香根草生態(tài)技術(shù)綜合治理東川小白泥溝泥石流示范研究

許圓圓，于良君，張 強(qiáng)，韓慕萍，崔紅偉

(1.昆明中稷遠(yuǎn)創(chuàng)科技有限公司，云南昆明650233;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南昆明650204;3.云南興環(huán)科技公司，云南昆明650034)

小白泥溝是小江流域重要的泥石流溝，為了減輕泥石流危害，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，控制泥沙向金沙江轉(zhuǎn)移，在多年研究探索的基礎(chǔ)上，利用香根草生態(tài)技術(shù)對(duì)小白泥溝泥石流進(jìn)行綜合治理，并對(duì)其生態(tài)恢復(fù)、水土保持效果進(jìn)行研究，以期為東川乃至世界泥石流治理作出貢獻(xiàn)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)環(huán)境概況

研究區(qū)位于東川縣阿旺鎮(zhèn)小白泥溝，約2hm2的泥石流堆積區(qū)。年平均氣溫14.9℃，極端最高氣溫31.5℃，極端最低氣溫－7.8℃。年平均降水量約為1000.5mm，月最大降雨量208.3mm，日最大降雨量153.3mm，降雨主要集中在5—9月。年日照時(shí)2327.5h，年蒸發(fā)量1856.4mm。最大風(fēng)速40m/s，多西南風(fēng)，相對(duì)濕度76%。區(qū)內(nèi)光熱資源豐富，但水熱失調(diào)，降雨分配不均，是當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)修復(fù)的主要限制因素。

研究區(qū)及周圍生態(tài)修復(fù)以前，植被覆蓋率極低，絕大部分地表基本無(wú)植被存活。由于長(zhǎng)久的泥石流沖刷，地表已經(jīng)無(wú)土壤覆蓋，30cm深度之內(nèi)，均為大小石礫，利用普通方法無(wú)生態(tài)修復(fù)的可能性。

1.2 香根草生態(tài)技術(shù)簡(jiǎn)介

香根草 (Vetiveria zizanioides L.)為禾本科巖蘭草屬的一種多年生草本植物，因其發(fā)達(dá)的根系及極強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于水土保持、道路塌方滑坡治理、生態(tài)環(huán)境治理、退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、富營(yíng)養(yǎng)水體的凈化，以及對(duì)重金屬和污染物的生物恢復(fù)和土壤基質(zhì)的改良等方面［3～6］。

香根草生態(tài)技術(shù)是利用香根草抗旱耐瘠、抗污吸污、抗病蟲(chóng)害、耐粗放管理的特性，在特別惡劣的土壤環(huán)境下加入微生物菌肥及土壤改良劑等專利產(chǎn)品，增強(qiáng)香根草的耐性及適應(yīng)性，促進(jìn)香根草成活，為植被多樣性恢復(fù)創(chuàng)造土肥條件，進(jìn)而促進(jìn)土著植物的恢復(fù)。

1.3 香根草生態(tài)技術(shù)治理泥石流方案

選擇1a以上株齡的香根草，經(jīng)分苗及根部處理后放置待種。種植前為了提高香根草成活率，使用合適的保水材料及土壤改良劑，香根草種植后，澆足定根水。技術(shù)路線如圖1所示。

1.4 后期生態(tài)恢復(fù)效果實(shí)驗(yàn)

1.4.1 土質(zhì)改良效果分析實(shí)驗(yàn)

1.4.1.1 樣品采集及處理

首先，政府需要深刻認(rèn)識(shí)鄉(xiāng)村旅游所帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，化被動(dòng)為主動(dòng)，積極開(kāi)展相關(guān)工作；其次，深入了解當(dāng)?shù)毓逃械淖匀毁Y源，探索如何將其優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)最大化；再者，根據(jù)如今鄉(xiāng)村旅游業(yè)的現(xiàn)狀，分析潛在游客市場(chǎng)，進(jìn)行全局統(tǒng)一規(guī)劃，指導(dǎo)鄉(xiāng)村旅游的可持續(xù)發(fā)展。

種植1a后，對(duì)香根草種植區(qū)及對(duì)照區(qū)的土壤按照0～20cm、20～40cm土層采集樣品，棄去動(dòng)植物殘?bào)w等雜質(zhì)，風(fēng)干后研磨粉碎分別過(guò)1mm和0.25mm尼龍篩，保存?zhèn)溆茫?］。

