金沙江干熱河谷區困難立地植物配置及群落建植技術

郭幸飛 廖洪劍 陳曉蓉 朱兆華 徐國鋼 葉建軍

摘 ? ?要：金沙江干熱河谷是我國西南地區典型的生態脆弱區，季節性干旱明顯，天然植被稀少，生態環境脆弱，是長江上游植被恢復和生態建設的重難點區域。通過查閱文獻資料與野外調查，對金沙江干熱河谷這一特殊地域的氣候特點、土壤特征、植被狀況進行了研究，提出金沙江干熱河谷區植物選擇原則，并篩選出適宜在金沙江干熱河谷區生長的21種植物。金沙江干熱河谷區的邊坡質地分為土質坡、弱風化巖石坡和強風化巖石坡3種，按照坡度分為較緩坡、中等坡和高陡坡，針對不同的邊坡質地和坡度，總結出適用于金沙江干熱河谷的9種植物組合及相應的群落建植技術，以期為金沙江干熱河谷區生態修復與景觀重建提供科學依據。

關鍵詞：干熱河谷;困難立地;植物配置;群落建植

中圖分類號：S725.1 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.07.016

Abstract： The dry-hot valley of the Jinsha River is a typical ecologically fragile area in southwest China， with obvious seasonal drought， sparse natural vegetation， and fragile ecological environment. It is a difficult area for vegetation restoration and ecological construction in the upper reaches of the Yangtze River.Through literature review and field surveys， the climatic characteristics， soil characteristics， and vegetation conditions of the Jinsha River dry-hot valley were studied， the principle of plant selection in the Jinsha River dry-hot valley area was proposed， and suitable for the Jinsha River dry-hot valley area was selected 21 kinds of plants that grow.The slope texture of the Jinsha River dry-hot valley area is divided into three types including soil slope， weakly weathered rock slope and strongly weathered rock slope. According to the slope， it is divided into gentle slope， medium slope and high steep slope. According to the different slope texture and slope， the conclusion is summarized. It is applicable to 9 plant combinations and corresponding community establishment techniques in the dry-hot valley of the Jinsha River.It is expected to provide a scientific basis for ecological restoration and landscape reconstruction in the dry-hot valley of the Jinsha River.

Key words： dry-hot valley;difficult ground;plant configuration;community establishment

干熱河谷區是由特殊地質地貌、氣候特征及土壤狀況等因子共同影響組成的一種特殊的生態脆弱區域，具有生態穩定性差、植被恢復困難等典型特征，是我國西南橫斷山區特有且典型的植被恢復極端困難的立地之一[1-3]。特殊的地理位置和獨特的地形地貌特征組合形成了典型的干熱河谷氣候環境，在云南省亞熱帶高原山地河谷地帶發展形成了一類特有干熱河谷植被類型[4]。干熱河谷集中分布在我國橫斷山脈地區的金沙江、紅河、瀾滄江和怒江四大江的下部河谷流域，并在各大流域占據重要的生態區位，其植被恢復的研究深受重視[5]。

近年來，許多專家學者對干熱河谷植被恢復進行了理論、技術、植物篩選、生態評價等方面的研究和探索，為該區植被恢復提供了理論和實踐支持。李強[6]從干熱河谷土壤質量評價、植被立地類型劃分、植被資源調查、植被耐旱性評價及抑制土壤蒸發模擬試驗等方面開展研究，提出了適應于干熱河谷的植被恢復模式及其保障措施。羅紹芹等[7]針對干熱河谷進行生態治理提出了適宜樹種選擇、整地方式、保水劑應用技術及坡改梯工程等植被恢復途徑。馬煥成等[8]提出干熱河谷植被恢復的種植樹種和生態效果的應用，其結論是需與當地的生態容量相匹配，采取宜林則林、宜灌則灌、宜草則草的策略，對于極端困難地段應合理進行植被恢復。王海星等[9]結合干熱河谷氣候特征，對我國西南干熱河谷地區某水電站進行植被修復，得出可以進行推廣的護坡植物物種，使得生態效應有了明顯的改善。余嬌娥等[10]從位于元謀干熱河谷十個海拔梯度的植物群落角度研究，發現本區內植物群落的豐富度指數與海拔之間呈現線性變化趨勢，隨著海拔的升高而逐漸加強，而植物群落的總蓋度則與海拔之間呈非線性變化趨勢，隨著海拔升高呈先減小后增加的趨勢。楊濟達等[4]對干熱河谷植被恢復目標、植被恢復功能區、植被恢復引種與篩選及植被恢復效益評價等方面進行研究。王會儒等[11]結合干熱河谷植被恢復的現狀，對干熱河谷植物生態適應性進行研究總結。經過多年的努力，金沙江干熱河谷植被恢復研究取得了重大突破和迅速發展，為該區今后的生態治理和植被恢復提供了理論和經驗。但因金沙江干熱河谷特殊地質地貌特征和生態環境的特點，其植被恢復與群落建植難度仍然很大，尤其是干熱河谷困難立地植物配置、群落建植技術以及示范工作亟需進一步深入研究和完善。

