綠化造林調(diào)整功能探討范文

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作者：王雅飛喻曉鋼林琦唐禮貴楊敏李偉鄭文單位：綿竹市造林種苗和科學(xué)技術(shù)推廣站德陽市林業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣站劍南春集團(tuán)公司微生物研究所四川九頂山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)綿竹管理站

震后的塌方、泥石流災(zāi)害地不同部位最適植被及區(qū)域

通過選擇本地區(qū)已知的抗逆性較強(qiáng)的刺槐、榿木、酸棗和茅草等植物在治理后的山體表面實(shí)施人為森林植被恢復(fù)，結(jié)合植被自然修復(fù)后的植被種類調(diào)查結(jié)果，總結(jié)研究地震后的塌方、泥石流災(zāi)害地不同部位最適植被及區(qū)域。

技術(shù)措施

1生物埂

以綿竹市林業(yè)局選育的九頂大粉葛兩年生葛苗作為營建生物埂的材料，選擇葛藤直徑粗5mm～8mm、葛塊根直徑粗15mm～20mm的葛苗進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)應(yīng)用抗旱保水劑處理葛藤根系，栽植坑穴20cm×20cm，以株距50cm、行距100cm沿塌方區(qū)域下部順行栽植兩行，總長度400m。

2土袋

適宜在坡度較小、表層土松動(dòng)的災(zāi)毀地表層實(shí)施，目的是為了防止擋土工程背面回填土的移動(dòng)，集中地表徑流和減小流水侵蝕，該工程措施適宜與木(竹)柵欄結(jié)合、交錯(cuò)設(shè)置，即在擋土工程之間斜面長度大約2.0m的間隔放置土袋，防止砂土下滑，固土定坡，為植被的培育打下基礎(chǔ)。

3木竹柵欄

為了防止崩塌土砂下滑，分散地表徑流，減輕地表徑流對(duì)山體表面的侵蝕，穩(wěn)固山體表面松動(dòng)的土壤，改善植被恢復(fù)環(huán)境，在山坡面上相隔3m～5m配置木(竹)柵欄工程。木(竹)柵欄工程使用木樁、木材(整竹材)和鐵絲。木樁高度為1m，間隔樁距0.7m，地上0.5m，深入地下0.5m。工程做法是先沿等高線開挖60cm寬基槽，然后在基槽中部打樁，木材(整竹材)橫向扎排，再回填土砂壓實(shí)。

4擋土堡坎

抑制、固定河床內(nèi)不穩(wěn)定的泥沙以及坍塌地產(chǎn)生的大量泥沙，作為山坡工程的基礎(chǔ)，在坍塌地的垂直下部配置漿砌堡坎，防止泥沙流向下游區(qū)域。

5排水溝

應(yīng)用于地表徑流形成的沖刷溝內(nèi)實(shí)施，實(shí)施渠系工程是為了減輕地表徑流對(duì)沖刷溝連續(xù)造成侵蝕，以及過多的地表水滲透使土壤的強(qiáng)度降低而設(shè)置的排水工程。

6栽植工程

栽植工程目的是恢復(fù)災(zāi)毀地植被，是治山的最終目的，其做法是在擋土工程、土袋階梯式工程背面進(jìn)行植樹、播種等，符合《造林技術(shù)規(guī)程》(GB/T15776－2006)所述要求。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1試驗(yàn)地點(diǎn)

項(xiàng)目試驗(yàn)地位于綿竹市漢旺鎮(zhèn)牛鼻村中封頂，面積為33.34hm2。為5•12汶川大地震災(zāi)毀林地。在試驗(yàn)地內(nèi)分別選擇災(zāi)毀后泥石流沉積地、滑坡地和垮塌地做為試驗(yàn)地類，根據(jù)立地條件分別采取人工造林、人工點(diǎn)撒播、封山育林等恢復(fù)措施并適地加以輔助治山工程措施，見表1。

