竹+草植被恢復(fù)模式斑塊特點(diǎn)及其干擾分析

張學(xué)權(quán)

(成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院，四川成都 610106)

竹+草植被恢復(fù)模式斑塊特點(diǎn)及其干擾分析

張學(xué)權(quán)

(成都大學(xué)旅游文化產(chǎn)業(yè)學(xué)院，四川成都 610106)

苦竹+牛鞭草退耕種植5年后，苦竹與牛鞭草呈斑塊分布狀態(tài).調(diào)查分析表明:牛鞭草中的苦竹斑塊受人為影響較大，表現(xiàn)出斑塊數(shù)量、斑塊密度和邊界密度均大于苦竹林中的牛鞭草斑塊，斑塊分維數(shù)則小于苦竹林中的牛鞭草斑塊；而苦竹林中牛鞭草的生長(zhǎng)受苦竹林所圍成的斑塊分維數(shù)、邊界密度的增大和面積的減小影響逐漸消失；苦竹林中有牛鞭草分布的最小斑塊面積在2.4～6.2 m2之間，具體需視斑塊分維數(shù)和邊界密度大小而定.本調(diào)查分析在一定程度上可為現(xiàn)實(shí)的竹斑塊、草斑塊的經(jīng)營(yíng)管理布局提供參考.

竹+草植被；斑塊分布；退耕還林模式

0 引 言

退耕還林，就是從保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境出發(fā)，將易造成水土流失的坡耕地有計(jì)劃、有步驟地停止耕種，并按適地適樹的原則，因地制宜地植樹造林，恢復(fù)森林植被.同時(shí)，在恢復(fù)山區(qū)坡耕地的生態(tài)環(huán)境的前提下，在條件允許的地塊可適當(dāng)種植經(jīng)濟(jì)植物，以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益.目前，四川盆地周邊低山丘陵區(qū)的竹+草退耕還林植被恢復(fù)模式就是其中的代表，在保障植被生態(tài)功能發(fā)揮的前提下，既可收獲竹材和竹筍，又可種草養(yǎng)畜[1].但隨著植被恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng)和村民經(jīng)營(yíng)管理意愿的改變，需進(jìn)一步對(duì)竹斑塊與牧草斑塊的發(fā)展態(tài)勢(shì)及其特征值探究分析，以便能繼續(xù)維持竹+草植被恢復(fù)模式的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的正常發(fā)揮.

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于四川盆地邊緣低山地的洪雅縣柳江鎮(zhèn)，其地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林，地帶性土壤為黃壤.該區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕較為嚴(yán)重，據(jù)洪雅縣土壤站的調(diào)查數(shù)據(jù)，屬?gòu)?qiáng)度侵蝕的土地占全縣土地面積的7.2%，中強(qiáng)度侵蝕占 68.2%，輕度侵蝕占24.6%[2].該區(qū)域退耕還林的模式主要以竹+草和林+草的植被恢復(fù)模式為主，栽植的竹種主要有苦竹、撐綠雜交竹、楠竹及慈竹等，牧草主要以牛鞭草和多花黑麥草為主.近年來(lái)，當(dāng)?shù)卣猛烁€林還草工程的契機(jī)，鼓勵(lì)農(nóng)戶通過(guò)栽竹種草來(lái)發(fā)展奶牛、奶羊等養(yǎng)殖業(yè)，以及生產(chǎn)竹材、竹筍等產(chǎn)品，以達(dá)到逐步調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的目的.

2 材料與方法

2.1 測(cè)試對(duì)象與材料

測(cè)試對(duì)象為柳江鎮(zhèn)苦竹崗面積約6 576 m2的苦竹和牛鞭草種植地塊.測(cè)試材料為5年生苦竹與牛鞭草.

2.2 測(cè)試因子與方法

斑塊特征，包括斑塊形狀、面積和周長(zhǎng)等，采用差分定位系統(tǒng)(Difference Global Positioning System，DGPS)進(jìn)行測(cè)定.

斑塊分維數(shù)[3]的計(jì)算式為，

其中，F(xiàn)d為分維數(shù)，P為斑塊周長(zhǎng)，A為斑塊面積，k為常數(shù)，一般取值為4.

邊界密度[4]的計(jì)算式為，

其中，E 為某一景觀中的斑塊邊界總長(zhǎng)度，A為景觀面積，歐幾里德幾何圖形的Fd為1，其他形狀的Fd介于1和2之間.

