四川省北川縣震后邊坡土壤狀況與植被恢復(fù)效果

駱翔宇, 吳敬陳, 晉雨漪, 王 越, 辜 彬

(四川大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川 成都 610065)

四川省北川縣震后邊坡土壤狀況與植被恢復(fù)效果

駱翔宇, 吳敬陳, 晉雨漪, 王 越, 辜 彬

(四川大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川 成都 610065)

[目的] 探索震損邊坡林業(yè)治山工程后修復(fù)坡面不同季相、坡位等因素造成的土壤理化性質(zhì)的差異，為評(píng)估邊坡植被修復(fù)工程效果和指導(dǎo)工程因地制宜的管護(hù)方法提供理論依據(jù)。[方法] 根據(jù)常規(guī)森林土壤測(cè)定方法對(duì)四川省北川縣擂鼓鎮(zhèn)震后邊坡治理坡面檢測(cè)土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性，并調(diào)查草本植物情況，解析土壤理化性質(zhì)和酶活性時(shí)空變化與植被恢復(fù)效果的關(guān)系。[結(jié)果] 土壤養(yǎng)分狀況和植被恢復(fù)情況對(duì)季相和坡位響應(yīng)不明顯，與未受損自然邊坡差異顯著，表現(xiàn)出了微弱的向好趨勢(shì)。[結(jié)論] 在目前治理技術(shù)和養(yǎng)護(hù)條件下，土壤養(yǎng)分狀況的改善與植被修復(fù)情況相輔相成，在后期管護(hù)過(guò)程中，要注意引導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用裼^念，減少無(wú)關(guān)人為干擾；適時(shí)監(jiān)測(cè)工程固持水土能力；計(jì)劃性補(bǔ)種植物并對(duì)經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)施放有機(jī)肥等，以促進(jìn)坡面生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)。

地震邊坡; 植被修復(fù); 土壤理化性質(zhì); 工程養(yǎng)護(hù); 北川縣

文獻(xiàn)參數(shù)： 駱翔宇，吳敬陳，晉雨漪，等.四川省北川縣震后邊坡土壤狀況與植被恢復(fù)效果[J].水土保持通報(bào)，2017,37(1)：274-280.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.048； Luo Xiangyu, Wu Jingchen, Jin Yuyi, et al. Soil nutrient and vegetation restoration on earthquake-stricken slopes in Beichuan County， Sichuan Province[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(1)：274-280.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.048

Education;CollegeofLifeScience,SichuanUniversity,Chengdu，Sichuan610065,China)

邊坡植被的修復(fù)，是指由于自然災(zāi)害或人為破壞山體后，以水土保護(hù)為目的進(jìn)行的植被重建修復(fù)工程。地震等破壞性的自然災(zāi)害，往往會(huì)損壞山體，致使邊坡裸露，從而造成水土流失，甚至導(dǎo)致次生自然災(zāi)害的發(fā)生，如繼發(fā)性山洪，繼發(fā)性山體滑坡等[1]。2008年汶川大地震發(fā)生后，嚴(yán)重破壞了災(zāi)區(qū)的山體，引發(fā)了災(zāi)區(qū)大規(guī)模的次生災(zāi)害。為穩(wěn)固邊坡、減少次生災(zāi)害帶來(lái)的影響，2010年2月正式啟動(dòng)了為期5年的中日合作四川省地震災(zāi)后森林植被恢復(fù)項(xiàng)目，以達(dá)到保持水土、恢復(fù)原有生態(tài)環(huán)境的目的。截至目前，項(xiàng)目在四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣、綿陽(yáng)市北川縣及德陽(yáng)市綿竹市共建造了施工區(qū)域面積達(dá)10 hm2的示范施工地。

