不同水土保持工程措施對侵蝕紅壤坡地植被恢復的影響研究

劉艷改 姚娜 程艷輝

摘要：通過在侵蝕紅壤坡地修建魚鱗坑、反坡臺地、竹節溝3種水土保持工程措施，比較研究了3種水保措施在相同的立地條件下對植被恢復的影響。結果表明：相同恢復時間內，措施外坡面楓香生長量魚鱗坑>竹節溝>反坡臺地>對照小區;措施內鷓鴣草生長量魚鱗坑>竹節溝>反坡臺地。數據說明，魚鱗坑、反坡臺地、竹節溝3種水土保持工程措施對紅壤侵蝕坡地植被恢復均有促進作用，而魚鱗坑措施促進效果最優。

關鍵詞：水土保持;工程措施;花崗巖紅壤;植被恢復

中圖分類號：S718

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2019） 24-0020-03

l 引言

南方紅壤由于紅壤性質上的酸、瘦、粘等特點，以及不合理開發利用造成的水土流失，導致紅壤地區的生態環境惡化，紅壤資源潛在的生產能力得不到應有的發揮。通過長期治理，南方紅壤低山丘陵區水土流失治理已初見成效。但目前南方紅壤丘陵區水土流失面積仍有約16萬km2，崩崗23.9萬個[1]，水土流失面積廣、程度高，土壤侵蝕嚴重程度僅次于黃土高原[2]。當前，紅壤區土壤侵蝕治理面臨林分結構亟需調控的問題，需要開展水土保持鄉土植物篩選及其規模化建制技術的研究[3]，以重建紅壤區植被生態系統[4]。許多研究提出，在土壤侵蝕嚴重的地區，不進行人為干預，實現植被的恢復和重建是有難度的[5-9]。不同工程措施下植被發育規律各異，且目前缺乏對實施工程措施整地后植被自然恢復方面的系統研究。本研究分析不同坡面工程措施下的植被自然恢復效益，為紅壤區水土保持坡面治理提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗區概況

試驗區位于福建省長汀縣河田鎮，屬于紅壤地區水土流失嚴重區域，東經116°16 ′～116°30′，北緯25°35′～25°46′ ，低丘地貌，中亞熱帶季風氣候區，年內的均溫為18.4～17.9℃，年均降雨量達1700 mm，氣候溫和濕潤，雨量充沛。在植被分布上屬常綠櫧類照葉林小區，低山丘陵溫和常綠甜櫧類照葉林地段，植被分布有喬木、灌木、草被。由于嚴重的水土流失，闊葉林已基本破壞殆盡，現有重建植被主要是馬尾松、灌叢及荒草坡等人工植被和次生植被。林下植被主要有胡枝子、黃瑞木和芒萁，還有小葉赤楠、石斑木和卡氏烏飯等少量灌木。而在水土流失嚴重地段幾近裸地，灌草覆蓋度極低。

2.2 研究方法

2.2.1 徑流小區布設

選取天然侵蝕坡面，沿等高線方向依次修建4個徑流小區，各小區規格均為30 m×10 m，措施處理小區設計挖方量相同均為7.5 m3。各試驗小區坡向朝西，坡度均為18°。

（1）魚鱗坑小區。在該小區內設置半圓形魚鱗坑，呈品字形沿等高線分布，順坡面向下共17行，每行間距1.2 m，魚鱗坑半徑0.5 m，深0.3 m，挖方土在外側做土埂，坡比1：0.5。坡頂第一行魚鱗坑距徑流小區上沿1m，左邊第一個魚鱗坑距徑流小區左沿0.5 m，各魚鱗坑水平間距1m，第一行共設5個;第二行左邊第一個魚鱗坑距徑流小區左沿1.5 m，共設4個;第三行按第一行魚鱗坑的間距布置，共設5個;第四行按第二行魚鱗坑的間距布置，共設4個，以此類推，全徑流小區合計77個魚鱗坑，每個魚鱗坑土方量0. 098 m3，合計7.5 m3。

（2）反坡臺地小區。在該小區內設置反坡臺地，沿等高線分布，采用三角形斷面，底寬1.5 m，高0.5 m，第一條反坡臺地距徑流小區上沿5.5 m，每條反坡臺地間隔5. 5m，共設四條，設計土方量7.5m3。