苦竹、牛鞭草生長(zhǎng)狀況采用游標(biāo)卡尺、卷尺和標(biāo)桿進(jìn)行測(cè)定.

3 結(jié)果與分析

據(jù)實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示，農(nóng)戶在苦竹+牛鞭草的種植中，由于經(jīng)營(yíng)意愿的不同出現(xiàn)了3種經(jīng)營(yíng)方向:以收獲竹材、竹筍為主的純苦竹林；以收獲牛鞭草養(yǎng)殖牲畜為主的純牛鞭草地；以苦竹與牛鞭草兼營(yíng)的竹草斑塊狀鑲嵌種植.3種地類的面積比為:0.8∶1.0∶1.2.第三種苦竹與牛鞭草兼營(yíng)模式乃退耕還林竹+草植被恢復(fù)模式之目標(biāo)，本研究主要也將圍繞此模式展開分析.

3.1 苦竹斑塊與牛鞭草斑塊特征

苦竹+牛鞭草鑲嵌斑塊根據(jù)斑塊所在基底不同可分為，苦竹林中的牛鞭草斑塊和牛鞭草中的苦竹斑塊，具體測(cè)試分析后的斑塊特征見表1.

表1 不同基底中的牛鞭草與苦竹斑塊特征

由表1可知，牛鞭草中的苦竹斑塊受人為影響程度較大，其斑塊數(shù)、斑塊密度和邊界密度均大于苦竹林中的牛鞭草斑塊，斑塊分維數(shù)小于苦竹林中的牛鞭草斑塊，最小斑塊面積僅0.25 m2.此說(shuō)明:為了發(fā)展牛鞭草，農(nóng)戶人為地加大了對(duì)苦竹的采伐，從而形成較多相對(duì)比較規(guī)則的、小塊的苦竹單叢；苦竹林中草斑塊的形成則與苦竹生長(zhǎng)特性和對(duì)苦竹的經(jīng)營(yíng)利用方式有關(guān)，一方面苦竹竹鞭的走向決定了所形成的牛鞭草斑塊的不規(guī)則性，另一方面以竹材和竹筍利用為主的經(jīng)營(yíng)也形成不規(guī)則的牛鞭草斑塊.

3.2 苦竹林內(nèi)牛鞭草分布與牛鞭草斑塊特征

通過(guò)對(duì)苦竹林中的21個(gè)草斑塊內(nèi)牛鞭草分布情況進(jìn)行調(diào)查，其結(jié)果見表2.

表2 苦竹林內(nèi)不同牛鞭草分布狀況下的牛鞭草斑塊特征

由表2可知，隨牛鞭草斑塊分維數(shù)、邊界密度的逐漸增大和斑塊面積的逐漸減小，牛鞭草分布逐漸減少.當(dāng)草斑塊面積較大時(shí)(如平均面積20.5014 m2)，斑塊的分維數(shù)適當(dāng)偏大對(duì)牛鞭草生長(zhǎng)的影響也不大.具體分析5個(gè)苦竹林無(wú)草斑塊，其中最大面積為6.2388 m2，最小面積為 2.4397 m2，苦竹均高 3.73 m左右，水平分布厚度在4.25 m以上.由此可見，當(dāng)牛鞭草斑塊分維數(shù)在1.16左右，邊界密度在2.26 m/m2左右時(shí)，6.24 m2左右的面積為牛鞭草生長(zhǎng)的最小斑塊面積，如果分維數(shù)的增大，則牛鞭草最小生長(zhǎng)斑塊面積則需大一些才行.

