陜北高原風沙區電網工程跡地植被定向恢復模式研究

中圖分類號：S714 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)14-0080-04

Abstract:Inorder toeffectivelysolvetheproblemofdisturbed slashbylong-distancepowertransmissonand transformation linesinorthernShanxi，thestudystartedfromtheperspectiveofsimulatingtheconstructionoftheoriginalvegetation ecosystem.StartingfromthelocalgermplasmresourcesinthesandyareaofthenorthernShanxiPlateau，itproposedusing the local germplasmresources torepairanddestroytheslashecosystem.Finally，threegroupsofgrass speciesmixedsowing configurationmodelsandsoilsubstrateimprovementformulassuitableforthesandyareaoftheLoessPlateauofnortheSanxi wereproposedthroughresearch.Theresultsshowthattheformulacannotonlyachieverecoveryefectinashortperiodof time， butalsobeconducivetotheprotectionofbiodiversityandavoidthelossoflocalsuitablebiologicalspecies，soastoprovide practicalexperienceandscientificbasisforsubsequentgudanceontheecologicalprotectionworkofthenewenergytransision project in northern Shaanxi.

Keywords:plateau sandyarea;local germplasm bank；alocationmodel; biodiversity；directional restorationmodel

近年來國內外有不少學者針對施工擾動區域及工程邊坡進行過植被恢復的相關研究[-3]，然而研究對象多為公路工程，其擾動坡面多為大面積線性連續整體；而針對點狀分布的電網工程擾動跡地小范圍內的植被恢復，尚未開展過系統且深入的研究。陜北生態敏感脆弱區植被適生環境較差[4-5]，環境因子對植被成活的限制性影響程度研究尚不夠深入，缺乏將脆弱區小型擾動跡地適生植物優勢品種篩選與配置、土壤水肥條件快速提升及長期穩定蓄水保等植被生境改良技術相結合的研究。因此，迫切需要開展陜北生態敏感脆弱區電網工程跡地植被定向恢復模式與技術研究。

本次研究以電網工程水土保持存在的主要制約性問題為導向，針對位于片沙黃土梁區、梁昴溝壑區和黃土丘陵溝壑區等立地條件較為困難的電網工程跡地，研究電網工程的擾動跡地植被修復技術。在傳統植草修復的基礎上進行優化，結合植物種篩選、配置與土壤基質改良等其他新技術及新材料的應用，提高定向修復植被的成活率和覆蓋率，改良土壤理化性質，為滿足特殊水土條件下輸變電工程邊坡水土保持植被修復的需求及提升電網工程水土保持工作效果提供技術支撐和決策支持，促進電網建設的綠色引領及其與生態環境的和諧發展。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

1.1.1 地理地貌特征

本研究主要選取榆林市（輸變電工程沿線）為主要研究區。該地區主要包含比較典型的黃土高原丘陵溝壑區和陜北高原風沙區，其中，陜北高原風沙區主要選取片沙黃土梁區和梁昴溝壑區作為研究地。地理坐標為北緯 36^°57^′～39^°35^′ ，東經 107^°28^′～111^°15^′ 。該區域氣候類型屬半濕潤氣候向半干旱氣候過渡，四季冷暖分明，干濕各異。春季干旱多風，夏季短促炎熱，冬季冷干，秋季是一年中暴雨產生的集中季節。年平均水面蒸發 1 246mm ，年平均日照時數 2 593.5～ 2914.4h ，日照時間較長，平均日照百分率 59%～66% 年均溫由南向北從 10.04°C 降至 8.84⁸C ，降水量由431.59mm 減少至 379.22mm ，氣候干燥。

1.1.2 生境資源特征分析

1)植物物種組成。本研究通過對所選片沙黃土梁區和梁員溝壑2個試驗地周邊區域的原生植物種調查，發現主要為草本層植物；灌木層較為稀疏，種類和數量均較少。以耐旱的沙生和耐鹽的鹽生植物為主，種類組成以豆科、菊科和禾本科的屬、種最多，薔薇科、藜科、十字花科和毛茛科等也占相當比重。通過調查統計發現，2個試驗地試點塔基周邊生態單元范圍內共有野生植物54種，分別從屬于12科38屬，其科屬關系見表1。