北川縣擂鼓鎮(zhèn)石巖村2011年施工修復(fù)的坡面(2.36 hm2)，是在日方技術(shù)指導(dǎo)下由中方施工進(jìn)行的工程項(xiàng)目，是中方引進(jìn)日方技術(shù)并自我運(yùn)用實(shí)踐的典型施工地，對(duì)于日方技術(shù)在中國(guó)因地制宜修復(fù)邊坡植被有典型意義。針對(duì)邊坡土壤養(yǎng)分狀況和植被恢復(fù)情況的研究，能夠及時(shí)跟進(jìn)修復(fù)工程的效果，量化評(píng)估工程質(zhì)量。本文擬持續(xù)地對(duì)項(xiàng)目工程恢復(fù)情況跟蹤調(diào)查，積累數(shù)據(jù)和對(duì)比分析，為工程的后期管理提出建設(shè)性的意見(jiàn)與建議，提升邊坡生態(tài)修復(fù)效果，進(jìn)而總結(jié)形成具有一定普遍適用性的震損邊坡工程生態(tài)修復(fù)技術(shù)，以期為其他類(lèi)似的邊坡植被恢復(fù)工程提供科學(xué)依據(jù)[2]。

1 研究區(qū)概況

1.1 北川縣擂鼓鎮(zhèn)自然環(huán)境特點(diǎn)

北川羌族自治縣位于四川盆地西北部，擂鼓鎮(zhèn)位于北川縣境東南(N 31.776°E 104.427°)，屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，干濕分明。年平均氣溫15.6 ℃，年平均降水1 002.7 mm。研究地地質(zhì)構(gòu)造為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與松潘—甘孜地槽褶皺結(jié)合部，地勢(shì)西高東低，地層巖性主要為古生界寒武系下統(tǒng)(E1ch1)超山組灰黃色變質(zhì)砂巖、板巖，巖層為薄—中厚層狀，風(fēng)化后呈碎裂—散體結(jié)構(gòu)[3]。水文條件復(fù)雜，山體巖石破碎，溝谷谷坡分布率一般大于25%，是滑坡崩塌、泥石流易發(fā)區(qū)。土壤類(lèi)型和植被類(lèi)型垂直分帶明顯，自下而上依次為黃壤和常綠闊葉林，黃棕壤和常綠落葉混交林、暗棕壤和針闊葉混交林、亞高山草甸土和亞高山灌叢草甸、高山草甸土和高山草甸。

1.2 擂鼓鎮(zhèn)坡面工程概況

工程位于擂鼓鎮(zhèn)石巖村，運(yùn)用的主要治山手段是鐵絲籠擋土墻工程、土袋階梯工程和土袋渠系工程，分為邊坡植被恢復(fù)工程和排水渠工程2個(gè)施工部分，分別于2011年11月底和2012年2月下旬完工。其中邊坡植被修復(fù)工程施工面積為2.03 hm2，排水渠工程施工面積為0.33 hm2。

研究樣地位于鳳凰山東北麓，距北川地震博物館擂鼓接待中心直線距離約500 m(31°46′N(xiāo)，104°25′E)，坡長(zhǎng)約110 m，高程跨度約70 m，坡度約39°。施工后的坡面呈階梯狀，馬道寬20～40 cm，每層坡面重力分選特征明顯。巖石風(fēng)化程度高(基本碎裂)。坡面木本植被基本毀損，局部有零星草本小斑塊。

2 研究方法

2.1 樣地的選取

樣地邊坡坡面在2011年完成坡面改造并種植人工樹(shù)種，根據(jù)坡面的高度不同，在3種不同坡位(上坡、中坡、下坡)隨機(jī)選擇1 m×1 m的恢復(fù)區(qū)土壤樣方(以土壤樣方同時(shí)作為草本樣方)各3個(gè)作為研究對(duì)象。同時(shí)，在恢復(fù)區(qū)坡面附近分別以同等高度隨機(jī)選擇1 m×1 m的未受損山體邊坡(簡(jiǎn)稱(chēng)自然邊坡)土壤樣方各2個(gè)作為對(duì)照。

