邵 蕊, 王文瑞, 史坤博, 劉穎慧

(1.北京師范大學(xué) 資源學(xué)院, 北京 100875; 2.蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730000)

高寒草原路域人為干擾區(qū)土壤及植被修復(fù)研究

邵 蕊1, 王文瑞2, 史坤博2, 劉穎慧1

(1.北京師范大學(xué) 資源學(xué)院, 北京 100875; 2.蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730000)

道路運(yùn)行會(huì)對(duì)路域土壤和植被產(chǎn)生間接的破壞，采用樣方法對(duì)國(guó)道213合作市郊段路域小型取土區(qū)進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)果表明：人為干擾對(duì)路域生態(tài)環(huán)境造成了明顯的破壞，路域人為取土區(qū)植被和土壤在自然狀態(tài)下的整體修復(fù)情況一般。受地表徑流影響，取土區(qū)中央土壤肥力自然修復(fù)較好，坡面土壤肥力自然修復(fù)較差。由于取土區(qū)中央特殊的生長(zhǎng)環(huán)境，植被自然修復(fù)狀況一般，植物種類與對(duì)照區(qū)明顯不同；在土壤肥力和修復(fù)時(shí)間的雙重作用下，坡面植被自然修復(fù)結(jié)果較差。因此，建議加強(qiáng)環(huán)保宣傳，制定路域生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度，及時(shí)對(duì)干擾區(qū)進(jìn)行人工修復(fù)。

道路效應(yīng); 高寒草原; 土壤肥力; 植被生長(zhǎng); 國(guó)道213

道路的修建和運(yùn)行會(huì)對(duì)自然景觀、路域環(huán)境、生態(tài)平衡等方面產(chǎn)生直接或間接地破壞[1-5]。如今，道路生態(tài)學(xué)已成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。國(guó)外學(xué)者對(duì)于道路生態(tài)效應(yīng)的研究始于20世紀(jì)70年代，已系統(tǒng)闡明了道路對(duì)路域生物物種與群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀格局等的生態(tài)干擾[6-10]。我國(guó)對(duì)道路生態(tài)學(xué)的研究起步較晚，自20世紀(jì)90年代以來，道路生態(tài)問題逐漸引起了國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注，特殊的高寒草原區(qū)的道路生態(tài)效應(yīng)研究也成為學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)[11-15]。

道路交通對(duì)路域生態(tài)環(huán)境的干擾可分為直接生態(tài)效應(yīng)和間接生態(tài)效應(yīng)。直接生態(tài)效應(yīng)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1) 道路施工過程中土地占用、碾壓等造成的生態(tài)環(huán)境破壞；(2) 道路營(yíng)運(yùn)期間車輛的尾氣、噪聲和固體顆粒物等的擴(kuò)散污染[16]。間接生態(tài)效應(yīng)主要表現(xiàn)為公路建設(shè)通過影響周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、文化、觀念和政策等，間接地改變政策導(dǎo)向和人類的行為方式，進(jìn)而引起更為復(fù)雜的環(huán)境、生態(tài)問題[17]。在生態(tài)效應(yīng)研究中，最重要的一點(diǎn)是要區(qū)別直接效應(yīng)和間接效應(yīng)，直接效應(yīng)易于發(fā)現(xiàn)容易觀測(cè)，間接效應(yīng)則不是很顯著而往往被忽視[18]，因此，實(shí)際研究中多數(shù)學(xué)者只考慮了道路交通的直接生態(tài)效應(yīng)[16,19-20]，本研究將嘗試對(duì)道路的間接生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行一些初步探究。從時(shí)間尺度上來看，道路的運(yùn)行導(dǎo)致道路兩側(cè)建設(shè)用地呈現(xiàn)明顯增加趨勢(shì)[21-23],意味著道路路域的人類活動(dòng)明顯加劇，人類生態(tài)干擾明顯增強(qiáng)，道路沿線生態(tài)系統(tǒng)面臨著巨大的潛在威脅[17,24]。