2種苗

種苗均來自四川省綿竹市。選取頂芽飽滿、苗干通直、色澤正常、無損傷、無病蟲害的種苗。

3應(yīng)用保水劑造林試驗(yàn)研究

保水劑采用的是華光實(shí)業(yè)公司生產(chǎn)的AS型高效保水劑。造林樹種為1a生刺槐苗，平均高為80.2cm，平均地徑為0.8cm。保水劑不同施量試驗(yàn):每穴分別施量為0.5g、1.0g、2.5g、3.5g。每個(gè)處理660m2。分別于3月10日、4月10日、5月16日測定土壤含水量。測定時(shí)在每小區(qū)上下左右及中部各選1點(diǎn)，每點(diǎn)測定3個(gè)樹坑。在距樹干20cm處用小口徑取土鉆打孔取土，然后封堵取土孔，采用烘干法，測定20cm深土層的含水量，求平均值。

4造林存活率和保存率調(diào)查

在各樣地內(nèi)隨機(jī)選擇10m×10m樣方，重復(fù)3次。調(diào)查因子包括造林成活率、地徑、高生長量，取其平均值。數(shù)據(jù)的調(diào)查時(shí)間除保存率外都為造林后4個(gè)月的同一個(gè)時(shí)間段，保存率的調(diào)查是在造林后的第2年春季進(jìn)行的。

5植被恢復(fù)調(diào)查方法

5．1植被總蓋度和林木郁閉度的觀測

草地用投影法觀察植被總蓋度，林地用目測法觀察郁閉度。植被樣方調(diào)查主要調(diào)查植被的種類、生長狀況和蓋度等，樣方大小草本為2m×2m，灌木為5m×5m，喬木為10m×10m。

5．2生物多樣性測定方法

群落物種多樣性統(tǒng)一應(yīng)用各個(gè)物種在該層(喬、灌、草)中的重要值V這一綜合指標(biāo)來計(jì)算，各個(gè)物種的重要值計(jì)算公式(馬克平等，1995)如下:(1)重要值草本層的重要值:IV=(相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)蓋度)/3喬木和灌木層物種重要值:IV=(相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)優(yōu)勢度)/3相對(duì)密度=一個(gè)種的密度/所有種的總密度×100%相對(duì)頻度=一個(gè)種的頻度/所有種的頻度×100%相對(duì)優(yōu)勢度=一個(gè)種的優(yōu)勢度/所有種的優(yōu)勢度×100%。(2)物種多樣性指數(shù)是以各樣地物種重要值平均數(shù)為基礎(chǔ)，采用目前較為普遍使用的公式計(jì)，按生長型(喬木、灌木、草本)計(jì)算各物種多樣性指數(shù)。a．物種豐富度指數(shù)S=出現(xiàn)在樣地中的物種數(shù)。b．多樣性指數(shù)(PielouEC，1975):

5．3地表徑流量的觀測

在試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)有工程措施的坡面堡坎、竹竹木柵欄(土袋)、排水溝和未作處理的區(qū)域設(shè)置4個(gè)徑流場。徑流場寬5m(與等高線平行)，長10m(水平距)，水平投影面積50m2，徑流場下部設(shè)1m×1m×1m集水池，用來收集徑流。每次雨停后10min～30min觀測，記錄池內(nèi)水深，然后將泥水?dāng)嚢杈鶆颍昧勘謱尤?000ml，經(jīng)沉淀后，在105℃條件下烘干，將干物質(zhì)用天平稱重。研究工程措施對(duì)水土流失治理的影響。徑流場一次降雨地表徑流量(m3)=1m×1m×水深(m)徑流場一次降雨侵蝕量(t)=地表徑流量(m3)×干物質(zhì)(g)/1000

