不同水土保持工程措施对侵蚀红壤坡地植被恢复的影响研究

刘艳改 姚娜 程艳辉

摘要：通过在侵蚀红壤坡地修建鱼鳞坑、反坡台地、竹节沟3种水土保持工程措施，比较研究了3种水保措施在相同的立地条件下对植被恢复的影响。结果表明：相同恢复时间内，措施外坡面枫香生长量鱼鳞坑>竹节沟>反坡台地>对照小区;措施内鹧鸪草生长量鱼鳞坑>竹节沟>反坡台地。数据说明，鱼鳞坑、反坡台地、竹节沟3种水土保持工程措施对红壤侵蚀坡地植被恢复均有促进作用，而鱼鳞坑措施促进效果最优。

关键词：水土保持;工程措施;花岗岩红壤;植被恢复

中图分类号：S718

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2019） 24-0020-03

l 引言

南方红壤由于红壤性质上的酸、瘦、粘等特点，以及不合理开发利用造成的水土流失，导致红壤地区的生态环境恶化，红壤资源潜在的生产能力得不到应有的发挥。通过长期治理，南方红壤低山丘陵区水土流失治理已初见成效。但目前南方红壤丘陵区水土流失面积仍有约16万km2，崩岗23.9万个[1]，水土流失面积广、程度高，土壤侵蚀严重程度仅次于黄土高原[2]。当前，红壤区土壤侵蚀治理面臨林分结构亟需调控的问题，需要开展水土保持乡土植物筛选及其规模化建制技术的研究[3]，以重建红壤区植被生态系统[4]。许多研究提出，在土壤侵蚀严重的地区，不进行人为干预，实现植被的恢复和重建是有难度的[5-9]。不同工程措施下植被发育规律各异，且目前缺乏对实施工程措施整地后植被自然恢复方面的系统研究。本研究分析不同坡面工程措施下的植被自然恢复效益，为红壤区水土保持坡面治理提供参考。

2 材料与方法

2.1 试验区概况

试验区位于福建省长汀县河田镇，属于红壤地区水土流失严重区域，东经116°16 ′～116°30′，北纬25°35′～25°46′ ，低丘地貌，中亚热带季风气候区，年内的均温为18.4～17.9℃，年均降雨量达1700 mm，气候温和湿润，雨量充沛。在植被分布上属常绿槠类照叶林小区，低山丘陵温和常绿甜槠类照叶林地段，植被分布有乔木、灌木、草被。由于严重的水土流失，阔叶林已基本破坏殆尽，现有重建植被主要是马尾松、灌丛及荒草坡等人工植被和次生植被。林下植被主要有胡枝子、黄瑞木和芒萁，还有小叶赤楠、石斑木和卡氏乌饭等少量灌木。而在水土流失严重地段几近裸地，灌草覆盖度极低。

2.2 研究方法

2.2.1 径流小区布设

选取天然侵蚀坡面，沿等高线方向依次修建4个径流小区，各小区规格均为30 m×10 m，措施处理小区设计挖方量相同均为7.5 m3。各试验小区坡向朝西，坡度均为18°。

（1）鱼鳞坑小区。在该小区内设置半圆形鱼鳞坑，呈品字形沿等高线分布，顺坡面向下共17行，每行间距1.2 m，鱼鳞坑半径0.5 m，深0.3 m，挖方土在外侧做土埂，坡比1：0.5。坡顶第一行鱼鳞坑距径流小区上沿1m，左边第一个鱼鳞坑距径流小区左沿0.5 m，各鱼鳞坑水平间距1m，第一行共设5个;第二行左边第一个鱼鳞坑距径流小区左沿1.5 m，共设4个;第三行按第一行鱼鳞坑的间距布置，共设5个;第四行按第二行鱼鳞坑的间距布置，共设4个，以此类推，全径流小区合计77个鱼鳞坑，每个鱼鳞坑土方量0. 098 m3，合计7.5 m3。

（2）反坡台地小区。在该小区内设置反坡台地，沿等高线分布，采用三角形断面，底宽1.5 m，高0.5 m，第一条反坡台地距径流小区上沿5.5 m，每条反坡台地间隔5. 5m，共设四条，设计土方量7.5m3。

（3）竹节沟小区。在该小区内设置竹节沟，沿等高线分布，断面矩形，沟深0.5 m，上沿宽0.6 m，下底宽0.4 m，沟内每隔1.5 m做竹节，竹节宽0.1 m，深0.3m.迎水坡坡比1：0.5，挖方土在沟外侧做埂，埂宽0.25m，第一个竹节距径流小区左侧1m，每条竹节沟内计竹节6个，第一条竹节沟距径流小区上沿4m，每条竹节沟间隔5m，共设五条，设计土方量7.5 m3。

（4）对照小区。不布设任何工程措施的天然坡面。

2.2.2 植被调查

在每个小区内设置15个1m×1m的永久样方，重复调查测定样方内灌木的种类、株丛数、高度和盖度;草本植物的种类、株丛数、盖度和高度。

工程措施内植被调查：鱼鳞坑、竹节沟内植被调查按实际面积测定，分别定点观测鱼鳞坑30个，竹节沟15个，反坡台地上设置1m×1m永久样方12个。定点调查测定样方内灌木的种类、株丛数、高度和盖度;草本植物的种类、株丛数、盖度和高度。