沿道路居住的居民出于生產(chǎn)生活的需要，通常私自采挖路域土壤，對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)高寒草原產(chǎn)生了顯著的間接生態(tài)效應(yīng)，對(duì)取土區(qū)及其生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。為了解取土區(qū)域土壤和植被的破壞程度和自然修復(fù)情況，以213國(guó)道合作市郊段為例，在道路兩側(cè)選取5個(gè)小型取土區(qū)作為研究對(duì)象加以探究，通過定量測(cè)算，明確道路交通間接生態(tài)效應(yīng)的危害程度，以期為道路路域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與修復(fù)提出合理化建議。

1 研究區(qū)概況

國(guó)道213線是連接蘭州和成都的交通線路，于1968年正式通車。研究區(qū)位于G213甘南藏族自治州合作市南郊段(34°56′6.88″—34°57′2.73″N，102°52′2.69″—102°52′51.75″E)。由于人類活動(dòng)頻繁，道路沿線出現(xiàn)了大量小型取土區(qū)。選取了5個(gè)較為典型的取土區(qū)作為研究對(duì)象(見表1)。其中，1～2號(hào)取土區(qū)周圍地勢(shì)平緩，3～5號(hào)取土區(qū)的東西向兩側(cè)有低緩山丘。5個(gè)取土區(qū)自取土后均未受到人工干擾，植被和土壤是在自然條件下的自我修復(fù)。5個(gè)取土區(qū)的海拔高度2 960～3 013 m，面積約48～124 m2。道路及其載體交通流量對(duì)各種生態(tài)過程的影響范圍形成道路影響域，其大小往往數(shù)10倍于道路本身[2],G213道路面寬度約10～15 m，研究選取的5個(gè)取土區(qū)與道路最小相距13.4 m，最大相距92.3 m，均在G213影響域內(nèi)。取土區(qū)采挖年份在2005—2009年之間，與本研究采樣時(shí)間間隔約4～8 a。

表1 取土區(qū)概況

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

2013年7月份前往合作市進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和樣品采集。確定研究對(duì)象后，采用樣方法進(jìn)行植被生長(zhǎng)狀況的統(tǒng)計(jì)和土壤樣品的采集。首先，在取土區(qū)中心低洼處設(shè)置1個(gè)200 cm×200 cm的大樣方，在與取土區(qū)中心和邊緣等距處分別設(shè)置4個(gè)100 cm×100 cm樣方環(huán)繞于中心大樣方四周，在取土區(qū)外距取土區(qū)邊緣10 m處設(shè)置4個(gè)100 cm×100 cm對(duì)照樣方環(huán)繞于取土區(qū)周圍。為便于說明問題，研究規(guī)定取土區(qū)中心低洼處的大樣方為1級(jí)樣方，與取土區(qū)中心和邊緣等距處的4個(gè)樣方為2級(jí)樣方，取土區(qū)外距取土區(qū)邊緣10 m處的4個(gè)樣方為3級(jí)樣方。研究設(shè)置樣方共計(jì)45個(gè)，記錄指標(biāo)包括樣方內(nèi)植物的平均高度、蓋度、物種數(shù)量和種類等；采用對(duì)角法在樣方中選取5個(gè)土壤取樣點(diǎn)，用環(huán)刀法進(jìn)行表層土壤(0—10 cm)的采集，共計(jì)采集土壤樣品225個(gè)。

2.2 土壤樣品處理方法

將采回的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室烘干過篩，測(cè)定土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)，即土壤中的有機(jī)質(zhì)、速效磷和水解氮。采用重鉻酸鉀法測(cè)定土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，碳酸氫鈉浸提法測(cè)定土壤中的速效磷，堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤中的水解氮。具體操作方法見參考文獻(xiàn)[25]。