結(jié)果分析

1不同恢復(fù)模式的生長效果分析

1．1高、徑生長量、存活率的比較

對(duì)災(zāi)后植被的恢復(fù)工作，首先考慮生長量、成活率、保存率的大小。不同樹種的生長情況見表2。由表2可以看出，設(shè)計(jì)樹種均能有效的在災(zāi)毀林地生長，都能作為植被恢復(fù)用樹種，考慮到在實(shí)際應(yīng)用的實(shí)際中，植被恢復(fù)應(yīng)為防護(hù)林，因此樹種首選還是應(yīng)為刺槐、榿木等，調(diào)查顯示刺槐在泥石流沉積地區(qū)平均成活率達(dá)到68%，平均保存率可達(dá)到49%，可見其在惡劣環(huán)境的適應(yīng)性非常強(qiáng)。桂花和柚的成活率和保存率達(dá)到90%以上，分析其原因?yàn)楣鸹ê丸謱儆诮?jīng)濟(jì)林木，栽植規(guī)格較大，同時(shí)人為管理水平高，導(dǎo)致成活率高，但是管護(hù)成本較高，因此在災(zāi)毀林地的植被恢復(fù)實(shí)踐中建議還是以適應(yīng)性強(qiáng)，管護(hù)成本低的苗木作為選擇對(duì)象。酸棗成活率和保存率相對(duì)較低，其原因?yàn)槿鳇c(diǎn)播地點(diǎn)為坡度較大的滑坡區(qū)，土壤含水量較低，土壤結(jié)構(gòu)性差導(dǎo)致發(fā)芽率低。

2保水劑施量對(duì)土壤含水率和生長量影響

從表3中可以看出，穴施2.5g、3.5g保水劑與其它處理在各指標(biāo)上的差異均達(dá)極顯著，而這兩種處理之間則差異不大，可以確定在刺槐造林中，穴施2.5g、3.5g保水劑，可促進(jìn)穴內(nèi)土壤水分的保蓄，從而提高造林成活率，其保水持效時(shí)間可達(dá)3個(gè)月，這個(gè)時(shí)期正是本地干早少雨的時(shí)期，也是苗木萌動(dòng)生長的關(guān)鍵時(shí)期。在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期造林施保水劑對(duì)林木成活起到了很大作用。考慮到經(jīng)濟(jì)性，穴施2.5g效果最佳。對(duì)當(dāng)年高、徑進(jìn)行比較后，各施量之間可看出無顯著差異，說明施用保水劑對(duì)土壤水分的改善作用是有限的，僅能維持幼苗基本需水量，保證苗木成活，并不能提高苗木生長量。

3不同災(zāi)害地點(diǎn)不同恢復(fù)方式植被恢復(fù)的調(diào)查

對(duì)不同災(zāi)害類型及不同恢復(fù)方式總蓋度調(diào)查，得出不同方式植被恢復(fù)的最佳配置方案，見表4。從表4可以看出，在災(zāi)毀林地中人工植苗恢復(fù)植被適合實(shí)施于泥石流沉積區(qū)域，調(diào)查顯示植苗后蓋度達(dá)到53.6%，在滑坡區(qū)域的人工恢復(fù)手段中，撒播為3.2%，點(diǎn)播為7.3%，人工植苗蓋度為8.2%，綜合在施工過程當(dāng)中安全性和經(jīng)濟(jì)性，可見點(diǎn)播是滑坡區(qū)域的最佳植被恢復(fù)方式。塌方區(qū)域由于坡度較大，操作困難，危險(xiǎn)性高，因此自然恢復(fù)是最佳的選擇。在本次試驗(yàn)的調(diào)查中，塌方區(qū)域的總蓋度為27.4%，主要種類為巴茅、茅草一類先鋒草本植物。同時(shí)自然恢復(fù)處理中，3種災(zāi)毀地的總蓋度相差不大。因此，綜合各因素可以認(rèn)定塌方區(qū)域的最佳恢復(fù)方式為自然恢復(fù)，滑坡區(qū)域可通過撒點(diǎn)播的方式恢復(fù)植被，而可操作性強(qiáng)的泥石流沉積區(qū)域最好用人工植苗的方式將最大限度的提高植被恢復(fù)水平。