本研究結合工程實踐，提出一種適用于金沙江干熱河谷氣候條件下困難立地植被恢復的可行、高效和實用的植物配置及群落建植技術，旨在為我國今后干熱河谷所在區，建立防止生態退化、可持續的生態結構模式提供參考。

1 金沙江干熱河谷區的主要特征

金沙江是中國第一大河——長江的上游重要干流，主要分布在我國西南地區，北緯25°25′～28°50′，東經99°00′～104°18′，金沙江干熱河谷指的是金沙江金沙街段（云南省永勝縣內）至對坪段（四川省布拖縣內）之間全長1 816 km的河谷地帶，海拔高度在1 600 m以下，從云南高原西北部開始流經川西南山地，到四川盆地西南部的宜賓接納岷江為止，流域面積34萬km2，占干熱河谷總面積的67.14%，是我國橫斷山區干熱河谷主要分布地帶[12]。

1.1 氣候特征

金沙江干熱河谷的氣候屬于典型的南亞熱帶干濕季分明的季風氣候，在熱帶大陸季風和西南暖濕氣流雙重作用下，梵風效應明顯，形成雨水季多雨多濕，干旱季高溫干旱蒸發強烈的干熱河谷[13]。金沙江干熱河谷最顯著的特點是熱量充足、年蒸發量遠大于降水量，最基本的氣候特征是“干”和“熱”[14]。金沙江干熱河谷不同地區的氣候情況見表1。根據金沙江干熱河谷區的氣候特征按季節劃分為：5—10月為雨水季，11月—次年4月為干旱季。雨水季累積降雨量約占全年的90%，且受地貌的影響，降雨時以暴雨的形式為主，造成瞬間降雨量大。干旱季降水量僅為全年總降水量的10%左右，在干旱季末期（3—5月），降水量少，蒸發強烈，蒸發量明顯大于降水量，蒸發量可達同期降水量的10～25倍，導致旱情加劇，平均濕度僅為20%～45%之間，是全年最干的月份。干熱同季、熱量充沛、干燥炎熱成為干熱河谷區最明顯的氣候特征[15]。

1.2 土壤特征

金沙江干熱河谷區的土壤具有垂直地帶性，土壤一般為燥紅土、褐紅土、赤紅土、紫色土等貧瘠土壤，以燥紅土壤為主，這些土壤抗蒸發能力較差[16]。雨水季的高溫高濕，影響土壤有機質分解極快，疊加干熱河谷地區水土流失嚴重，土壤侵蝕強度大，導致土壤的有機質含量極低，林下枯落物極少[17]。

1.3 植被特征

“干”和“熱”的氣候特點及干旱瘠薄的土壤無法為高大喬木的生長提供必要的水分和養分。因此，金沙江干熱河谷地區自然植被以草叢為主，雜以灌木、稀少喬木，被稱為南亞熱帶干熱河谷半自然稀樹草原或稀疏灌草叢。該群落結構簡單，植被具有非地帶性和稀有性等特征，同時由于該區域植被曾遭受較大的人為干擾[18]，致使其季相變化明顯，物種豐富度低，草本層優勢度明顯，灌木層為次優層，喬木存留較少。金沙江干熱河谷生態環境惡劣，植被覆蓋率低，水土流失嚴重，是我國典型的生態脆弱區和植被恢復困難地帶，同時大型水電工程受損邊坡地質地貌及原始植被已被徹底破壞，植被恢復及生態景觀營造難度較大[19]。

2 金沙江干熱河谷區植物選擇

2.1 干熱河谷植物選擇原則

干熱河谷具有顯著的季節性干旱特點，疊加立地條件差，植被恢復更是難上加難，因此在選擇干熱河谷困難立地植物種類時，應切合干熱河谷特殊的地質地貌特征和小生境特點等因素，綜合考慮植物的生長適應性及生態恢復效果[20]。干熱河谷的植物配置應遵循以下原則：