2)土壤類型及基本特征分析。現場土壤指標初步調查結果見表2。可以看出，4個塔基未擾動植被區0～20cm 土層范圍內，土壤容重為 1.46～1.56g/cm³ ，土壤 ΔpH 為8.2\\~8.9，土壤有機質含量 0.9～1.6g/kg ，速效氮含量 7～11mg/kg ，速效磷含量 10～14mg/kg ，速效鉀含量 26～31mg/kg 。其中， 0～10cm 土層土壤容重、土壤含水率、土壤有機質含量及土壤速效養分含量高于10～20cm 土層，并且隨著土壤深度的增加，土壤堿性

程度越強。

1.2試驗設計

1.2.1不同植被群落演替的配置模式

根據植被現狀調查結果，研究區域內原有植被群落優勢種組成為檸條、達烏里胡枝子（牛枝子）沙蒿、糙隱子草沙生冰草、草木犀、苜蓿、狗尾草、豬毛蒿和芨芨草等豆科、菊科、禾本科植被群落

人工恢復1年植被群落優勢種組成為檸條、草木犀、紫光苜蓿、沙打旺及豬毛蒿等以豆科、菊科為主的植被群落。

人工恢復3年及以上植被群落優勢種組成為檸條、達烏里胡枝子（牛枝子）冷蒿、沙打和苜蓿等以豆科、菊科為主的植被群落。

1.2.2 指標測定與數據處理

1)土壤理化性質測定。 ① 土壤容重及含水率。土壤容重、含水率采用環刀法測定。稱取環刀及新鮮土壤樣品的質量 (m₁，g) ，將土壤樣本置于 105^°C 的烘箱中烘干至恒重，稱環刀與烘干土壤質量 (m₂，g) ！環刀單獨重量 (m₃，g) 。土壤容重和含水率計算公式如下

式中： D 為土壤容重， g/cm³ ： W 為土壤含水率， %;V 為環刀體積， cm³ 。 ② 土壤 pH. 有機質。土壤 pH 采用 pH/ 離子計測定，有機質含量采用重鉻酸鉀容量法進行測定。 ③ 王壤速效養分。土攘堿解氮含量采用堿解擴散法進行測定，有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法進行測定，速效鉀含量采用分光光度計法進行測定。

2)室內試驗植物生長指標測定。試驗結束前，將每個盆栽試驗的植物連同根和地上部分完整取出，用清水洗凈根部土壤，待水分晾干后將植物根部與地上部分分離，將所有采集的植物地上莖葉部分和地下根系部分放入烘箱中設置 60^°C 烘干至恒重，分別稱量烘干后地上部分和地下部分的重量，得出每個試驗組配置植物地上部分和地下部分的干物質重量。

3)室外試驗植物及群落指標測定。在試驗實施完畢后的3個月內，每隔1個月進行一次植物調查，統計各小區植物出苗情況及植被生長情況。 ① 植被高度。用卷尺測量植物頂部與地表的平均距離。 ② 植株密度。在試驗小區內選擇植被分布較為均勻的區域設置 1m×1m 的植物樣方，統計樣方內植物種類和數量，計算對應植物種類的生長密度。 ③ Shannon-Wiener物種多樣性指數(SW）。采用公式(3)進行計算

④ Margalef物種豐富度指數 (Ma) 。采用公式(4)進行計算

⑤ Simpson物種優勢度指數 (Si) 。采用公式(5)進行計算

⑥ Pielou物種均勻度指數 (Pi) 。采用公式(6)進行計算

式中： s 為樣方中植物種類總數； N 為所有植物種的個體總數； Pi 為植物種 i 種的個體數 Ni 占所有個體總數N 的比例。

2 結果與分析

2.1生境資源特征對群落植物的反饋調節作用分析

如表3所示，通過將試驗區域原有優勢植被平均蓋度、相對多度及平均株高與土壤主要理化性質進行Pearson相關性分析，可以發現植被群落平均蓋度、相對多度及平均株高與土壤 ΔpH 呈負相關關系，與除土壤 pH 以外的其他土壤理化性質指標呈正相關關系(P<0.05) 。結果表明，土壤堿性越強，越不利于植被生長存活，且土壤水分、有機質及養分含量越高，植被生長情況越好6。此外，從表3中可以看出，植被群落平均蓋度、相對多度及平均株高與土壤含水率、土壤有機質含量的相關性較強，表明該區域植被生長受土壤水分及有機質的影響較強