4不同植被恢復(fù)模式的對(duì)生物多樣性保護(hù)分析

4．1物種組成特性

自然恢復(fù)的灌草叢中，傳播能力強(qiáng)且耐旱極強(qiáng)的草本巴茅和馬桑迅速侵入，成為植物群落優(yōu)勢植物，其重要值分別為84.5%和8.2%，占群落總重要值的92.7%，形成了巴茅+馬桑群落，處于破壞山體植被演替的初級(jí)階段。對(duì)于人工恢復(fù)的4種造林地中，草灌的物種數(shù)量增加，腎蕨、禾本雜草、蒿草、野菊花、野棉花等草本成為草本群落的優(yōu)勢種，草本的物種組成變化較大，初期的一年生草本植物生長逐漸退化，大量多年生草本植物逐漸進(jìn)入。主要灌木種類有馬桑、懸鉤子。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)本土木本植物開始入侵，如樺木、棗樹、楠木等。隨著巖石的風(fēng)化，環(huán)境條件有所改善，已初步具備耐旱性強(qiáng)的鄉(xiāng)土先鋒植物生長的條件。在桂花+柚子的混交林中，由于是經(jīng)濟(jì)林有明顯人為干擾，試驗(yàn)中不作統(tǒng)計(jì)。

4．2多樣性分析

物種多樣性是指多種多樣的生物類型及種類，強(qiáng)調(diào)物種的變異性，代表著物種演化的空間范圍和對(duì)特定環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性。物種多樣性是物種豐富度和分布均勻性的綜合反映，體現(xiàn)了群落結(jié)構(gòu)類型、組織水平、發(fā)展階段、穩(wěn)定程度和生境差異，反映了生物群落在組成、結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)等方面的異質(zhì)性，了解它的變化掌握群落演替的一般規(guī)律。物種多樣性變化是植被演替的重要標(biāo)志之一，是分析群落穩(wěn)定性、所屬演替階段的重要依據(jù)，是群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能復(fù)雜性的一個(gè)度量，可揭示不同植物群落在結(jié)構(gòu)、組成及其功能動(dòng)態(tài)方面的變化。

一般情況下，物種多樣性指數(shù)與物種豐富度、均勻度呈正相關(guān)，與生態(tài)優(yōu)勢度呈負(fù)相關(guān)。多樣性指數(shù)越高，生態(tài)優(yōu)勢度越小:多樣性指數(shù)越大，豐富度、均勻度愈高。因此可以認(rèn)為，在表征群落多樣性結(jié)構(gòu)方面，物種均勻度與生態(tài)優(yōu)勢度的變化趨勢是相反的:種群分布集中，群落均勻度指數(shù)低，生態(tài)優(yōu)勢度就較高。反之，群落中種群分布均勻，群落均勻度指數(shù)高，則生態(tài)優(yōu)勢度較低。由表6可知，不同植被恢復(fù)模式的Shannon-Weiner(H)的排序?yàn)榇袒?榿木＞撒點(diǎn)播＞刺槐林＞生物埂＞半封;物種豐富度為混交林＞純林＞自然恢復(fù)模式;Simpson(D)的排序半封＞生物埂＞撒點(diǎn)播＞刺槐林＞刺槐+榿木;Pielou(J)相差不大，說明在破壞山體初期恢復(fù)模式的均勻度相差不是很明顯。

綜合分析后發(fā)現(xiàn):由于植被恢復(fù)時(shí)間較短，各群落都還處于演替初級(jí)階段過程當(dāng)中，封山育林中巴茅迅速成為優(yōu)勢種，抑制了其他植物的定植，導(dǎo)致其豐富度和均勻度較低，巴茅在整個(gè)群落中的生態(tài)優(yōu)勢度較高。生物埂中，由于實(shí)施的地點(diǎn)在塌方區(qū)下，整個(gè)措施被塌方掩埋，無法對(duì)其原來計(jì)劃的指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查分析，因此，此處未做比較。而在其他3種人工造林方式中，其各項(xiàng)指標(biāo)均差異不大，表明群落中各先鋒植物種群還處于競爭的過程中，需要一定時(shí)間的演替，最終才能形成穩(wěn)定的群落。