（1） 植物鄉土化原則。金沙江干熱河谷區植被恢復困難，之所以選擇以鄉土植物為主，是因為其具有以下特征：適應當地干濕季明顯的氣候條件;適應當地的土壤條件;較強的抗逆性：抗土壤瘠薄、耐高溫、耐干旱、耐強光照;植物地上部較矮，根系發達，生長迅速，能在短期內覆蓋坡面;多年生植物;種源、種苗易得且成本合理;病蟲害少，并且容易成活。如木棉、金合歡、清香木、刺槐、余甘子、車桑子、扭黃茅、龍須草等就可以應用在干熱河谷區植物配置。

（2） 植物多樣性原則。需將喬、灌、藤、草、花相結合，形成淺層與深層防護相結合的全方位植被恢復與生態防護效果。如赤桉+新銀合歡+山毛豆+車桑子+龍須草+美人蕉組合，既可以有效提高植物群落的相對穩定性，同時又可以達到快速實現水土保持和植被恢復的目的。

（3） 植物因地制宜原則。所采用的植物種子或苗木應根據干熱河谷區實際位置的海拔高度、土壤條件等因子，進行適宜樹種的選擇。例如赤桉、新銀合歡、木豆、余甘子等適宜生長在海拔1 600 m以下，臺灣相思、滇合歡、大翼豆、龍須草等適宜在海拔1 200～1 600 m生長，油桐、山毛豆、龍舌豆、香根草等在海拔1 200 m以下生長較好[21]。

（4） 生態景觀統一性原則。固氮植物與非固氮植物結合，保證植被在空間與時間上演替的連續性;景觀植物與非景觀植物結合，保證工程防護效果與景觀效果相統一[22];速生植物與普通植物相結合，實現短期效果與長期效果相統一。

2.2 適宜金沙江干熱河谷區的植物品種

以自然群落為參考，結合野外調查，合理配置喬灌草藤花的比例，最終篩選出20多種耐高溫耐干旱，耐瘠薄、適應性廣的優質鄉土植物，詳見表2。這些植物適應于不同區域，為大型水利水電工程困難立地生態修復與景觀重建的參考物種。

3 金沙江干熱河谷植物配置及建植技術

根據金沙江干熱河谷立地條件的實際出發，對該區植物種植進行適宜的選擇配置，選定要恢復的目標植物群落及對應的生態防護技術方式。借鑒以往金沙江干熱河谷區植被恢復與重建的經驗，調查分析留存植被的生長狀況，篩選出適宜于當地條件生長的植物種類以及不同立地類型對應的植物群落建植模式（表3）。

4 群落建植技術在生態修復工程中的應用

烏東德水電站施工區地處金沙江兩岸，山高谷深，屬典型的干熱型河谷氣候，年降水量500～900 mm，其中90%以上在雨季降落，年干燥度為3～5[23]，立地類型為弱風化巖石邊坡，“干熱河谷”小氣候，原始生態脆弱，又與“工程受損”疊加，植被恢復難度非常大。特殊地貌造就了烏東德水電站干熱河谷區原始生態的荒蕪，樹木稀少，生物多樣性及景觀層次性不夠豐富。

深圳市萬信達公司在烏東德水電站生態修復工程中采用“濕式客土噴播+掛網噴混植生+人工覆土種植”組合工藝，以豆科灌木為主、以鄉土植物為主的植物選擇與配置技術，選用刺槐+車桑子+木豆+迎春花+狗牙根+美人蕉植物組合。所完成的干熱河谷生態修復工程達到1個月見綠，3個月覆蓋率60%，半年覆蓋率達到85%，1年內覆蓋率達95%（圖1），達到設定的恢復植物群落的目的。后期跟蹤表明其基本覆蓋率、郁閉度與周邊植物趨于一致，呈現出長期穩定的植物群落趨勢。

5 結 論

金沙江干熱河谷區氣候條件下的生態修復與景觀營造有很多的限制因素。對該區進行植被恢復和重建，總結出干熱河谷困難立地植物配置及群落建植技術，得到以下結論：

（1）在金沙江干熱河谷區，篩選出20多種耐高溫耐干旱，耐瘠薄、適應性廣的優質鄉土植物，這些植物適應于不同區域，為水利水電工程困難立地生態修復與景觀重建的參考物種。

（2）依據金沙江干熱河谷立地條件，對該區植物種植進行適宜的選擇配置時，綜合考慮選定要恢復的目標植物群落及生態防護的技術方式。篩選出適宜于當地條件生長的植物種類以及不同立地類型對應的植物群落建植模式。

（3）結合工程邊坡植被恢復實踐，干熱河谷植物群落主要是以灌草型為主，以鄉土植物作為優勢植物，以豆科灌木為主，是構建喬灌草藤花多元立體群落的關鍵技術。在遵循植物鄉土化和多樣性的前提下，盡量與原生態植物合理搭配，這樣既可以保證植物群落的多樣性、層次性，又可以提高坡面植物的景觀效果，并且能與坡面以外植物融為一體，減少以至消除人為創傷坡面及修復坡面留下痕跡。

參考文獻：

[1] 張自強， 明慶忠， 張虎才， 等. 金沙江干熱河谷地理環境演化研究進展與問題[J]. 地理科學研究， 2013， 2（1）： 1-7.