3 结果与分析

3.1 不同措施处理小区植物物种组成

在措施布设完成3个月后，部分措施内开始出现鹧鸪草（Eriachne pallescens R.Br.）和少量金茅（Eulaiaspeciosa），数量上以鹧鸪草占绝对优势，物种单一。在措施布设1年后，措施内植物种类有所增加，开始出现五节芒、芒萁、野古草。其中鱼鳞坑植物种类数由开始的2种增加到5种，反坡台地和竹节沟小区的措施内植物种类都是由开始的2种增加到4种。虽然出现了其它的物种但鹧鸪草在数量上仍占绝对优势，说明还处于植被群落演替的初期，鹧鸪草、金茅禾本科植物作为花岗岩侵蚀坡面先锋植物出现。

各试验小区布设初期已经将大的乔木砍伐移走，小区内只留有灌草层。调查发现，布设工程措施1年后，鱼鳞坑小区和竹节沟小区的坡面灌草层植被的种类均有所增加，反坡台地小区和对照小区坡面的植被种类没有变化。在鱼鳞坑小区新增加草本植物地埝，由原来的11种灌草种类增加到12种;竹节沟小区新增灌木黄瑞木，由原来的9种增加到10种。

3个试验小区，措施内的灌草植物种数开始时都为2种，一年后鱼鳞坑小区的物种水平（5种）高于反坡台地和竹节沟小区的物种水平（4种）。各小区水保工程措施布设后，不同阶段各小区坡面植被的多样性调查结果见表1。

3.2 不同措施处理小区植被生长状况

在措施布设后3个月和12个月分别对每个小区内的枫香进行调查，调查分析见表2。从表中看出各试验小区内的枫香一年内的生长量均大于对照小区。其中鱼鳞坑小区枫香的株高生长量为2. 51 cm，显著高于对照小区（P=O. 004）和反坡台地小区（P=O. 005）。各小区枫香株高生长量均值大小排序为：鱼鳞坑>竹节沟>反坡台地>对照小区。距地20cm干径生长量均值排序与株高生长量排序一致也为：鱼鳞坑>竹节沟>反坡台地>对照小区，但各小区差异不显著。

分别在措施布设后7个月和12个月对措施处理小区措施内的鹧鸪草生长量进行调查，调查分析见表3。从表中看出鱼鳞坑内的鹧鸪草在相同的时间内生长的最好，植株均高生长了17. 52 cm，植株密度增加了48株/m2。竹节沟内鹧鸪草植株高度生长了11. 83 cm，但植株密度反而有所减少，经分析可能是由于期间为雨季，降雨量较大，竹节沟内蓄积大量雨水使植被处于淹渍状态，而影响鹧鸪草的生长。水保措施内鹧鸪草生长量大小排序为：鱼鳞坑>竹节沟>反坡台地。

4 结论

（1）各措施布设一段时间后，各小区措施外坡面枫香生长量排序为鱼鳞坑>竹节沟>反坡台地>对照小区。

（2）各措施布設一段时间后，各小区措施内鹧鸪草生长量排序为鱼鳞坑>竹节沟>反坡台地。

（3）研究结果表明，鱼鳞坑、竹节沟、反坡台地三种措施布设后对措施内及措施外坡面植被自然恢复均匀有促进作用，其中鱼鳞坑的坡面植被恢复促进作用优于竹节沟、反坡台地。

参考文献：

[1]中华人民共和国水利部.第一次全国水利普查水土保持情况公报[R].北京：中华人民共和国水利部，2013.

[2]张腾飞，查轩，黄少燕.南方花岗岩红壤侵蚀区马尾松林下流失斑成因及治理技术研究[J].亚热带水土保持，2013，25（4）：44-48.

[3]史志华，杨洁，李忠武，等，南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理[J].水土保持学报，2018，32（1）：6-9.

[4]赵其国，黄国勤，马艳芹，中国南方红壤生态系统面临的问题及对策J].生态学报，2013，33（24）：7615—7622.

[5]梁娟珠.南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征[J].水土保持研究，2015，22（4）：95-99.

[6]王 宁.黄土丘陵沟壑区植被自然更新的种源限制因素研究[Dl.北京：中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心），2013.

[7]赵珩钪，曹斌挺，焦菊英.黄土丘陵沟壑区退耕坡地不同植物群落的土壤侵蚀特征[J].中国水土保持科学，2017，15（3）：105-113.

[8]杨婷婷，郭福涛，王文辉，等.福建长汀红壤区植被覆盖度变化趋势分析[J].森林与环境学报，2016，36 （1）：15～21.

[9]郭利平，宋月君，叶忠铭，等.水土保持措施对塘背小流域典型林地植被恢复状况的影响[J].西南林业大学学报（自然科学），2017，37（4）：67-74.

收稿日期：2019-11-06

作者简介：刘艳改（1985-），女，工程师，硕士，主要从事水土保持规划编制与水土流失防治工作。