（3）竹節溝小區。在該小區內設置竹節溝，沿等高線分布，斷面矩形，溝深0.5 m，上沿寬0.6 m，下底寬0.4 m，溝內每隔1.5 m做竹節，竹節寬0.1 m，深0.3m.迎水坡坡比1：0.5，挖方土在溝外側做埂，埂寬0.25m，第一個竹節距徑流小區左側1m，每條竹節溝內計竹節6個，第一條竹節溝距徑流小區上沿4m，每條竹節溝間隔5m，共設五條，設計土方量7.5 m3。

（4）對照小區。不布設任何工程措施的天然坡面。

2.2.2 植被調查

在每個小區內設置15個1m×1m的永久樣方，重復調查測定樣方內灌木的種類、株叢數、高度和蓋度;草本植物的種類、株叢數、蓋度和高度。

工程措施內植被調查：魚鱗坑、竹節溝內植被調查按實際面積測定，分別定點觀測魚鱗坑30個，竹節溝15個，反坡臺地上設置1m×1m永久樣方12個。定點調查測定樣方內灌木的種類、株叢數、高度和蓋度;草本植物的種類、株叢數、蓋度和高度。

3 結果與分析

3.1 不同措施處理小區植物物種組成

在措施布設完成3個月后，部分措施內開始出現鷓鴣草（Eriachne pallescens R.Br.）和少量金茅（Eulaiaspeciosa），數量上以鷓鴣草占絕對優勢，物種單一。在措施布設1年后，措施內植物種類有所增加，開始出現五節芒、芒萁、野古草。其中魚鱗坑植物種類數由開始的2種增加到5種，反坡臺地和竹節溝小區的措施內植物種類都是由開始的2種增加到4種。雖然出現了其它的物種但鷓鴣草在數量上仍占絕對優勢，說明還處于植被群落演替的初期，鷓鴣草、金茅禾本科植物作為花崗巖侵蝕坡面先鋒植物出現。

各試驗小區布設初期已經將大的喬木砍伐移走，小區內只留有灌草層。調查發現，布設工程措施1年后，魚鱗坑小區和竹節溝小區的坡面灌草層植被的種類均有所增加，反坡臺地小區和對照小區坡面的植被種類沒有變化。在魚鱗坑小區新增加草本植物地埝，由原來的11種灌草種類增加到12種;竹節溝小區新增灌木黃瑞木，由原來的9種增加到10種。

3個試驗小區，措施內的灌草植物種數開始時都為2種，一年后魚鱗坑小區的物種水平（5種）高于反坡臺地和竹節溝小區的物種水平（4種）。各小區水保工程措施布設后，不同階段各小區坡面植被的多樣性調查結果見表1。

3.2 不同措施處理小區植被生長狀況

在措施布設后3個月和12個月分別對每個小區內的楓香進行調查，調查分析見表2。從表中看出各試驗小區內的楓香一年內的生長量均大于對照小區。其中魚鱗坑小區楓香的株高生長量為2. 51 cm，顯著高于對照小區（P=O. 004）和反坡臺地小區（P=O. 005）。各小區楓香株高生長量均值大小排序為：魚鱗坑>竹節溝>反坡臺地>對照小區。距地20cm干徑生長量均值排序與株高生長量排序一致也為：魚鱗坑>竹節溝>反坡臺地>對照小區，但各小區差異不顯著。

分別在措施布設后7個月和12個月對措施處理小區措施內的鷓鴣草生長量進行調查，調查分析見表3。從表中看出魚鱗坑內的鷓鴣草在相同的時間內生長的最好，植株均高生長了17. 52 cm，植株密度增加了48株/m2。竹節溝內鷓鴣草植株高度生長了11. 83 cm，但植株密度反而有所減少，經分析可能是由于期間為雨季，降雨量較大，竹節溝內蓄積大量雨水使植被處于淹漬狀態，而影響鷓鴣草的生長。水保措施內鷓鴣草生長量大小排序為：魚鱗坑>竹節溝>反坡臺地。

4 結論

（1）各措施布設一段時間后，各小區措施外坡面楓香生長量排序為魚鱗坑>竹節溝>反坡臺地>對照小區。

（2）各措施布設一段時間后，各小區措施內鷓鴣草生長量排序為魚鱗坑>竹節溝>反坡臺地。

（3）研究結果表明，魚鱗坑、竹節溝、反坡臺地三種措施布設后對措施內及措施外坡面植被自然恢復均勻有促進作用，其中魚鱗坑的坡面植被恢復促進作用優于竹節溝、反坡臺地。

參考文獻：

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收稿日期：2019-11-06

作者簡介：劉艷改（1985-），女，工程師，碩士，主要從事水土保持規劃編制與水土流失防治工作。