文家沟泥石流区植被调查

王雅飞 尹明 唐礼贵 赵敏 喻晓钢

摘 要：为研究汶川地震次生泥石流堆积体的植被恢复对策，为泥石流及类似灾害地人工植被恢复提供参考，试验以四川省绵竹市清平镇文家沟泥石流堆积体的自然植被为调查对象，随机设置样方，以Simpson指数和Shannorr-Weiner指数调查样方内植被的盖度、均匀度、多样性、重要值，分析植被组成。通过实地调查发现，文家沟泥石流区自然恢复植被共42种，隶属23个科37属，主要包括菊科13种、禾本科5种、蔷薇科3种、苋科2种等。全部植物中，1、2年生草本植物15种、多年生草本植物15种、蕨类植物1种、乔木5种、灌木6种。

关键词：文家沟；泥石流；植被

中图分类号：x43 文献标志码：A 论文编号：2013-0796

0 引言

汶川地震后次生灾害不断，其中以四川省绵竹市清平镇文家沟泥石流破坏最大。清平镇文家沟泥石流经引水、拦挡、排导、分流等工程措施治理后，堆积体得到稳固，但雨季由于地表附着物少，地表径流侵蚀仍较严重，水土流失状况堪忧。因此，在泥石流堆积区恢复重建植被，进行生态修复，既能减轻地表径流对泥石流的侵蚀又能美化环境，还能巩固泥石流工程治理效果。国内对泥石流灾害地植被的调查研究未见报道，对一般灾害地报道得较多的是对各类废弃尾矿、生态退化草地、沙漠边缘、公路边坡、垃圾堆场等生态脆弱地植被的调查研究[1-6]。试验以四川同类泥石流灾害地植被的适生性、优势性研究为切入点，通过实地调查，分析泥石流灾害地不同植被的盖度、均匀度、多样性、重要值等因子。研究的目的主要是解决泥石流灾害地植被恢复工作中如何因地制宜的选择合适的植被类型及其结构特征，为今后人为促进泥石流灾害地植被修复工作提供参考和借鉴。

1 研究地区及研究方法

1.1 试验地概况

文家沟位于四川省绵竹市西北部山区清平镇，属长江流域的沱江水系上游绵远河一支沟。文家沟流域总体东西向伸展，汇水面积7.81 km2，主沟全长3.25 km，流域内最低点位于沟口海拔883 m，最高峰位于东部分水岭九顶山的顶子崖，海拔240 2m，相对高差1519 m。文家沟主沟发育于流域的峡谷区，岸坡陡峻，沟谷切割深，沟道短，纵坡降大，迭水坎多，横断面呈V型，容易爆发泥石流[7]。

1.2 植被调查方法

随机选取沟内一点（海拔948.6 m，坐标104°7'4.6''E、31°33'6.6''N）为起点，设A、B、C、D共4个样带，每个样带随机设置样方20个，每个样方规格为1 m×1 m，共80个样方。分别调查样方内的植物种类、株数、盖度等。

1.3 数据处理

各植物种的优势度采用综合优势比测定，物种多样性指数用Simpson指数，物种分布均匀度的测定用Shannorr-Weiner指数[8-9]。

重要值=相对密度+相对频度+相对盖度

式中，D代表物种多样性指数，E代表均匀度指数，Pi是第i个种的个数Ni占总个体数N的比例，S是群落中的总种数，H是实际观察的种类多样性，Hmax是最大的种类多样性。

2 结果与分析

2.1 植被群落组成成分分析

从表1可以看出，文家沟泥石流区共有植被42种，隶属23个科37属。从生活型看，该区植被组成以1、2年生和多年生草本植物为主，此外还有部分灌木和极少量小乔木，其中菊科、禾本科、蔷薇科较多，共21种，占总数的50.0%，优势种有菊科的青蒿、臭蒿、飞蓬，禾本科的狗尾草、狗牙根、白茅，以及蔷薇科的悬钩子。因此，从4个样带的植物组成来看，菊科、禾本科、蔷薇科植物是最适文家沟泥石流区生境植物。

2.2 植被群落结构分析

表2为4个调查样带内的植被名称和重要值分析。结果表明，样带A内优势种为中华短肠蕨、狗牙根、鬼针草，其重要值分别为93.97%、40.61%、35.18%；样带B内优势种为野茼蒿、青蒿、长茎飞蓬，其重要值分别为138.52%、44.13%、35.33%；样带C内优势种为中华短肠蕨，其重要值为190.14%；样带D内优势种为飞蓬、中华短肠蕨，其重要值分别为135.40%、87.99%。从4个样带内植被种类的重要值变化情况来看，明显看出样带A要比其他3个样带的的优势种重要值小，表明样地A的群落复杂程度最高。