2.3 評(píng)價(jià)方法

2.3.1 土壤肥力評(píng)價(jià)方法 將每個(gè)樣方中的5個(gè)土壤樣品的各土壤肥力指標(biāo)(有機(jī)質(zhì)、速效磷和水解氮)分別求均值作為該樣方土壤肥力狀況。將取土區(qū)的中心大樣方的土壤肥力作為該取土區(qū)中央?yún)^(qū)域的土壤肥力，即1級(jí)樣方的土壤肥力；將取土區(qū)內(nèi)環(huán)繞于中心大樣方周圍的4個(gè)小樣方的土壤肥力各指標(biāo)分別求均值作為取土區(qū)坡面的土壤肥力，即2級(jí)樣方的土壤肥力；將取土區(qū)外環(huán)繞于取土區(qū)周圍的4個(gè)小樣方的土壤肥力各指標(biāo)分別求均值作為取土區(qū)內(nèi)土壤肥力的對(duì)照，即3級(jí)樣方的土壤肥力。

2.3.2 植被生長(zhǎng)評(píng)價(jià)方法 為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)取土區(qū)內(nèi)植被生長(zhǎng)和自然修復(fù)狀況，分別計(jì)算各樣方植被的高度、蓋度、密度和種類數(shù)。將取土區(qū)的中心大樣方各植被生長(zhǎng)指標(biāo)值除以4得到取土區(qū)中央位置單位面積(1 m2)的植被生長(zhǎng)狀況，即1級(jí)樣方的植被生長(zhǎng)指標(biāo)值；將取土區(qū)內(nèi)環(huán)繞于中心大樣方周圍的4個(gè)小樣方的植被生長(zhǎng)各指標(biāo)分別求均值作為取土區(qū)坡面的植被生長(zhǎng)狀況，即2級(jí)樣方的植被生長(zhǎng)指標(biāo)值；將取土區(qū)外環(huán)繞于取土區(qū)周圍的4個(gè)小樣方的植被生長(zhǎng)各指標(biāo)分別求均值作為取土區(qū)內(nèi)植被生長(zhǎng)狀況的對(duì)照，即3級(jí)樣方的植被生長(zhǎng)指標(biāo)值。

2.3.3 數(shù)據(jù)處理方法 將原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確輸入Excel 2003中，統(tǒng)計(jì)各樣方中土壤肥力和植被生長(zhǎng)的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用SPSS 16.0軟件包進(jìn)行植被生長(zhǎng)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值與土壤肥力的相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤自然修復(fù)狀況

由表2可知，各研究區(qū)土壤含水率平均水平表現(xiàn)為：取土區(qū)中央土壤含水率較高，對(duì)照區(qū)含水率次之，坡面含水率較低。具體來看，1號(hào)取土區(qū)中央和坡面土壤含水率較高，對(duì)照區(qū)土壤含水率較低；2號(hào)取土區(qū)中央和對(duì)照區(qū)土壤含水率較高，坡面含水率較低；3號(hào)、4號(hào)和5號(hào)取土區(qū)中央土壤含水率較高，對(duì)照區(qū)含水率較低。

表2 研究區(qū)土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量、速效磷含量和水解氮含量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)取土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著樣方等級(jí)的升高呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)；其中，1號(hào)和3號(hào)取土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方間呈緩降趨勢(shì)，在2級(jí)樣方—3級(jí)樣方間呈明顯增加趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央的土壤有機(jī)質(zhì)自然修復(fù)狀況略好于坡面土壤有機(jī)質(zhì)的自然修復(fù)狀況；2號(hào)取土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方間呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，在2級(jí)樣方—3級(jí)樣方間呈明顯增加趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央土壤有機(jī)質(zhì)的自然修復(fù)狀況較好，坡面土壤有機(jī)質(zhì)的自然修復(fù)狀況較差。4號(hào)和5號(hào)取土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著樣方等級(jí)的升高呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)；其中，4號(hào)取土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方間呈緩增趨勢(shì)，在2級(jí)樣方—3級(jí)樣方間呈明顯增加趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央和坡面土壤有機(jī)質(zhì)的自然修復(fù)狀況均一般；5號(hào)取土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著樣方等級(jí)的升高一直呈現(xiàn)緩增趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央和坡面土壤有機(jī)質(zhì)自然修復(fù)較好。