2.2 土壤樣品的采集

研究地邊坡采用滑坡山體的原土壤人工重覆后，土層厚度約為10 cm。根據(jù)恢復(fù)早期的植被修復(fù)狀況，表層5 cm以上的土壤直接影響植物長(zhǎng)勢(shì)，故在土壤表層0—5 cm處進(jìn)行采樣，分別于2015年3月和9月采用S形采樣法，在坡面區(qū)域內(nèi)進(jìn)行土壤樣品的采集(通過(guò)GPS定位確保2次樣地位置相同，每份樣品為采集于1 m×1 m樣方中的混合土壤(重約1 kg)。同時(shí)以在附近同等高度未受地震破壞的自然邊坡上采集0—5 cm的表層土壤樣品作為對(duì)照。將所取土壤封存于聚乙烯塑料封口袋，并放置于恒溫箱(15 ℃)中帶回實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)圓盤(pán)四分法，取一半鮮土密封于4 ℃冰箱保存，另一半自然風(fēng)干并磨細(xì)過(guò)80號(hào)篩后保存?zhèn)溆谩?/p>

2.3 草本層調(diào)查

以土壤樣方為中心，在周?chē)鷦澣? m×2 m的草本植物樣方，調(diào)查草本層生活力水平(即植物長(zhǎng)勢(shì)，判斷標(biāo)準(zhǔn)分3級(jí)，葉片無(wú)萎蔫，水分充足為Ⅰ，葉片有部分枯萎為Ⅱ，整體植株萎蔫為Ⅲ)，計(jì)算豐富度指數(shù)、樣方的總蓋度及主要種蓋度等，計(jì)算公式為：

(1)

式中：s——物種數(shù)目(個(gè))；A——樣方面積(m2)。

(2)

式中:sn——植被覆蓋面積(m2)；s——樣方面積(m2)。

(3)

式中:si——主要種覆蓋面積(m2)；s——樣方面積(m2)。

2.4 土壤樣品的分析

土壤樣品分析時(shí)，土壤理化分析采用常規(guī)(《森林土壤分析方法》)方法[4]：土壤含水量(SWC)用鋁箔干燥法，土壤pH值用水浸提電位法，全氮(TN)采用半微量凱氏定氮法，堿解氮(HN)采用堿解擴(kuò)散法。土壤酶活性測(cè)定[5]：磷酸酶(Pho)用磷酸苯二鈉比色法，脲酶(Ure)用苯酚—次氯酸鈉比色法測(cè)定，蔗糖酶(Inv)用二硝基水楊酸比色法，蛋白酶(Pro)用Folin酚比色法。

以上處理，每個(gè)樣品做3個(gè)重復(fù)和2個(gè)空白對(duì)照(無(wú)處理對(duì)照和無(wú)基質(zhì)對(duì)照)，取平均值。

2.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)Excel 2010整理后，利用IBM SPSS 19.0進(jìn)行單樣本T檢驗(yàn)、單因素方差分析(One-way ANOVA)、單變量一般線性模型分析(析因分析)和相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 恢復(fù)區(qū)邊坡土壤基質(zhì)養(yǎng)分狀況

通過(guò)預(yù)試驗(yàn)中對(duì)自然區(qū)(指自然邊坡)土壤樣品的試驗(yàn)處理發(fā)現(xiàn)，自然區(qū)水平整體趨于一致，坡位對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響不顯著，因此將自然邊坡土壤的樣方測(cè)定數(shù)據(jù)均值作為樣地周邊自然邊坡總體的平均水平，用于與恢復(fù)區(qū)樣方進(jìn)行比較。以恢復(fù)區(qū)9個(gè)樣方數(shù)據(jù)推測(cè)恢復(fù)區(qū)總體水平，進(jìn)行單樣本T-檢驗(yàn)(0.95置信水平，T值)比較恢復(fù)區(qū)與自然區(qū)的差異顯著水平；并分別以季相、坡位為單因素，進(jìn)行單因素方差分析(0.95置信水平，F(xiàn)1,F2值)。結(jié)果如表1所示。

表1 研究區(qū)土壤理化性質(zhì)

注:T值為恢復(fù)區(qū)與自然區(qū)差異檢驗(yàn)值；F1值為季相差異檢驗(yàn)值；F2值為坡位差異檢驗(yàn)值；*表示季相與坡位的雙因素析因分析檢驗(yàn)值(檢驗(yàn)值置信水平均為0.95，p<0.05)。