2.2不同恢復演替階段植被群落特征分析

選取研究區域內不同建設階段的輸變電工程擾動恢復區域，通過對研究區域內原有植被群落、常規人工恢復1年的植被群落及常規人工恢復3年及以上的植被群落進行調查分析，計算得到不同恢復階段的植被群落蓋度及植被Margalef豐富度指數 (Ma) 、Simpson多樣性指數（sW）Shannon-Wiener多樣性指數 (Si) 及Pielou均勻度指數 (Pi) ，用以表征不同恢復演替階段植被群落特征。如表4所示，其中，原有植被群落 $M a \\right. W \\left. S i \\ r ， P i$ 和平均蓋度最高，分別為 2.52，0.64，1.78，0.65 和 35% ，遠高于人工恢復3年及以上植被群落，以及人工恢復1年的植被群落，人工恢復3年及以上植被群落生物多樣性指標 Ma，Pi 及平均蓋度高于人工恢復1年的植被群落，但整體看二者差別并不明顯，表明人工恢復后植被群落未達到理想的演替狀態，并沒有表現出穩定群落態勢，從長遠來看，當前人工恢復技術仍存在短板。

2.3不同恢復演替階段植被群落土壤入滲效益分析

良好的地表植被覆蓋對改善土壤入滲性能具有重要意義，不同植被類型對土壤入滲的影響較大。不同恢復演替階段植被土壤的初滲速率、穩滲速率、平均入滲速率和入滲總量依次為原有植被群落大于常規人工恢復3年及以上植被群落大于常規人工恢復1年的植被群落。其中，原有植被群落人滲特征明顯優于后2個處于不同恢復階段的植被群落(圖1)。

由于輸變電工程建設的擾動，影響了土壤空隙度、非毛管孔隙度、土壤容重等土壤指標，從而降低了土壤的入滲性能，而植被恢復3年后的土壤入滲情況要比恢復1年略高，表明植被恢復在一定程度上改善了土壤的入滲特性，降低了地表徑流，防止因超滲產流而形成土壤流失[]。但由于常規恢復手段可能存在一定問題，導致恢復3年后的植被群落與原有植被群落相比，其植被土壤入滲效益仍遠低于原有植被群落。

3結論

本文根據樣方調查結果對本研究選取的片沙黃土梁區及梁昴溝壑區周邊生態單元范圍內的原有植被進行了調查統計和科屬及區系特征分析，為后續植被恢復配置模式研究提供了基礎數據。同時，開展了未擾動土壤的取樣調查和相應理化性質測定，并結合地上部分植被群落生長情況，分析了研究區域土壤生境條件對地上植被群落的反饋調節作用，用以揭示植被生長與土壤性質之間的相關性，為后續土壤生境改良方向提供指導。同時，通過探究不同恢復階段植被的土壤入滲特征，分析經常規恢復技術構建的植被群落土壤人滲特征情況及其產生原因。為本研究后續人工植被群落土壤入滲效應篩選重要土壤特征指標，及為本研究中人工植被群落空間設計提供重要指導。通過本次研究，得到以下結論。

1)研究試驗區域范圍內共發現野生種子植物54種，從屬于12科38屬，優勢科為豆科、菊科、禾本科。

2)研究區域植被生長受土壤水分及有機質的影響較強。表現為土壤堿性越強，越不利于植被生長存活；土壤水分、有機質及養分含量越高，植被生長情況越好。

3)經調查發現，輸變電工程擾動區內常規人工恢復后植被群落未達到理想的演替狀態，并沒有表現出穩定群落態勢，從長遠來看，當前人工恢復技術仍存在短板。

4)輸變電工程建設的擾動，影響了土壤孔隙度、非毛管孔隙度、王壤容重等土壤指標，從而降低了擾動區域土壤入滲能力，但由于常規恢復手段可能存在一定問題，導致恢復3年后的植被群落與原有植被群落相比，其植被土壤入滲效應仍遠低于原有植被群落。

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