1號(hào)、4號(hào)和5號(hào)取土區(qū)土壤速效磷含量隨著樣方等級(jí)的升高呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)；其中，1號(hào)和5號(hào)取土區(qū)土壤速效磷含量在1級(jí)樣方和2級(jí)樣方間呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，在2級(jí)樣方和3級(jí)樣方間呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央土壤速效磷自然修復(fù)較好，坡面土壤速效磷自然修復(fù)較差；4號(hào)取土區(qū)土壤速效磷含量在1級(jí)樣方和2級(jí)樣方間呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，在2級(jí)樣方和3級(jí)樣方間趨于平穩(wěn)，說明取土區(qū)中央土壤速效磷聚集作用明顯。2號(hào)取土區(qū)土壤速效磷含量隨樣方等級(jí)的升高呈明顯的遞增趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央土壤速效磷自然修復(fù)狀況較差，坡面土壤速效磷自然修復(fù)一般。3號(hào)取土區(qū)土壤速效磷含量在1級(jí)樣方和2級(jí)樣方間呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì)，在2級(jí)樣方和3級(jí)樣方間趨于穩(wěn)定，說明取土區(qū)中央土壤速效磷自然修復(fù)狀況一般，坡面速效磷自然修復(fù)狀況較好。

1號(hào)取土區(qū)土壤水解氮含量在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間呈緩增趨勢(shì)，2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間呈明顯增加趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央和坡面土壤水解氮自然修復(fù)均一般。2號(hào)和3號(hào)取土區(qū)土壤水解氮含量在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間呈快速下降趨勢(shì)，在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間呈明顯增加趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央土壤水解氮自然修復(fù)較好，坡面土壤水解氮自然修復(fù)較差。4號(hào)和5號(hào)取土區(qū)土壤水解氮含量在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間較穩(wěn)定，在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間呈緩慢增加趨勢(shì)，說明取土區(qū)中央和坡面土壤水解氮自然修復(fù)較好。

綜合來看，5個(gè)研究區(qū)土壤的各肥力指標(biāo)均值隨著1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。將各取土區(qū)中央土壤含水率和土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(見表3)，結(jié)果表明，取土區(qū)中央土壤的有機(jī)質(zhì)含量和含水率間存在顯著相關(guān)性，雖然土壤中的速效磷和水解氮含量與含水率的相關(guān)性未能通過顯著性檢驗(yàn)，但相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.791和0.744，因此，可認(rèn)為中心土壤肥力與土壤含水量存在一定的相關(guān)性。由于取土區(qū)中央低洼，甘南氣候濕潤(rùn)多雨，土壤養(yǎng)分會(huì)隨著雨水的沖刷聚集于取土區(qū)中央，一定坡度坡面上徑流速度大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易于流失，因此，導(dǎo)致了取土區(qū)中央土壤肥力較高，坡面土壤肥力較低的結(jié)果[26-27]。

表3 取土區(qū)中央土壤肥力與含水率的相關(guān)分析

*表示p<0.05顯著水平。

3.2 植被生長(zhǎng)狀況

調(diào)查結(jié)果顯示(見表4)，1級(jí)樣方的植被優(yōu)勢(shì)物種與3級(jí)樣方有明顯的差異，2級(jí)樣方植被優(yōu)勢(shì)物種常既含有1級(jí)樣方的植被優(yōu)勢(shì)物種，又含有3級(jí)樣方的植被優(yōu)勢(shì)物種(如1號(hào)、4號(hào)和5號(hào)取土區(qū))，說明在取土區(qū)中心樣方—坡面樣方—對(duì)照樣方的空間過度上體現(xiàn)了植被優(yōu)勢(shì)物種的過度特征。根據(jù)表5可知，在1級(jí)樣方～2級(jí)樣方的空間過度上，植被的高度、密度、蓋度和種類數(shù)增長(zhǎng)幅度較小，甚至個(gè)別取土區(qū)有明顯的下降趨勢(shì)，在2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度上，植被各生長(zhǎng)指標(biāo)表現(xiàn)出明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