土壤pH值春季在5.44～6.05，均值5.82，與自然區(qū)春季(pH=5.74)差異顯著；秋季水平在5.22～5.90，均值5.64，與自然區(qū)秋季(pH=5.75)差異顯著，均顯酸性，恢復(fù)區(qū)秋季酸性較強(qiáng)。同一坡位在兩季之間的差異不顯著，同一季節(jié)在不同坡位之間差異亦不顯著。

C城存在過(guò)，是一種精神式的影像存在。整理照片就像文物考古挖掘。用一張張的照片拼湊出一座消失的舊城時(shí)光，用考古發(fā)現(xiàn)的方法做一次歷史的審視。

土壤全氮含量春季有超過(guò)90%的樣本處于缺乏至中下水平(根據(jù)2001年土壤養(yǎng)分含量全國(guó)統(tǒng)一分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中下水平0.5～0.8 g/kg，缺乏水平0.8～1.0 g/kg)；秋季則有22.2%的樣本處于中上水平，全氮含量均有上升趨勢(shì)，但上升趨勢(shì)仍未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。春秋兩季的恢復(fù)區(qū)土壤全氮含量與自然區(qū)差異較大，不足自然區(qū)的50%。季相之間還未顯示顯著差異；坡位之間差異不顯著。堿解氮水平也反映出相同的趨勢(shì)特點(diǎn)。

土壤酸性磷酸酶活性高于對(duì)照水平，與自然區(qū)之間有顯著差異，其中春季66.7%的樣品酸性磷酸酶活性超過(guò)自然區(qū)2倍以上，中性磷酸酶與自然區(qū)無(wú)顯著差異；秋季77.8%的樣品酸性磷酸酶活性超過(guò)自然區(qū)2倍以上，峰值約為自然區(qū)的7倍，中性磷酸酶活性與自然區(qū)差異顯著。春秋兩季之間的酶活性差異不顯著；坡位之間差異不顯著。

土壤蛋白酶活性高于自然水平，與自然區(qū)之間差異顯著，其中春季55.6%的樣品蛋白酶活性超過(guò)自然區(qū)2倍以上；秋季峰值約為自然區(qū)的6.5倍；春秋兩季之間的差異不顯著。坡位之間差異不顯著。

土壤脲酶活性中恢復(fù)區(qū)與自然區(qū)差異顯著，其中春季僅有22.2%的樣品與自然區(qū)水平持平，33.3%的樣品低于恢復(fù)區(qū)平均水平；秋季有33.3%的樣品與自然區(qū)水平基本持平，11.1%的樣品低于恢復(fù)區(qū)水平；春秋兩季之間的差異不顯著；坡位之間差異不顯著。

土壤蔗糖酶活性恢復(fù)區(qū)水平顯著低于自然區(qū)水平，差異顯著，其中春季66.7%的樣品蔗糖酶活性不到自然區(qū)的50%，秋季55.6%的樣品蔗糖酶活性不到自然區(qū)的50%，有11.1%的樣品與自然區(qū)水平持平；春秋兩季之間的差異不顯著；坡位之間差異不顯著。

土壤含水量春季在10.62%～22.85%，秋季在9%～20.04%，項(xiàng)目地春秋兩季降水量基本持平，春季恢復(fù)區(qū)與自然區(qū)含水量差異顯著，恢復(fù)區(qū)稍顯不足；秋季恢復(fù)區(qū)與自然區(qū)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但春秋兩季之間差異不顯著，坡位之間差異不顯著。

邊坡土壤的養(yǎng)分恢復(fù)動(dòng)態(tài)是一個(gè)受各方面因素影響的復(fù)合效應(yīng)，因此將季相與坡位兩個(gè)因素做析因分析。進(jìn)行析因分析前，對(duì)土壤樣品所測(cè)的各項(xiàng)指標(biāo)分配權(quán)重，形成表征土壤整體情況的綜合養(yǎng)分指標(biāo)。根據(jù)因子加權(quán)分析法[6]，結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)以計(jì)算表征土壤綜合養(yǎng)分含量的土壤養(yǎng)分指數(shù)，公式表示如下：

y=0.05(pH+SWS+Phoα)+0.1(Phoβ+ Ure+Inv)+0.15(HN+Pro)+0.25TN

(4)