5工程措施對(duì)植被恢復(fù)的影響

試驗(yàn)記錄了2011年8月、9月4次降雨后的地表徑流量和降雨侵蝕量，取平均值。見表7。通過表7可以看出，在坡度較大的地方采用排水溝，能有效地減少地表徑流量，該實(shí)驗(yàn)設(shè)置排水溝的區(qū)域地表徑流量為0.17m3，為對(duì)照的29.8%。對(duì)降雨侵蝕量得控制，每隔3m～5m設(shè)置的竹木柵欄或土袋的處理，侵蝕量最小為0.0142t，為對(duì)照的9.8%，能減少土壤的降水侵蝕量的90%。分析其原因，設(shè)置竹木柵欄或土袋降低了山體坡度，降水下泄過程中多次被緩沖，減輕了徑流對(duì)地表的沖刷，從而減少了降雨侵蝕量。可見在災(zāi)毀山地植被恢復(fù)工作中，加以必要的輔助工程措施，能有效的保護(hù)好山體，改善植株生長的小環(huán)境，有利于植被恢復(fù)。在試驗(yàn)觀察過程中發(fā)現(xiàn)，山體松動(dòng)，坡度＞45°的塌方區(qū)域，植被恢復(fù)難度很大，下部實(shí)施的生物埂、堡坎等工程還無法有效地控制塌方的繼續(xù)發(fā)生。

結(jié)論

在塌方區(qū)域下部坡度介于30°～40°的區(qū)域采用每隔3m～5m斜坡距的土袋或木竹柵欄工程，能有效地控制降雨侵蝕量的發(fā)生，侵蝕量比對(duì)照減少91.2%;同時(shí)在泥石流區(qū)域上部實(shí)施排水溝、下部實(shí)施擋土堡坎工程等綜合治理措施，能有效的匯集地表徑流，減少侵蝕量，擋土堡坎能阻擋和沉降90%的泥土，從而有效的控制泥石流侵蝕面的擴(kuò)大。而對(duì)于山體表面松動(dòng)，坡度＞45°的塌方區(qū)域，下部實(shí)施的生物埂、堡坎等工程措無法有效遏制塌方發(fā)生，解決辦法尚有待研究。

項(xiàng)目區(qū)山體表面經(jīng)過治理，通過實(shí)施人工植苗、人工點(diǎn)播和撒播等人為植被恢復(fù)措施，結(jié)果表明:塌方、滑坡、泥石流及其過渡區(qū)域中治理后的泥石流區(qū)域最適合通過人為恢復(fù)植被，其平均蓋度可達(dá)到33.76%，最佳方式為人工植苗恢復(fù)，經(jīng)調(diào)查蓋度達(dá)到了53.6%。塌方及滑坡區(qū)域由于立地條件差，操作危險(xiǎn)性高，建議植被恢復(fù)方式為自然恢復(fù)，經(jīng)調(diào)查自然恢復(fù)的蓋度達(dá)到30%左右，但主要以巴茅和禾草等先鋒草本為主，需要長時(shí)間的演替才能形成穩(wěn)定的群落。最差的是塌方區(qū)域，人為恢復(fù)的覆蓋度僅為1.3%。

通過選擇本地區(qū)已知的抗逆性較強(qiáng)的刺槐、榿木、酸棗和茅草等植物在治理后的山體表面實(shí)施人為森林植被恢復(fù)，結(jié)合植被自然修復(fù)后的植被種類調(diào)查結(jié)果表明:在泥石流及其沉積區(qū)域，最適的植被修復(fù)手段是人為恢復(fù)，最適的植被為刺槐，人工植苗刺槐苗木保存率為49%;在塌方至泥石流段的滑坡區(qū)域，自然恢復(fù)的效果較好，最適的植被是芭茅、茅草等草本自然恢復(fù)的芭茅和茅草等，總覆蓋度達(dá)到了30.96%。通過試驗(yàn)可以初步判斷出刺槐是適宜災(zāi)毀林地的優(yōu)秀樹種，而穴施保水劑2.5g，可有效地提高刺槐的成活率。

災(zāi)后生態(tài)修復(fù)造林技術(shù)研究結(jié)果表明:災(zāi)后植被恢復(fù)的工作中首先要根據(jù)需恢復(fù)區(qū)域的實(shí)際情況，結(jié)合施工地點(diǎn)的可操作性、經(jīng)濟(jì)型和安全因子來綜合考慮所采取的修復(fù)措施及輔助措施，以達(dá)到綜合受益最大的原則。災(zāi)毀林地的植被恢復(fù)達(dá)到穩(wěn)定的演替階段是一個(gè)非常漫長的過程，在恢復(fù)的過程中很容易受到各個(gè)因素的干擾，需要持之以恒的辛勤工作。