具體來看(見表5)，5個(gè)研究區(qū)草群高度平均水平在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方空間過度上表現(xiàn)出明顯下降的特征，在2級(jí)樣方—3級(jí)樣方空間過度上無明顯差異。其中，1號(hào)和3號(hào)取土區(qū)草群高度在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方空間過度上表現(xiàn)出平緩的漸增趨勢(shì)，說明草群高度的自然修復(fù)狀態(tài)較好。2號(hào)取土區(qū)草群高度在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方的空間過度上表現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，在2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度上仍表現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，下降速率略有減緩；由表4可知，禾草葉麥冬(LiriopegraminifoliaL.Bak.)僅出現(xiàn)在了2號(hào)取土區(qū)1級(jí)樣方和2級(jí)樣方的優(yōu)勢(shì)物種中，沒有出現(xiàn)在其他研究區(qū)各級(jí)樣方優(yōu)勢(shì)物種中，該植物為百合科(Liliaceae)山麥冬屬(Liriope)，其葉長(zhǎng)20～50 cm，花葶長(zhǎng)20～46 cm，由于該種草群高度異常高于研究區(qū)其他植物種類，因此，2號(hào)取土區(qū)草群高度變化趨勢(shì)表現(xiàn)異常。4號(hào)和5號(hào)取土區(qū)草群高度隨著1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，說明取土區(qū)中心草群高度自然修復(fù)較好，坡面草群高度自然修復(fù)較差。

5個(gè)研究區(qū)植物密度平均水平隨著1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度表現(xiàn)出明顯的持續(xù)遞增趨勢(shì)，在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間增加趨勢(shì)相較2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間略慢。其中，1號(hào)和4號(hào)取土區(qū)植物密度在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方空間過度上表現(xiàn)出明顯的遞增趨勢(shì)，4號(hào)取土區(qū)植物密度在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間增加趨勢(shì)相較2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間略慢，說明1號(hào)和4號(hào)取土區(qū)中心植物密度自然修復(fù)較差，坡面植物密度自然修復(fù)狀況一般。2號(hào)、3號(hào)和5號(hào)取土區(qū)植物密度在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方的空間過度上無明顯差異，在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間增加趨勢(shì)明顯，說明取土區(qū)中心和坡面植物密度自然修復(fù)狀況一般。

在植被蓋度方面，5個(gè)研究區(qū)植被蓋度平均水平隨著1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度表現(xiàn)出持續(xù)遞增的趨勢(shì)，在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間增加趨勢(shì)較緩，在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間增加趨勢(shì)較明顯。其中，1號(hào)和4號(hào)取土區(qū)植被蓋度在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方空間過度上表現(xiàn)出明顯的遞增趨勢(shì)，4號(hào)取土區(qū)植被蓋度在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間增加趨勢(shì)相較2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間略慢，說明1號(hào)和4號(hào)取土區(qū)中心植被蓋度自然修復(fù)較差，坡面植被蓋度自然修復(fù)狀況一般。2號(hào)、3號(hào)和5號(hào)取土區(qū)植被蓋度隨著1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度表現(xiàn)出先緩降后增加的趨勢(shì)，且在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間增加趨勢(shì)明顯，說明取土區(qū)中心和坡面植被蓋度自然修復(fù)狀況一般。

