竹+草植被恢復模式斑塊特點及其干擾分析

張學權

(成都大學旅游文化產業學院，四川成都 610106)

竹+草植被恢復模式斑塊特點及其干擾分析

張學權

(成都大學旅游文化產業學院，四川成都 610106)

苦竹+牛鞭草退耕種植5年后，苦竹與牛鞭草呈斑塊分布狀態.調查分析表明:牛鞭草中的苦竹斑塊受人為影響較大，表現出斑塊數量、斑塊密度和邊界密度均大于苦竹林中的牛鞭草斑塊，斑塊分維數則小于苦竹林中的牛鞭草斑塊；而苦竹林中牛鞭草的生長受苦竹林所圍成的斑塊分維數、邊界密度的增大和面積的減小影響逐漸消失；苦竹林中有牛鞭草分布的最小斑塊面積在2.4～6.2 m2之間，具體需視斑塊分維數和邊界密度大小而定.本調查分析在一定程度上可為現實的竹斑塊、草斑塊的經營管理布局提供參考.

竹+草植被；斑塊分布；退耕還林模式

0 引 言

退耕還林，就是從保護和改善生態環境出發，將易造成水土流失的坡耕地有計劃、有步驟地停止耕種，并按適地適樹的原則，因地制宜地植樹造林，恢復森林植被.同時，在恢復山區坡耕地的生態環境的前提下，在條件允許的地塊可適當種植經濟植物，以獲得一定的經濟效益.目前，四川盆地周邊低山丘陵區的竹+草退耕還林植被恢復模式就是其中的代表，在保障植被生態功能發揮的前提下，既可收獲竹材和竹筍，又可種草養畜[1].但隨著植被恢復時間延長和村民經營管理意愿的改變，需進一步對竹斑塊與牧草斑塊的發展態勢及其特征值探究分析，以便能繼續維持竹+草植被恢復模式的生態效益和經濟效益的正常發揮.

1 試驗地概況

試驗地位于四川盆地邊緣低山地的洪雅縣柳江鎮，其地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，地帶性土壤為黃壤.該區域內土壤侵蝕較為嚴重，據洪雅縣土壤站的調查數據，屬強度侵蝕的土地占全縣土地面積的7.2%，中強度侵蝕占 68.2%，輕度侵蝕占24.6%[2].該區域退耕還林的模式主要以竹+草和林+草的植被恢復模式為主，栽植的竹種主要有苦竹、撐綠雜交竹、楠竹及慈竹等，牧草主要以牛鞭草和多花黑麥草為主.近年來，當地政府利用退耕還林還草工程的契機，鼓勵農戶通過栽竹種草來發展奶牛、奶羊等養殖業，以及生產竹材、竹筍等產品，以達到逐步調整農村產業結構的目的.

2 材料與方法

2.1 測試對象與材料

測試對象為柳江鎮苦竹崗面積約6 576 m2的苦竹和牛鞭草種植地塊.測試材料為5年生苦竹與牛鞭草.

2.2 測試因子與方法

斑塊特征，包括斑塊形狀、面積和周長等，采用差分定位系統(Difference Global Positioning System，DGPS)進行測定.

斑塊分維數[3]的計算式為，

其中，Fd為分維數，P為斑塊周長，A為斑塊面積，k為常數，一般取值為4.

邊界密度[4]的計算式為，

其中，E 為某一景觀中的斑塊邊界總長度，A為景觀面積，歐幾里德幾何圖形的Fd為1，其他形狀的Fd介于1和2之間.

苦竹、牛鞭草生長狀況采用游標卡尺、卷尺和標桿進行測定.

3 結果與分析

據實地調查結果顯示，農戶在苦竹+牛鞭草的種植中，由于經營意愿的不同出現了3種經營方向:以收獲竹材、竹筍為主的純苦竹林；以收獲牛鞭草養殖牲畜為主的純牛鞭草地；以苦竹與牛鞭草兼營的竹草斑塊狀鑲嵌種植.3種地類的面積比為:0.8∶1.0∶1.2.第三種苦竹與牛鞭草兼營模式乃退耕還林竹+草植被恢復模式之目標，本研究主要也將圍繞此模式展開分析.

3.1 苦竹斑塊與牛鞭草斑塊特征

苦竹+牛鞭草鑲嵌斑塊根據斑塊所在基底不同可分為，苦竹林中的牛鞭草斑塊和牛鞭草中的苦竹斑塊，具體測試分析后的斑塊特征見表1.

表1 不同基底中的牛鞭草與苦竹斑塊特征

由表1可知，牛鞭草中的苦竹斑塊受人為影響程度較大，其斑塊數、斑塊密度和邊界密度均大于苦竹林中的牛鞭草斑塊，斑塊分維數小于苦竹林中的牛鞭草斑塊，最小斑塊面積僅0.25 m2.此說明:為了發展牛鞭草，農戶人為地加大了對苦竹的采伐，從而形成較多相對比較規則的、小塊的苦竹單叢；苦竹林中草斑塊的形成則與苦竹生長特性和對苦竹的經營利用方式有關，一方面苦竹竹鞭的走向決定了所形成的牛鞭草斑塊的不規則性，另一方面以竹材和竹筍利用為主的經營也形成不規則的牛鞭草斑塊.