1.4.1.2 樣品分析方法

土壤全N采用半微量凱氏法測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定。

土壤全P用NaOH熔融－鉬銻抗比色法測(cè)定，速效P用NaHCO3法測(cè)定。有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法－外加熱法。速效鉀采用NH4OAc浸提，火焰光度法。

1.4.2 土著群落構(gòu)建效應(yīng)分析方法

香根草種植1a后，測(cè)定種植區(qū)的植被覆蓋率，在土著植物長(zhǎng)勢(shì)好的地方，設(shè)置3個(gè)5m×5m的樣方，分別鑒定恢復(fù)的植物種類。

1.4.3 水土保持效應(yīng)分析方法

在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)建設(shè)徑流監(jiān)測(cè)小區(qū)3處，并設(shè)置對(duì)照區(qū)1處。長(zhǎng)×寬為4m×2m，面積8m2，雨季過(guò)后測(cè)定實(shí)驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)的泥土沖刷量。

2 結(jié)果分析

2.1 土質(zhì)改良效應(yīng)

在香根草種植1a后，對(duì)項(xiàng)目區(qū)及對(duì)照區(qū)的土壤進(jìn)行了采樣分析，檢測(cè)分析在昆明光寶生物技術(shù)工程有限公司經(jīng)過(guò)國(guó)家CMA認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。結(jié)果表明，對(duì)于0～20cm及20～40cm土層，種植區(qū)相比于對(duì)照區(qū)，全氮、堿解氮、全磷、速效磷、有機(jī)質(zhì)及速效鉀的含量均有所提升(表1)。

對(duì)于種植區(qū)，全磷及速效鉀含量為0～20cm土層大于20～40cm土層，其余4項(xiàng)指標(biāo)均為20～40cm大于0～20cm土層。而對(duì)照區(qū)也呈現(xiàn)相同的規(guī)律 (表1)。

表1 香根草種植區(qū)與對(duì)照區(qū)各營(yíng)養(yǎng)元素含量對(duì)比

2.2 土著群落構(gòu)建效應(yīng)

香根草種植1a后，香根草成活率達(dá)到了80%以上，種植區(qū)內(nèi)植被覆蓋率達(dá)到了85%，且種植區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了4種土著植被，以草本植物扭黃茅(Heteropogon contortus(L.)Beauv.)為優(yōu)勢(shì)種，其他有旱茅(Eremopogondelavayi(Hack.)A.Camus)、黃背草 (Themeda triandra var．japonica(Willd.)Makino)及蕓香草 (Cymbopogon distans(Nees)A.Gamus)，4種植物耐貧瘠性及耐旱性均較好。

2.3 水土保持效應(yīng)

雨季過(guò)后，對(duì)比種植區(qū)及對(duì)照區(qū)的土壤沖刷量，對(duì)照區(qū)樣方8m2的面積都被沖刷到，且是連片沖刷，而種植區(qū)總沖刷面積為2m2，且是點(diǎn)式?jīng)_刷。從沖刷深度及沖刷量來(lái)看，種植區(qū)的沖刷量及深度也遠(yuǎn)小于對(duì)照區(qū)。綜合面積及深度，種植區(qū)的土壤沖刷量?jī)H為對(duì)照區(qū)的10%，極大程度地減少了水土流失。

3 結(jié)論及討論

(1)在多年探索經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，利用香根草生態(tài)技術(shù)對(duì)小白泥溝泥石流堆積區(qū)進(jìn)行了生態(tài)治理示范，1a后對(duì)其治理效果進(jìn)行分析。從分析結(jié)果可以看出，香根草生態(tài)技術(shù)用于泥石流生態(tài)恢復(fù)是可行的，香根草在自身成活的基礎(chǔ)上，能保持水土、改善土壤養(yǎng)分條件、為其他植物存活創(chuàng)造較好的生存環(huán)境，是一種較好的先鋒植物。

(2)香根草之所以能在如此惡劣的地區(qū)成活且長(zhǎng)勢(shì)較好，是因?yàn)槠浒l(fā)達(dá)的根系，香根草根系一般達(dá)2m以上，目前最長(zhǎng)記錄為泰國(guó)的5.2m。發(fā)達(dá)的根系深扎入地，可吸取地層深處的水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供自身生長(zhǎng)，從而可以在貧瘠、干旱的環(huán)境中存活。

(3)東川乃至世界泥石流危害日趨嚴(yán)重，如今當(dāng)務(wù)之急是采取有效的治理及恢復(fù)措施。在此示范研究的基礎(chǔ)上，我們將加大對(duì)泥石流堆積區(qū)生態(tài)恢復(fù)的研究，以建立一種成熟的治理模式。

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