5個(gè)研究區(qū)植物種類數(shù)平均水平隨著1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方的空間過度表現(xiàn)出先穩(wěn)定后增加的趨勢(shì)，且在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間增加趨勢(shì)較明顯。其中，1號(hào)、2號(hào)和5號(hào)取土區(qū)植物種類數(shù)在1級(jí)樣方—2級(jí)樣方—3級(jí)樣方空間過度上表現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)；1號(hào)取土區(qū)降低和增加趨勢(shì)均表現(xiàn)不明顯，說明植物種類數(shù)的自然修復(fù)狀況良好；2號(hào)和5號(hào)取土區(qū)植物種類數(shù)在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間降低趨勢(shì)較緩，在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間增加趨勢(shì)較明顯，說明取土區(qū)中心植物種類數(shù)的自然修復(fù)狀況略好于取土區(qū)坡面植物種類數(shù)的自然修復(fù)狀況。3號(hào)取土區(qū)植物種類數(shù)在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間增加趨勢(shì)較緩，在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間增加趨勢(shì)明顯，說明取土區(qū)中心和坡面植物種類數(shù)的自然修復(fù)結(jié)果一般。4號(hào)取土區(qū)植物種類數(shù)在1級(jí)樣方至2級(jí)樣方間增加趨勢(shì)明顯，在2級(jí)樣方至3級(jí)樣方間趨于穩(wěn)定，說明取土區(qū)中心植物種類數(shù)自然修復(fù)結(jié)果一般，坡面植物種類數(shù)的自然修復(fù)結(jié)果較好。

表4 研究區(qū)優(yōu)勢(shì)物種

表5 研究區(qū)草群高度、植物密度、植被蓋度和物種數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.3 土壤肥料與植被生長(zhǎng)相關(guān)性分析

將取土區(qū)中央和坡面的土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)值和植被生長(zhǎng)各項(xiàng)指標(biāo)值與對(duì)照區(qū)相比，即可得取土區(qū)中央和坡面的土壤和植被恢復(fù)度。

甘南地區(qū)濕潤(rùn)多雨，在雨季期間，低洼的取土區(qū)中央會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間地存有積水。將取土區(qū)中央土壤肥力恢復(fù)度與植被生長(zhǎng)各指標(biāo)恢復(fù)度進(jìn)行相關(guān)分析(見表6)，結(jié)果表明，植被的各生長(zhǎng)指標(biāo)恢復(fù)度與土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)度均無明顯的相關(guān)性，即雖然取土區(qū)中央土壤肥力恢復(fù)較好，但不能直接改善植被的生長(zhǎng)狀況，取土區(qū)內(nèi)常存有積水限制了植被的生長(zhǎng)。取土區(qū)中央特殊的生長(zhǎng)環(huán)境是取土區(qū)中央植物種類明顯不同于對(duì)照區(qū)的主要原因。

表6 取土區(qū)中央土壤肥力恢復(fù)度與植被生長(zhǎng)各指標(biāo)恢復(fù)度的相關(guān)分析

*表示p<0.05顯著水平。

將取土區(qū)坡面土壤肥力恢復(fù)度與植被生長(zhǎng)各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)度進(jìn)行相關(guān)分析(見表7)，結(jié)果表明，植被的各生長(zhǎng)指標(biāo)恢復(fù)度與土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)度均無明顯的相關(guān)性，即雖然取土區(qū)坡面土壤肥力高低對(duì)植被的生長(zhǎng)狀況不能造成直接影響。相關(guān)研究表明，坡面土壤肥力會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而降低[26-27]，植被自然修復(fù)狀況會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步改善[28]，植被的修復(fù)狀況亦受到時(shí)間的明顯限制，即當(dāng)坡面土壤肥力較高時(shí)，說明該坡面處于破壞初期，植被生長(zhǎng)狀況較差；當(dāng)坡面土壤肥力較低時(shí)，說明該坡面已被破壞較長(zhǎng)時(shí)間，雖然植被已經(jīng)有了較長(zhǎng)時(shí)間的自然修復(fù)，但土壤逐漸貧瘠，植被生長(zhǎng)狀況較差。

