浅谈红层边坡植物群落恢复特征的理论依据

叶文涛，李旭彪

(中国市政工程西北设计研究院有限公司贵州分公司，贵州贵阳 550000)

红色岩层(以下简称为“红层”)是外观上以红色为主色调的陆相碎屑岩沉积地层。我国红层可以划分为西北地区红层、西南地区红层、中南、东南地区红层。其中，中国红层分布最广的是四川盆地。

植被护坡是利用植被涵水固土的原理稳定岩石边坡同时美化生态环境的一种新技术，是涉及岩土工程、恢复生态学、植物学、土壤肥料学等多学科于一体的综合工程技术［1］。

红层地区边坡植物群落的恢复研究有着特殊自然地理条件和建设规模的特点，决定了其研究价值均具有特殊性和典型性。例如，红层边坡开挖后土壤有机质含量低，肥效不足，氮、磷、钾含量低，属于非耕植土，需改良才能满足植物生长。又如，在岩石边坡上恢复植被，由于没有土壤，植物不能生长。因此，在岩石边坡上喷附土壤，以提供植物生长所需的土壤环境，才能恢复岩石边坡的植被。应该指出，由于边坡植被处于特殊的土质上，几年之后，土壤退化会不会影响植被生长及植物群落的发育?这些问题还研究的很少。因此，为解决工程建设和生态恢复的重大难题，开展有针对性的科学研究非常必要。目前，红层地区部分高速公路、部分地段边坡出现绿化苗木成片死亡或生长瘦弱缓慢、草坪退化、边坡石漠化等现象，因此，有必要从植物群落角度分析造成这些现象的原因及提出适合的治理对策。

1 红层边坡坡面植物群落恢复稳定性

稳定性概念在生态学领域中有许多争议，不同的学者根据自己研究方向和实际情况来使用不同的稳定性定义［2］。综合稳定性研究的各种文献可知，目前公认的稳定性概念有下列三种基本类型:(1)演替稳定性。是指群落在达到演替顶级后能够进行自我更新和能使群落的结构、功能长期维持在一个较高的水平、波动较小的现象;(2)抵抗力稳定性。群落在受到干扰后维持其原来结构和功能状态、抵抗干扰的能力;(3)恢复力稳定性。群落受到干扰后回到原来状态的能力。

这三种稳定性概念既有联系又有区别。由于群落演替是生态学中最重要的概念之一，因而演替稳定性是最早被广泛接受和认同的稳定性概念。其中结构指标是群落的物种组成。抵抗力稳定性和恢复力稳定性概念都与干扰有关，所以也被称为干扰稳定性。

综上所述，各种稳定性的概念都有其一定的意义和应用价值。同时，稳定性的概念上的差异给研究群落稳定性带来一定的困难，因此，在进行稳定性研究和讨论时，弄清是在何种意义下讨论稳定性是很有必要的。

2 植物群落分析基本指导思想

2.1 生态位理论

生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。生态位理论用于指导在进行边坡植被群落稳定分析时，要避免引进生态位相同的物种，尽可能使各物种的生态位错开，使各种群中具有各自的生态位，避免种群之间的直接竞争，保证群落的稳定。

在植被恢复及生育过程中，合理利用生态位原理，可以构成一个具有多样化种群的稳定而高效的生态系统。目前植被护坡工程中运用的乔木、灌木、草本的层次结合，实际就是充分利用多层次空间生态位，最大限度地使用有限的光、气、热、水、肥资源，从而提高植物群落的稳定性和植被护坡的防护效益。

2.2 限制因子原理

生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。在进行边坡植被恢复时，必须明确其关键限制因子。比如在岩质边坡上恢复植被，由于没有植物赖以生长的土壤，植物难以生存，显然土壤成为了关键的限制因子。所以在进行生态恢复时，必须找出该生态系统的限制因子，才能找准切入点，进而有效进行生态恢复工作。再比如，红层地区的岩石边坡坡面表层容易风化，剥落，坡体表层的肥力很低，一般植物都不能生长，此时土壤的肥力就是关键因子。如果在红层地区的岩石边坡坡面表层喷附肥力土壤，以提供植物生长需要的肥力，才能更好恢复红层地区的岩石边坡的植被。

2.3 演替理论

群落演替是指在一定区域内群落随时间而变化由一种类型转变为另一种类型的生态过程。典型的陆生植物群落演替序列是从环境条件极端恶劣的岩石表面或贫瘠的砂地上开始的，主要包括以下几个演替阶段(图1):地衣植物群落阶段、苔藓植物阶段、草本植物群落阶段、灌木群落阶段、乔木群落阶段。

图1 从岩石露头上开始的群落演替图

典型人工坡面植物群落演替序列是从无表土的岩石坡面提供一厚层的植物生长基材上开始的，主要包括以下几个演替阶段(图2):外来类植物群落阶段、混合类植物群落阶段、乡土类植物群落阶段。

图2 从人工护坡上开始的群落演替

需要说明的是，对于岩质边坡的植被演替，由于人为地已经为高等植物的生育创造了良好的环境，因此，不需要再经过地衣群落阶段和苔藓群落阶段的矿化土的过程。换句话说，采用岩质边坡的植被恢复技术，人为地加速了植被演替进程，演替可直接从草本群落阶段开始。

目前的植被护坡技术，多采用与乡土植物的生理、生态等特性相近的且易于大量获得和栽种的外来草坪类、牧草类及灌木类植物作为先锋型植物，先在人工坡面建立外来的草本型或草灌型先锋植物群落，然后再演替为乡土类的灌木型或森林型的植物群落。

2.4 生物多样性理论

生物多样性是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合所构成稳定的生态综合体。而物种多样性是指物种水平的生物多样性。

MacArthur 认为，稳定的群落是指群落的物种多少保持稳定的群落，而不稳定的群落是指群落中的物种变化很大的群落。物种的多少对自然群落的稳定性的作用是最基本的因素。一个物种较多的群落就可能保持稳定。对退化的生态系统的恢复，应增加系统内的物种多样性，促使最终生态系统的演替趋向于稳定的地带性顶级类型。因此，恢复和重建人为破坏的岩质边坡生态系统，就应创造条件使植被朝向生态多样性的方向发展，而关键就是朝向植物多样性的方向发展，并同时考虑物种间竞争和种间互惠关系对植物多样性构建的影响。

3 结束语

植被群落稳定与否是衡量植被恢复是否成功的关键，因此，群落研究也是红层地区植被恢复研究的重要内容。但目前相关研究较少，尤其是在红层地区植被恢复技术盛行的近十年，缺乏边坡植被恢复后期的恢复情况的相关跟踪报道，在一定程度上制约了我国红层地区植物恢复质量的提高。

鉴于现状，有必要从植物群落角度分析造成这些现象的原因及提出适合的治理对策。本文浅谈了植物群落的内容、植物群落特征分析基本指导思想，结合红层山区自然植物群落和边坡人工植被特征的基础上，为红层地区边坡植物群落的恢复分析打下基础;为促进红层地区边坡绿化事业的健康发展做出贡献。另外，研究植物群落特征理论依据，指导今后的红层地区绿化实践具有重要意义。

［1］周德培，张俊云.植被护坡工程技术［M］.北京:人民交通出版社，2003

［2］郑元润.植被(植物群落)稳定性研究评述［J］.生态学杂志，2003，22(4):42－48