[2] 熊東紅， 周紅藝， 楊忠， 等. 金沙江干熱河谷植被恢復研究[J]. 西南農業學報， 2005， 18（3）： 337-342.

[3] 歐朝蓉， 朱清科， 孫永玉. 西南干熱河谷景觀格局研究進展[J]. 西部林業科學， 2015， 44（6）： 137-142.

[4] 楊濟達， 張志明， 沈澤昊， 等. 云南干熱河谷植被與環境研究進展[J]. 生物多樣性， 2016， 24（4）： 462-474.

[5] 邵方麗. 干熱河谷典型地區植被恢復研究綜述[J]. 林業建設， 2017（1）： 22-27.

[6] 李強. 金沙江干熱河谷生態環境特征與植被恢復關鍵技術研究[D]. 西安： 西安理工大學， 2008： 56-58.

[7] 羅紹芹， 徐凡迪， 李帥鋒， 等. 西南地區山地干熱河谷困難立地生態修復措施[J]. 綠色科技， 2019（14）： 11-13.

[8] 馬煥成， 伍建榕， 鄭艷玲， 等. 干熱河谷的形成特征與植被恢復相關問題探析[J]. 西南林業大學學報， 2020， 40（3）： 1-8.

[9] 王海星， 李亞農， 孫大東， 等. 西南干熱河谷地區水電站高陡邊坡植被修復機理研究[J]. 四川水泥， 2016（11）： 262-263.

[10] 余嬌娥， 司宏敏， 吳雪濤， 等. 海拔梯度下元謀干熱河谷植物群落特征[J]. 生態環境學報， 2018， 27（11）： 2017-2022.

[11] 王會儒， 陳國鵬， 王飛， 等. 干旱河谷植物生態適應與植被恢復[J]. 西北林學院學報， 2015， 30（5）： 60-67.

[12] 張榮祖. 橫斷山區干旱河谷[M]. 北京： 科學出版社， 1992： 21-29.

[13] 穆軍， 李占斌， 李鵬， 等. 干熱河谷水電站棄渣場植被恢復技術研究[J]. 應用基礎與工程科學學報， 2010， 18（2）： 245-252.

[14] 費世民. 川西南山地生態脆弱區森林植被恢復機理研究[D]. 北京： 中國林業科學研究院， 2004： 45-47.

[15] 鄭郁， 李占斌， 李鵬， 等. 金沙江干熱河谷區不同土地利用方式下的土壤特性分異特征[J]. 水土保持研究， 2010， 17（1）： 174-177， 251.

[16] 柴宗新， 范建容. 金沙江干熱河谷植被恢復的思考[J]. 山地學報， 2001， 19（4）： 381-384.

[17] 張信寶， 楊忠， 文安邦， 等. 微水造林，建設攀枝花市視野區常綠森林植被[J]. 水土保持學報， 2001， 15（4）： 6-9.

[18] 中國科學院云南熱帶生物資源綜合考察隊. 云南省農業氣候條件及其分區評價[M]. 北京： 科學出版社， 1964： 25-28.

[19] HE Y P， XIE H， CUI P， et al. GIS-based hazard mapping and zonation of debris flows in Xiaojiang Basin， southwestern China[J]. Environmental Geology， 2003， 45（2）： 286-293.

[20] 徐國鋼， 朱兆華， 賴慶旺， 等. 我國工程邊坡生態修復幾個重大技術問題的認知與實踐[J]. 江西農業學報， 2016， 28（5）： 88-94.

[21] 胡子萍， 方強明， 李江， 等. 元江縣干熱河谷造林進展與展望[J]. 綠色科技， 2012（6）： 4-7.

[22] 朱兆華， 賴濤， 陳曉蓉， 等. 受損邊坡生態修復工藝選擇、目標群落設計與效果評價[J]. 西北林學院學報， 2017， 32（3）： 78-83.

[23] 阮婭， 翟紅娟， 許秀貞， 等. 烏東德水電站環境影響分析及對策措施[J]. 人民長江， 2014， 45（20）： 98-102.