式中：Phoα——酸性磷酸酶； Phoβ——中性磷酸酶；土壤pH值、含水量、全氮、堿解氮、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、蛋白酶、脲酶、蔗糖酶的權(quán)重分別為：0.05，0.05，0.25，0.15，0.1，0.05，0.15，0.1，0.1。

土壤養(yǎng)分指數(shù)及單變量一般線性模型分析(0.95置信水平)結(jié)果如表2,3所示。

表2 土壤加權(quán)養(yǎng)分指數(shù)

表3 土壤養(yǎng)分析因分析結(jié)果

根據(jù)析因分析的零假設(shè)和計(jì)算結(jié)果數(shù)值得出：沒(méi)有足夠證據(jù)表明季相對(duì)土壤養(yǎng)分狀況有顯著影響，也不能表明坡位對(duì)土壤養(yǎng)分狀況有顯著影響，同時(shí)季相與坡位之間也無(wú)明顯交互關(guān)系。但根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)的直觀判斷，隨著周年變化，土壤養(yǎng)分狀況應(yīng)該趨于上升，秋季土壤養(yǎng)分狀況應(yīng)優(yōu)于春季，但結(jié)果表明秋季的平均水平對(duì)于春季而言的輕微上升趨勢(shì)在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上不明顯。鑒于此，根據(jù)雙因素相關(guān)性估算邊際均值作圖分析趨勢(shì)，結(jié)果見(jiàn)圖1。

土壤pH值在3個(gè)不同坡位上都呈現(xiàn)出春季值高于秋季，在季相變化上呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其中下降趨勢(shì)呈現(xiàn):上坡>中坡>下坡。土壤含水量在上、中坡呈現(xiàn)出春季值高于秋季，都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且上坡的下降趨勢(shì)明顯高于中坡。而下坡土壤的含水量值卻是春季低于秋季，呈上升趨勢(shì)。土壤全氮含量在3個(gè)坡位上都呈現(xiàn)出春季值低于秋季值，且季相變化中呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，且下坡上升趨勢(shì)略微高于上、中坡。土壤堿解氮含量在3個(gè)坡位上均呈現(xiàn)春季值低于秋季值。3個(gè)坡位隨季相變化，堿解氮含量均呈上升趨勢(shì)，上升趨勢(shì)上坡略高于中坡略高于下坡。土壤酸性磷酸酶含量在上中坡呈現(xiàn)春季值低于秋季值，都是上升趨勢(shì)，且中坡的上升趨勢(shì)略高于上坡，而下坡土壤的酸性磷酸酶含量卻是春季值高于秋季，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。土壤中性磷酸酶含量在3個(gè)坡位均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其春季值均低于秋季值。其中上坡上升趨勢(shì)最明顯，下坡上升趨勢(shì)最小。土壤蔗糖酶含量在上中下坡，都是呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)，其春季值均低于秋季值。其中，上中坡上升趨勢(shì)相差不大，下坡的趨勢(shì)則稍低于前兩坡。

土壤蛋白酶含量在上中下坡都有上升趨勢(shì)，其春季值均低于秋季值。其中上坡的上升趨勢(shì)很細(xì)微，下坡的上升趨勢(shì)高于中坡(均高于上坡)。土壤脲酶含量隨季相變化，在上中下3個(gè)坡位都呈上升趨勢(shì)，其春季值均低于秋季值。其中上下坡上升趨勢(shì)基本相同，中坡稍低于二者。綜上，各指標(biāo)反映出生態(tài)工程修復(fù)坡面土壤質(zhì)量有向好的恢復(fù)趨勢(shì)，但是存在一定的空間分異。