表7 取土區(qū)坡面土壤肥力恢復(fù)度與植被生長(zhǎng)各指標(biāo)恢復(fù)度的相關(guān)分析

*表示p<0.05顯著水平。

4 結(jié)論與建議

通過對(duì)G213合作市南郊段路域人為破壞區(qū)(取土區(qū))植被和土壤的調(diào)查研究，得出以下主要結(jié)論：

(1) 由于取土區(qū)中央低洼，甘南氣候濕潤(rùn)多雨，土壤養(yǎng)分會(huì)隨著雨水的沖刷聚集于取土區(qū)中央，一定坡度坡面上徑流速度大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易于流失，因此，導(dǎo)致了取土區(qū)中央土壤肥力較高，坡面土壤肥力較低的結(jié)果。

(2) 整體來看，取土區(qū)中央和坡面植被的自然修復(fù)狀況一般；由于受到積水的影響，雖然土壤肥力較高，但取土區(qū)中央植被自然修復(fù)結(jié)果不夠理想；在土壤肥力和修復(fù)時(shí)間的雙重作用下，取土區(qū)坡面植被自然修復(fù)結(jié)果較差。

(3) 取土區(qū)中央和對(duì)照區(qū)的環(huán)境差異大，導(dǎo)致植被優(yōu)勢(shì)物種明顯不同。

研究結(jié)論表明，路域人為取土區(qū)植被和土壤在自然狀態(tài)下的整體修復(fù)一般，對(duì)路域生態(tài)環(huán)境造成了明顯的破壞。據(jù)此，提出以下建議：①加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)宣傳，提高道路沿線居民的環(huán)保意識(shí)；②制定嚴(yán)格的人為取土管理制度，限制人為取土區(qū)域，禁止道路沿線居民隨意采挖草原土壤；③及時(shí)對(duì)人為取土區(qū)的植被和土壤進(jìn)行人工修復(fù)。

本研究以小型的人為取土區(qū)為例對(duì)G213高寒草原區(qū)段的道路交通間接生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行了調(diào)查研究，今后可擴(kuò)大研究對(duì)象范圍，如道路沿線工礦區(qū)等，對(duì)高寒草原區(qū)道路交通間接生態(tài)影響狀況作進(jìn)一步探討。

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ResearchforRestorationofSoilandVegetationinHumanDisturbanceZoneofRoadinHigh-ColdGrasslandArea

SHAO Rui1, WANG Wen-rui2, SHI Kun-bo2, LIU Ying-hui1

(1.CollegeofResourcesScienceandTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China; 2.CollegeofEarthandEnvironmentalSciences,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China)

Road running damages the soil and vegetation indirectly. Small digging area nearby G213 in suburbs of Hezuo was surveyed in the sample plots. The results show that human disturbance has caused damage to eco-environment distinctly; the restoration of soil and vegetation on human disturbance zone under natural conditions is general. Affected by the surface runoff, the restoration of the soil fertility in the center of digging areas is better than that on the slope of digging areas. The restoration of the vegetation in center of digging areas is general, and the species of vegetation between the center of digging areas and contrast are distinctly different. The restoration of the vegetation on slope of digging areas is poor because of soil fertility and restoration time. According to the results of this research, the managements should strengthen the propaganda of environment protection, develop the system of protection environment of route, and carry out the artificial restoration in the human disturbance zone.

road effect; high-cold grassland; soil fertility ; vegetation growth; state road 213

2014-03-04

：2014-04-24

秦惠君與李政道中國(guó)大學(xué)生見習(xí)進(jìn)修基金(CURE)”；國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金科研訓(xùn)練與科研能力提高項(xiàng)目(J1210065)

邵蕊(1992—),女,山東濟(jì)寧人,碩士研究生,研究方向:資源生態(tài),E-mail:shaor10@163.com

王文瑞(1974—),男,甘肅環(huán)縣人,博士,副教授,研究方向:旅游地理學(xué),E-mail:wwrhx@lzu.edu.cn

P967; P963; X37

：A

：1005-3409(2014)06-0181-06