔里木河，位于塔克拉玛干沙漠北缘，是我国最干旱地区之一，由于环境的制约，塔里木河流域植被种类缺乏，结构单一，外貌稀疏，主要有胡杨、红柳、铃铛刺、芦苇、罗布麻、甘草、盐穗木、梭梭等。据统计，塔里木河干流区林灌草植被面积为142.06万hm2，占土地面积30.3%，其中上游为46.81万hm2，中游为81.09万hm2，下游为14.16万hm2。下游天然植被仅占干流天然植被9.97%;其中盐质洼地上分布着各种怪柳灌丛和盐穗木、盐节木、盐瓜瓜等;沿塔里木河干流两侧主要为胡杨林;在湿润和盐化地的胡杨林下有芦苇、拂子茅、甘草、胖姑娘等杂类草或铃铛刺、怪柳丛等;在沙质地上则为骆驼刺，在上游潮湿的河漫滩上，沙质地地上以心叶水柏枝、芦荟为主;在中游漫滩上广泛分布着芦苇草甸，大话罗布麻;在潮湿盐化地上以芦苇、小獐毛为主;在北岸低洼积水地和河内沼泽地区有芦苇、香蒲、眼子菜等;在固定半固定流动沙丘地主要有怪柳和梭梭。总之，塔里木河干流两岸植被主要以胡杨林为主，其次为怪柳、芦苇、罗布麻、甘草、骆驼刺等灌草植被。然而随着近年干流区自然绿洲衰减，致使胡杨林和灌草植被面积大幅度减少，生态环境恶化，导致塔里木河干流河岸侵蚀崩塌现象十分普遍，河势不断变化;河岸侵蚀崩塌不仅使得河道来沙量增加，而且使岸滩上的植被受到破坏，植被面积减少，河岸更易侵蚀，形成恶性循环。

  2植被根系对河岸侵蚀的影响机理

  植被对河岸侵蚀的保护作用显而易见，尤其对于干旱地区的荒漠植被，植被根系发达，保持河岸稳定和固土护堤的作用尤为重要。植被根系对河岸侵蚀具有保护作用，主要表现为3种方式:①网络作用;②护裆作用;③牵拉作用。河岸侵蚀是一个水流与河岸土体相互作用的复杂过程，再加上植被根系作用，侵蚀过程和机理将更加复杂。侵蚀过程中，植被根系交织穿插会把较小结构土块组成大土块(网络作用)，使得河岸土体的力学性质、剪切特性以及土体起动和冲刷特性等均会发生较大变化;同时植被根系也会受水流冲刷而导致部分根系外露，对上游冲来土块起阻挡缓冲作用(护挡作用);而且有些土颗粒会紧密附着在根系四周，即使根系在水中飘动，土粒也不易被冲走(牵拉作用)。

  例如，新疆塔里木河流域两岸的植被带中的梭梭，根系发达，一般主根深达2m多，最深者可达4～5m以下地下水层，水平根系广，影响范围大;红柳高2～3m，根系发达，直根深入土中，接地下水，最深者可达10余米，侧根甚广阔且多细根，寿命可达百年以上;胡杨具有耐寒、耐旱、耐盐碱、抗风沙等能力，树高15～30m，根可以扎到地下10m深处吸收水分，是荒漠地区特有的珍贵植被资源。这些荒漠植被根系发达对于稳定干旱区荒漠河流地带的生态平衡、防止河岸侵蚀、防风固沙、调节绿洲气候和形成肥沃森林土壤等均具有十分重要的作用。需要指出，上述侵蚀机理分析目前仅是结合塔里木干流的实际调研情况，从植被根系对土体的网络作用、牵拉作用、护裆作用3个方面进行的定性分析。针对性更强的定量分析，需要依靠植被根系与河岸土体相互作用的试验结果以及相关河岸稳定性分析成果等，这在后续进一步研究将会考虑。

  3植被根系增强河岸抗侵蚀能力

  植物根系是增强土体抗侵蚀能力的重要原因之一，通过改善土壤结构、提高土壤的抗剪强度及渗透性能来实现固土护坡的效应。对于河岸带植被而言，植物根系提高土壤抗侵蚀能力的机理主要表现在两个方面:一是植物根系可增加土体稳定性提高土体的抗侵蚀能力;二是裸露在河流中的植被能够减小水流阻力改变水流的紊流结构和泥沙运动的规律，一定程度上能够减小河流的冲刷力。

  3.1植被根系提高土体稳定性

  植被根系与土体之间会相互作用，从而可以固土护坡。从20世纪30年代开始国外的一些专家学者就植被对土体的影响进行了相关的研究，如Holch研究了不同的植被对土体的影响;Gray等也对森林砍伐对自然边坡稳定性影响进行了系统研究。许多研究结果也证明植物根系能显著提高土体剪切强度，例如:Wasterlund(1989)研究表明植物根系的存在能明显的增加土壤的抗剪切强度;willatt等(1990)研究表明植被的根系有很强的固持土壤的功能，其他科学家也通过室内试验证明了根系的存在增加了土体剪切强度。