圖1 ANOVA析因分析季相與坡位間各項(xiàng)指標(biāo)的估算邊際均值

3.2 坡面植被草本層樣方數(shù)據(jù)結(jié)果

恢復(fù)區(qū)坡面的土壤養(yǎng)分水平的另一表征指標(biāo)就是實(shí)際的植被情況，包括植被的物種數(shù)、物種來(lái)源類(lèi)型、植被總蓋度、主要種蓋度等[7]。由于邊坡植被仍處于演替的初期，人工種植木本樹(shù)種時(shí)間較短，難以顯示出明顯的植物長(zhǎng)勢(shì)變化，且下坡開(kāi)墾為經(jīng)濟(jì)作物的種植區(qū)，對(duì)植物群落的演替有影響，因此選擇變化明顯的草本層植物群落作為主要的調(diào)研對(duì)象[8]。根據(jù)2010—2011年項(xiàng)目施工資料顯示，工程施工種植的木本植物幼苗有刺槐(Robiniapseudoacacia)、核桃(Juglansregia)、枇杷(Eriobotryajaponica)、日本櫻花(Cerasusyedoensis)、青脆李(Prunussalicina)等，人工點(diǎn)播的植物有酸棗(Ziziphusjujuba)，人工撒播的有黑麥草(Loliumperenne)等。周邊自然區(qū)植物主要優(yōu)勢(shì)種有毛竹(Phyllostachysheterocycla)、扁竹根(Irisjaponica)及較大面積覆蓋的各種蕨類(lèi)植物。而恢復(fù)區(qū)優(yōu)勢(shì)種除了周邊村民播種的大豆(Glycinemax)外，還有野茼蒿(Crassocephalumcrepidioides)和鬼針(Bidenspilosa)等先鋒植物。在草本植物的調(diào)查中，自然演替的植物和村民播種的植物基本各占一半的比例?；謴?fù)區(qū)上坡的草本植物種類(lèi)主要有野茼蒿、鬼針、紫花苜蓿(Medicagosativa)等；中坡主要有有蛇莓(Duchesneaindica)、蕓薹(Brassicacampestris)、鬼針、野茼蒿、黑麥草、葛藤(Argyreiaseguinii)等；下坡主要有野茼蒿、大豆、鬼針、黑麥草、車(chē)軸草(Trifoliumsp.)等。草本層植被蓋度及長(zhǎng)勢(shì)結(jié)果如表4所示。通過(guò)對(duì)恢復(fù)區(qū)草本植被的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，從下坡到中坡、上坡，草本植物種類(lèi)和數(shù)量無(wú)明顯差別。恢復(fù)區(qū)由于有人工選種的植物，在植物種類(lèi)上自然區(qū)反而比恢復(fù)區(qū)匱乏，但恢復(fù)區(qū)未見(jiàn)草本蕨類(lèi)植物。大部分種類(lèi)的植物秋季長(zhǎng)勢(shì)與春季長(zhǎng)勢(shì)基本持平，但部分植物秋季長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于春季，例如野茼蒿、葛藤等。不同坡位的植物長(zhǎng)勢(shì)差異不大。自然區(qū)的植被總蓋度最高，恢復(fù)區(qū)的植被總蓋度基本在50%以上，僅有少部分樣方蓋度在45%以下，春季27%的最小值是由于新種植農(nóng)作物而出現(xiàn)的偏差。

表4 草本層植物樣方采集數(shù)據(jù)

注:Ⅰ為植物葉片無(wú)萎蔫，水分充足；Ⅱ?yàn)槿~片有部分枯萎；Ⅲ為整體植株萎蔫；春秋兩季樣方調(diào)查中，草本層植物種類(lèi)和主要種均未變化，因此只顯示一列數(shù)據(jù)；對(duì)長(zhǎng)勢(shì)的主觀判斷標(biāo)準(zhǔn)中已考慮一年生草本植物自身生命周期及受干擾程度等因素;D為豐富度指數(shù)；Ct，Ci分別為樣方總蓋度和主要種蓋度。

4 討論與結(jié)論

由于該工程施工目的是在修復(fù)邊坡、穩(wěn)固山體、保持水土的前提下，盡量為周邊居民提供條件種植經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)達(dá)到一定程度上為當(dāng)?shù)貏?chuàng)收的效果。而在2015年的周年變化中，根據(jù)土壤養(yǎng)分理化分析和草本層植被樣方調(diào)查數(shù)據(jù)得知，北川震后邊坡植被的修復(fù)動(dòng)態(tài)情況仍未達(dá)到這一預(yù)期效果，甚至由于這一原因?qū)е铝隧?xiàng)目地人為干擾較頻繁的情況，不能有效滿足邊坡恢復(fù)需求的低干擾度。坡位和季相之間的差異不顯著，恢復(fù)區(qū)與自然區(qū)之間在氮素含量、酶活性等方面還有很大差距。