3.3 苦竹斑塊特征對(duì)牛鞭草生長(zhǎng)的影響

苦竹對(duì)牛鞭草生長(zhǎng)的干擾與牛鞭草斑塊大小、斑塊分維數(shù)、苦竹生長(zhǎng)高度和苦竹的種群大小(水平分布厚度和寬度)有關(guān).同等面積下苦竹林中的草斑塊分維數(shù)越高，苦竹對(duì)牛鞭草生長(zhǎng)的影響也越大，而牛鞭草中的苦竹斑塊表現(xiàn)剛好相反，竹斑塊的分維數(shù)越高對(duì)牛鞭草生長(zhǎng)的影響越小.據(jù)典型斑塊調(diào)查結(jié)果表明(見表3):在斑塊面積偏小、苦竹平均高度較高和水平分布厚度較大時(shí)，斑塊內(nèi)牛鞭草的分布離苦竹較遠(yuǎn)，如A號(hào)斑塊在苦竹林下40 cm以外才有牛鞭草生長(zhǎng)，而B和C號(hào)斑塊在離苦竹20 cm以內(nèi)有部分牛鞭草的生長(zhǎng)；同一斑塊內(nèi)隨著與苦竹間距離的增加，苦竹對(duì)牛鞭草生長(zhǎng)的影響逐漸減小，表現(xiàn)為牛鞭草的高度、粗度、單位面積株數(shù)和單位面積生物量的逐漸增加，同時(shí)，隨草斑塊面積的增大和苦竹林平均高度、厚度的減小，牛鞭草在莖粗度、生長(zhǎng)高度和單位面積生物量上均表現(xiàn)出增加的趨勢(shì).

表3 不同苦竹斑塊面積中牛鞭草生長(zhǎng)狀況

4 結(jié) 論

結(jié)合文獻(xiàn)研究結(jié)果[4-6]，從整體林地郁閉度的角度來(lái)考慮，當(dāng)冠層郁閉度控制在0.30-0.44范圍內(nèi)時(shí)，既可保障冠層覆蓋和地表牧草覆蓋，發(fā)揮生態(tài)效益，又可獲得純牛鞭草地68.5%的牛鞭草收獲量.鑒于本研究的調(diào)查分析，從經(jīng)營(yíng)管理角度來(lái)看，斑塊布局、斑塊形狀也是必須考慮的關(guān)鍵因素，雖然面積大，但分維數(shù)高、邊界密度大時(shí)不利于牛鞭草的生長(zhǎng)，但具體的經(jīng)營(yíng)管理指標(biāo)還有待進(jìn)一步調(diào)研.

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[1]張學(xué)權(quán)，胡庭興，李偉，等.華西雨屏區(qū)退耕地不同植被經(jīng)營(yíng)模式坡面產(chǎn)沙特征分析[J].水土保持學(xué)報(bào)，2004，18(6):27-29，33.

[2]張學(xué)權(quán).洪雅縣不同植被類型對(duì)侵蝕性降雨的響應(yīng)研究[J].中國(guó)水土保持，2010，31(9):23-26.

[3]郭樂(lè)，薛達(dá)元，杜世宏.景觀生態(tài)空間格局——規(guī)劃與評(píng)價(jià)[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2009.

[4]張學(xué)權(quán)，胡庭興.林+草退耕模式冠層適宜郁閉度的模擬初步分析[J].草業(yè)科學(xué)，2006，23(3):46-50.

[5]鄔建國(guó).景觀生態(tài)學(xué)——格局、過(guò)程、尺度與等級(jí)[M].北京:高等教育出版社，2002.

[6]張學(xué)權(quán)，胡庭興，葉沖.模擬林(竹)+草種植模式遮蔭對(duì)扁穗牛鞭草的光合速率、生長(zhǎng)的影響及其經(jīng)濟(jì)效益分析[J].草業(yè)學(xué)報(bào) ，2006，15(2):54-59.

Patch Characteristics of Pleioblastus Amarus+H.compressa Restoration Mode and Interference Analysis

ZHANGXuequan
(School of Tourism and Culture Industry，Chengdu University，Chengdu 610106，China)

Abstract:After 5 years'growth of farmland planting for pleioblastus amarus+H.compressa，they take on patch distribution status.The investigated results show that pleioblastus amarus patches are greater influ enced by human impact，of whose patch number，patch density as well as boundary density are all bigger than H.compressa patch in pleioblastus amarus jungle，while fractal dimension is smaller than that of grass patch in pleioblastus amarus jungle.H.compressa in pleioblastus amarus jungle gradually disappear influ enced by gradual increase of patch fractal dimension，boundary density and its decrease of area.The area of the smallest patch of the grass in pleioblastus amarus jungle is from 2.4m2to 6.2 m2and the specific area depends on the specific patch fractal dimension and boundary density.This investigation is just a prelimi nary discuss，which made a certain foundation for realization of operation，management and layout of the two to a certain extent.

Key words:PleioblastusAmarus+H.compressa；patch distribution；characteristics

X171.4

A

1004-5422(2012)04-0318-03

2012-08-14.

張學(xué)權(quán)(1967—)，男，博士，教授，從事林業(yè)生態(tài)工程研究.