  近十几年来，国内学者对植被根系与土体相互作用研究也非常活跃，研究主要集中于土壤结构的稳定性与土壤侵蚀之间的关系。20世纪70年代我国有关专家就黄土高原土壤侵蚀现象进行了针对性的研究，揭示了黄土高原的侵蚀规律;80年代来我国土壤侵蚀和水土保持专家，结合黄土高原侵蚀规律与植被根系对土壤抗侵蚀影响进行了综合的研究，从有无植被两个角度论述了植物根系对土体的影响。如杨亚川提出的"土壤-根系复合体"概念;周跃等系统研究了云南松和乔木侧根对土体水平牵引效应、垂直根土壤增强作用等;此外，李勇、朱清科、刘定辉、陈士银、谢春华等也从不同角度研究了植被根系与土壤稳定性及土体抗冲性的关系，并且取得了一些创造性的成果。以上研究成果说明植被的存在能够增加土体的稳定性增强土体的抗剪切能力，从而提高土体抗侵蚀性能有效的防止河岸的侵蚀与淘刷。

  3.2植被根系降低河岸侵蚀速率

  植被也会影响河岸侵蚀速率，Pizzuto(1989)、Odgaar(1987)和Micheli(2004)研究表明:有树木河岸侵蚀速率要比没有树木河岸低;Stott(1997)比较了英国树木覆盖河岸和无覆盖河岸侵蚀速率，发现树木覆盖河岸侵蚀速率低;Pizzuto等(1984)对4种树种河岸和2个草种河岸进行了试验，结果表明树根提高了土体强度2～8kPa，草根提高了6～18kPa;Micheli等(2004)通过分析美国Sacramento河1896—1997年间的弯道变迁数据，分别针对森林和农业植被覆盖河岸侵蚀速率进行了定量研究;Gyssels等(2005)对植物根系增强土体侵蚀影响进行了评述，指出土体侵蚀速率下降与植被覆盖增加呈指数关系;Wynn等(2004，2006a，2006b)对美国Virginia西南部25个植被覆盖的河岸进行了142组试验，通过现场测试分别对河岸土体临界切应力和侵蚀率进行了研究，并得到两者定量关系;Osterkamp等(2010)对过去、现在河床演变与植被相互关系进行了研究，结果表明，河岸植被形式甚至高度会改变水流方向，同时滩地植被也影响河流地貌过程。但相关研究表明，树木对河岸侵蚀速率影响也有相反结果存在。Ikeda and Izumi(1990)和Thorne(1990)研究表明:树木降低河岸侵蚀速率与水流拖曳形式和其他水利过程有关，例如一些枯木还可以改变水流流向，使水流冲刷河岸，增大河岸侵蚀速率和河岸宽度。另外，尺度也是研究植被对河岸影响需要考虑的一个非常重要方面，例如很宽河岸可能就不会受到植被影响(Nanson and Hickin(1986)，Zimmerman et al(1967));很明显，植被对河岸影响与根系深度和渠道深度比例有关，如果根系并没有延伸到河岸坡脚，则河岸侵蚀就不会受植被很大影响，此时河岸土体本身抗侵蚀能力和水流动力作用就会变得很重要。

  国内关于植被对河岸侵蚀影响研究较少，如台湾颜正平(1974)研究了木本植物根系分布类型后认为，台湾赤杨根系可作为山地防崩、河沟护岸或防风植物主要树种;吴正雄等(1993)研究了植物根系对崩塌影响。结果表明，台湾赤杨或山黄麻纯林边坡，有林边坡土壤比无林边坡抗剪强度高出300～1700kg/m2，边坡安全系数提高了16%～35%，这对浅层崩塌能有效地起到抑制作用。

  上述研究表明:植被对河岸侵蚀具有明显影响作用，有植被覆盖河岸区域侵蚀速率明显低于无植被覆盖或者少植被覆盖河岸区域侵蚀速率。

  4主要结论及展望

  国内外学者很早就注意到土壤结构对减少土壤侵蚀起着至关重要的作用，但对植物根系与土壤抗侵蚀性机理的研究却是最近的几十年才开始进行，研究主要集中于有无植被覆盖与土壤抗侵蚀性能的相关性分析上。在国内从研究区域来看，主要集中在黄土高原，对西北干旱荒漠地区的研究相对薄弱。从研究对象来看，缺乏对干旱内陆河植被带的观察和研究。关于植物根系与土壤抗侵蚀关系，主要从植物根系与土壤结构、植物根系与土壤抗冲性、植物根系与土壤抗剪切强度、植物根系与土壤渗透性等4个方面进行研究。所以，关于干旱区荒漠植被对土壤侵蚀影响机理直接研究成果很少，现研究中大多数植被根系与土体相互作用成果不能直接运用于干旱荒漠区土壤侵蚀规律。另外，针对植被根系影响下河岸土体起动和冲刷特性研究成果也很少，植被对河岸侵蚀影响仅局限于有无植被覆盖的比较研究，而对于在水动力作用下河岸侵蚀过程中植被影响机理则很少涉及。

  在今后的研究中应加强荒漠岸坡含根系土壤与无根系土壤的对比。因此，在干旱区可选取典型荒漠植被(胡杨或灰杨、红柳或梭梭、芦苇或甘草等)，研究河岸侵蚀过程中荒漠植被根系对河岸保护的机理，以便获得更多的研究成果积累，为进一步研究干旱区荒漠植被固土护堤作用机理提供技术支持和理论保证。