通過(guò)對(duì)草本層植物蓋度與土壤養(yǎng)分指數(shù)做相關(guān)分析結(jié)果可知，樣方中所有植物的總蓋度與土壤養(yǎng)分指數(shù)之間呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(r=0.711，p<0.01**)，同時(shí)主要種的蓋度與土壤養(yǎng)分指數(shù)之間也呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(r=0.835，p<0.01**)。由此可以看出草本植物蓋度和長(zhǎng)勢(shì)與土壤養(yǎng)分狀況息息相關(guān)。通過(guò)控制土壤養(yǎng)分水平，可有效的促進(jìn)坡面植被的恢復(fù)[9]。結(jié)合草本樣方數(shù)據(jù)和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在缺乏氮素的坡面，豆科及先鋒植物大都長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)良且覆蓋程度高，這不僅表現(xiàn)在草本層上，木本植物中豆科刺槐的長(zhǎng)勢(shì)也略?xún)?yōu)于枇杷、酸棗等。因此在后期管理中，應(yīng)該首先以這些對(duì)環(huán)境養(yǎng)分需求不太高的植物為主，不能一味的追求經(jīng)濟(jì)價(jià)值而種植難以適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的植物，后期的管護(hù)過(guò)程中也要適時(shí)調(diào)整選種，土壤自身養(yǎng)分提高后再行開(kāi)墾種植其他經(jīng)濟(jì)作物。

根據(jù)對(duì)土壤養(yǎng)分各個(gè)指標(biāo)的分析發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)區(qū)不同坡位的土壤養(yǎng)分狀況均沒(méi)有顯著差異，僅表現(xiàn)出了逐漸向自然區(qū)土壤養(yǎng)分狀況恢復(fù)的微弱趨勢(shì)。上、中、下坡之間，由于上坡地勢(shì)陡峭，越靠近上坡位置人為活動(dòng)越少，下坡因有農(nóng)戶(hù)種植黃豆等農(nóng)作物，人為活動(dòng)較頻繁，從下至上表現(xiàn)出自然演替先鋒植物的占據(jù)逐漸增多、生活力較強(qiáng)，說(shuō)明受干擾強(qiáng)度低的區(qū)域恢復(fù)效果優(yōu)于受干擾強(qiáng)度高的區(qū)域。另外，恢復(fù)區(qū)春、秋季之間亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的數(shù)值差異，只能通過(guò)趨勢(shì)線發(fā)現(xiàn)秋季狀況略?xún)?yōu)于春季。在周年變化中，隨著工程撒播植物和人工種植等措施的實(shí)施，土壤養(yǎng)分狀況應(yīng)隨周年變化差異顯著[10]，尤其是秋季水熱條件等自然因素優(yōu)于春季的情況下，不顯著的變化趨勢(shì)說(shuō)明后期管護(hù)未使得恢復(fù)區(qū)發(fā)揮原有作用，需要對(duì)工程后期管理措施進(jìn)行修正。

植被恢復(fù)過(guò)程中植物對(duì)土壤養(yǎng)分需求的同時(shí)，也對(duì)相應(yīng)的土壤養(yǎng)分狀況有改變作用[11]。通過(guò)析因分析的結(jié)果，僅在圖像上能夠反映坡位和季相這兩個(gè)因素共同對(duì)恢復(fù)區(qū)土壤養(yǎng)分恢復(fù)水平的作用，卻不能通過(guò)數(shù)值明顯表現(xiàn)出不同坡位在季相變化條件下土壤恢復(fù)情況的顯著差異，今后可考慮加測(cè)更敏感的變化因子并提高試驗(yàn)精度來(lái)進(jìn)行研究分析，以期能從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上表現(xiàn)其恢復(fù)狀況。除此之外，根據(jù)中國(guó)類(lèi)似地邊坡修復(fù)狀況研究結(jié)果看來(lái)，恢復(fù)情況不顯著的原因多是因?yàn)榛谆謴?fù)較慢，土壤養(yǎng)分變化和植被恢復(fù)狀況都是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，較小時(shí)間尺度下的研究結(jié)果不顯著是可以接受的[12]，這樣的陰性數(shù)據(jù)結(jié)果能夠?yàn)樵摴こ添?xiàng)目此后的跟蹤研究以及較大時(shí)間尺度上的研究積累基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行管理模式中存在的管理粗放化、懈怠化、停滯化等問(wèn)題使得恢復(fù)效果低效化。結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)果討論得出以下建議：