3.2 苦竹林內牛鞭草分布與牛鞭草斑塊特征

通過對苦竹林中的21個草斑塊內牛鞭草分布情況進行調查，其結果見表2.

表2 苦竹林內不同牛鞭草分布狀況下的牛鞭草斑塊特征

由表2可知，隨牛鞭草斑塊分維數、邊界密度的逐漸增大和斑塊面積的逐漸減小，牛鞭草分布逐漸減少.當草斑塊面積較大時(如平均面積20.5014 m2)，斑塊的分維數適當偏大對牛鞭草生長的影響也不大.具體分析5個苦竹林無草斑塊，其中最大面積為6.2388 m2，最小面積為 2.4397 m2，苦竹均高 3.73 m左右，水平分布厚度在4.25 m以上.由此可見，當牛鞭草斑塊分維數在1.16左右，邊界密度在2.26 m/m2左右時，6.24 m2左右的面積為牛鞭草生長的最小斑塊面積，如果分維數的增大，則牛鞭草最小生長斑塊面積則需大一些才行.

3.3 苦竹斑塊特征對牛鞭草生長的影響

苦竹對牛鞭草生長的干擾與牛鞭草斑塊大小、斑塊分維數、苦竹生長高度和苦竹的種群大小(水平分布厚度和寬度)有關.同等面積下苦竹林中的草斑塊分維數越高，苦竹對牛鞭草生長的影響也越大，而牛鞭草中的苦竹斑塊表現剛好相反，竹斑塊的分維數越高對牛鞭草生長的影響越小.據典型斑塊調查結果表明(見表3):在斑塊面積偏小、苦竹平均高度較高和水平分布厚度較大時，斑塊內牛鞭草的分布離苦竹較遠，如A號斑塊在苦竹林下40 cm以外才有牛鞭草生長，而B和C號斑塊在離苦竹20 cm以內有部分牛鞭草的生長；同一斑塊內隨著與苦竹間距離的增加，苦竹對牛鞭草生長的影響逐漸減小，表現為牛鞭草的高度、粗度、單位面積株數和單位面積生物量的逐漸增加，同時，隨草斑塊面積的增大和苦竹林平均高度、厚度的減小，牛鞭草在莖粗度、生長高度和單位面積生物量上均表現出增加的趨勢.

表3 不同苦竹斑塊面積中牛鞭草生長狀況

4 結 論

結合文獻研究結果[4-6]，從整體林地郁閉度的角度來考慮，當冠層郁閉度控制在0.30-0.44范圍內時，既可保障冠層覆蓋和地表牧草覆蓋，發揮生態效益，又可獲得純牛鞭草地68.5%的牛鞭草收獲量.鑒于本研究的調查分析，從經營管理角度來看，斑塊布局、斑塊形狀也是必須考慮的關鍵因素，雖然面積大，但分維數高、邊界密度大時不利于牛鞭草的生長，但具體的經營管理指標還有待進一步調研.

:

[1]張學權，胡庭興，李偉，等.華西雨屏區退耕地不同植被經營模式坡面產沙特征分析[J].水土保持學報，2004，18(6):27-29，33.

[2]張學權.洪雅縣不同植被類型對侵蝕性降雨的響應研究[J].中國水土保持，2010，31(9):23-26.

[3]郭樂，薛達元，杜世宏.景觀生態空間格局——規劃與評價[M].北京:中國環境科學出版社，2009.

[4]張學權，胡庭興.林+草退耕模式冠層適宜郁閉度的模擬初步分析[J].草業科學，2006，23(3):46-50.

[5]鄔建國.景觀生態學——格局、過程、尺度與等級[M].北京:高等教育出版社，2002.

[6]張學權，胡庭興，葉沖.模擬林(竹)+草種植模式遮蔭對扁穗牛鞭草的光合速率、生長的影響及其經濟效益分析[J].草業學報 ，2006，15(2):54-59.

Patch Characteristics of Pleioblastus Amarus+H.compressa Restoration Mode and Interference Analysis

ZHANGXuequan
(School of Tourism and Culture Industry，Chengdu University，Chengdu 610106，China)

Abstract:After 5 years'growth of farmland planting for pleioblastus amarus+H.compressa，they take on patch distribution status.The investigated results show that pleioblastus amarus patches are greater influ enced by human impact，of whose patch number，patch density as well as boundary density are all bigger than H.compressa patch in pleioblastus amarus jungle，while fractal dimension is smaller than that of grass patch in pleioblastus amarus jungle.H.compressa in pleioblastus amarus jungle gradually disappear influ enced by gradual increase of patch fractal dimension，boundary density and its decrease of area.The area of the smallest patch of the grass in pleioblastus amarus jungle is from 2.4m2to 6.2 m2and the specific area depends on the specific patch fractal dimension and boundary density.This investigation is just a prelimi nary discuss，which made a certain foundation for realization of operation，management and layout of the two to a certain extent.

Key words:PleioblastusAmarus+H.compressa；patch distribution；characteristics

X171.4

A

1004-5422(2012)04-0318-03

2012-08-14.

張學權(1967—)，男，博士，教授，從事林業生態工程研究.