2.3 植被群落的多样性分析

4个样带内植被群落的差异与其海拔和立地条件存在较大的相关性（表3）。样地A的海拔幅度949～956 m，坡度7°—10°，水土流失严重，植被盖度仅为27.2%，但植被种类较多，分布均匀，生物多样性指数0.84，均匀度0.73。样地B的海拔幅度971～973 m，坡度3°—6°，地势较缓，水源充分，植被盖度达87.6%，优势种明显，种数较少，仅27种。样地C的海拔幅度990～1040 m，坡度18°—27°，水土流失严重，植被盖度仅为41.7%，种数30，生物多样性指数0.43，均匀度0.31。样地D的海拔幅度1085～1081 m，平均坡度1°—3°，虽地势较缓，但该样带为一孤立平台，不易存水，加之海拔较高，植被盖度仅为33.1%，植被种类也较少，仅21种，分布均匀，生物多样性指数较低，仅0.27。

3 结论

（1）菊科、禾本科、蔷薇科植物居多，植被类型单一。泥石流灾害地水土流失十分严重，土壤贫瘠，立地条件恶劣，自然恢复的植被种类较少。调查发现4处样带的植被有42种，多集中在菊科、禾本科和蔷薇科。其中菊科植物13种，为最多，其次为禾本科植物和蔷薇科植物，表明这3个科的某些植物更容易适应这类环境，特别是菊科的鬼针草、野茼蒿、青蒿、飞蓬，禾本科的狗牙根、白茅，以及蔷薇科的悬钩子类植物。

（2）草本多，木本少。试验地不同部位植被种类因海拔、地势等立地因子有所不同，但植被类型无明显差异，以草本居多，共32种，占总种数的76.2%，木本10种，占23.8%。10个木本植物中，灌木占6种，小乔木占4种。

（3）植被类型单一的主要成因。主要是草本种子轻小，易于风播和鸟类传播，也易于在贫瘠少土的泥石流灾害地上萌芽和成活，与草本种子相比，木本植物种子大多粒大，不易风播，在贫瘠少土的泥石流灾害地较难萌芽和成活。试验地4个样带内优势草本的覆盖度分别达到了27.2%、87.6%、41.7%和33.1%，重要值分别为169.76%、217.98%、190.14%和223.39%，表明试验地植被的结构特征单一，草本植被占绝对优势。值得一提的是，4个样带均有一种蕨类植物出现，且重要值较高，最低11.04%，最高190.14%，说明该类生境适合蕨类植物生长。

4 讨论

4.1 木本植物在泥石流灾害地植被重建中应优先考虑

试验中，1、2年生和多年生草本占33种，在种群和数量上占绝对优势，木本植物仅9种，植被类型单一。赵方莹等[10]的研究表明，灌木的蓄水效应和减蚀效应是草本植物的7.4倍和30.9倍。草本植物因其生长周期短，种子细小，易于萌发和成活，是早期的先锋植被。但草本植物的根系相对浅、弱，与根系相对发达的木本植物相比，其水土保持、水源涵养以及减缓地表径流的作用有限，特别是在自然恢复初期，其作用极其有限。而木本植物的根系更为健壮和发达，根系更深，固土、保水能力更强，因而在灾害地植被恢复的过程中，应当以自然恢复和人工恢复相结合的方式促进灾害地的植被重建，对于较难生长成活的木本植物辅以人为恢复，以提高植被重建进度，达到稳固原有灾害地土壤，重建原生植被，改善生境的目的。

4.2 选择适合的植被能有效促进泥石流灾害地植被恢复

研究表明，菊科和禾本科部分植物较耐干旱贫瘠[11-14]。在文家沟泥石流区自然恢复的植被中，有菊科和禾本科植物共18种，但调查结果表明4个样带的优势种的重要值却表现出明显的差异，调查中同一区域的优势种因坡度、海拔、土壤等因子其群落特征有显著差异。在泥石流灾害地的人为促进植被恢复工作中，初期应选择适合的草本作为先锋植物，后期则需综合考虑植物的生物学特性，选择栽植冠层结构复杂、根系发达、固土保水能力更强的木本重建植被。

4.3 治山工作为植被重建打下基础

研究表明，先治山后恢复重建植被，能有效提高造林成活率[15]。泥石流灾害地土壤贫瘠，地表径流大，保水、固土能力差，在植被恢复重建过程中，可综合考虑坡度、海拔、土壤等因子，增加一定的治山工程措施，通过山体治理，为植被重建创造适生条件。

4.4 调查工作有待进一步拓展

灾害地植被调查的目的是为了植被重建和恢复生境。试验选择的四川盆周山地泥石流灾害地，在类似地理及气候条件下具一定的代表性，更多地区泥石流灾害地植被恢复有待进一步研究和探讨。

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