(1) 應(yīng)規(guī)范當(dāng)?shù)鼐用裨诠こ痰氐幕顒?dòng)周期，如量化規(guī)定在工程地的種植活動(dòng)頻次、減少非有益性的無(wú)關(guān)干擾等；

(2) 應(yīng)正確引導(dǎo)當(dāng)?shù)卮迕裰?jǐn)慎選種、適時(shí)播種、保證土壤肥力提高的情況下在種植經(jīng)濟(jì)作物區(qū)合理施放有機(jī)肥[13]，并在恢復(fù)期不要過(guò)于依賴(lài)坡面創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)收入；

(3) 對(duì)工程地上坡區(qū)域等非種植區(qū)，嚴(yán)格管控?zé)o關(guān)人為干擾，避免人為破壞。

(4) 適時(shí)監(jiān)測(cè)工程保水固土能力、植被恢復(fù)情況，保證工程質(zhì)量。有計(jì)劃性地進(jìn)行合理干擾[14]，如在覆蓋率不足的地方評(píng)估后及時(shí)補(bǔ)種先鋒植物或者豆科草本經(jīng)濟(jì)作物。

邊坡恢復(fù)動(dòng)態(tài)研究是一個(gè)與民生相關(guān)的長(zhǎng)期工作，值得引起我們的重視。希望針對(duì)震后邊坡植被恢復(fù)的工作能繼續(xù)下去，使日方先進(jìn)治山技術(shù)在中國(guó)因地制宜的應(yīng)用能獲得更好的效果。

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Soil Nutrient and Vegetation Restoration on Earthquake-stricken Slopes in Beichuan County， Sichuan Province

LUO Xiangyu, WU Jingchen, JIN Yuyi, WANG Yue, GU Bin

(KeyLaboratoryofBio-resourcesandEco-environment,Ministryof

[Objective] The objective of the study is to explore the differences in soil physical and chemical properties in different seasons and slope positions in earthquake-stricken slopes after replanting forest species, and to assess the vegetation restoration and to provide the theoretical support for managing the slope. [Methods] According to the conventional methods, this study investigated the changes of soil physical and chemical properties, soil enzymic activity and herb growth, in Leigu Town, Beichuan County, Sichuan Province. The relationships between variations of soil physical and chemical properties and enzyme activities and the effect of vegetation restoration were analyzed. [Results] Soil nutrient levels and vegetation recovery showed no significant differences in different seasons and slope positions, however, they showed significant difference in undamaged natural slope. [Conclusion] In the current treatments and curing conditions, improved physical and chemical properties of soil can affect vegetation restoration. Much more attention needs to be paid to concepts of villagers and human disturbance. Soil and water holding capacity need to be monitored timely, pioneer herbs need to be replanted, and organic fertilizer can be used in the crop growing areas to improve soil fertility.

slope governance; vegetation restoration; soil physical and chemical properties; engineering maintenance; Beichuan County

2016-04-24

2016-06-10

四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院本科生科研能力提高項(xiàng)目“震后邊坡工程林業(yè)治山項(xiàng)目”(0020405401238)

駱翔宇(1996—),男(仡佬族),貴州省遵義市人,本科,研究方向?yàn)槌鞘猩鷳B(tài)學(xué)。E-mail:luoxiangyu1112@outlook.com。

辜彬(1959—),男(漢族),重慶市人,博士,教授,主要從事邊坡生態(tài)工程研究。E-mail:amakusa@126.com。

A

1000-288X(2017)01-0274-07

Q142.3， S151.9