潘聲旺，袁 馨，胡明成，何茂萍，吳云霄

(1 成都大學(xué) 城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，四川 成都 610106；2 解放軍后勤工程學(xué)院 國(guó)防建筑與環(huán)境工程系，重慶 西川 401131；3 延安大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000)

初始綠化植物生活型構(gòu)成對(duì)邊坡植被群落特征及水土保持性能的影響

潘聲旺1，袁 馨2，胡明成1，何茂萍1，吳云霄3

(1 成都大學(xué) 城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，四川 成都 610106；2 解放軍后勤工程學(xué)院 國(guó)防建筑與環(huán)境工程系，重慶 西川 401131；3 延安大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000)

【目的】 探討生態(tài)護(hù)坡過(guò)程中初始綠化植物(先鋒植物)生活型差異對(duì)邊坡植被群落特征、水土保持性能的影響。【方法】 借助物種組裝實(shí)驗(yàn)，分別構(gòu)建以草本、灌木、喬木為主體的草本型、灌木型、喬木型綠化配置模式及草-灌-喬混合型配置模式的試驗(yàn)小區(qū)，對(duì)各個(gè)小區(qū)進(jìn)行持續(xù)4年(2010-2013年)的生態(tài)監(jiān)測(cè),分析邊坡植被的生長(zhǎng)狀態(tài)、群落特征及水土保持性能?！窘Y(jié)果】 2010-2013年，同齡群落間的物種豐富度表現(xiàn)為喬木型>灌木型>草-灌-喬混合型>草本型。先鋒植物生活型構(gòu)成對(duì)邊坡植被的群落特征影響很大,年際間差異明顯：建坪初期(2010-2011年)，不同觀(guān)測(cè)區(qū)內(nèi)的群落蓋度、物種多樣性水平(Shannon-Wiener指數(shù)、Pielou指數(shù))均表現(xiàn)為草本型>草-灌-喬混合型>灌木型>喬木型；2012-2013年，群落蓋度、物種多樣性水平表現(xiàn)為混合型>草本型>草-灌-喬混合型>喬木型。2010和2011年汛期，草本型配置徑流系數(shù)和侵蝕模數(shù)均較低，表現(xiàn)出較好的水土保持性能；而2012和2013年汛期，草-灌-喬混合型配置徑流系數(shù)和侵蝕模數(shù)較低，表現(xiàn)出較好的水土保持性能。邊坡植被的群落特征與其水土保持性能密切相關(guān)：群落蓋度或多樣性水平越高，則徑流系數(shù)、侵蝕模數(shù)越小?！窘Y(jié)論】 生態(tài)護(hù)坡過(guò)程中，先鋒種生活型的合理配置是改善邊坡植被水土保持性能的重要途徑之一。

先鋒植物；生活型；群落特征；水土保持；生態(tài)護(hù)坡

道路建設(shè)過(guò)程中，因人為開(kāi)挖、工程填方所形成的裸露邊坡一直是公路沿線(xiàn)水土流失的主要源頭[1-2]，也是路域景觀(guān)建設(shè)中亟需解決的環(huán)境問(wèn)題。借助鄉(xiāng)土植物的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，在裸露邊坡上重建邊坡植被的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)已成為改善路域景觀(guān)、減少水土流失的重要途徑[3-4]。目前，雖然李妮等[5]、潘聲旺等[6]就綠化植物(先鋒植物)種類(lèi)、數(shù)量對(duì)邊坡植被的群落特征及水土保持性能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究，但在先鋒植物生活型構(gòu)成對(duì)邊坡植被的群落特征及水土保持性能的影響方面研究尚少。事實(shí)上，先鋒植物生活型構(gòu)成是決定群落層次結(jié)構(gòu)、功能狀態(tài)與多樣性水平的直接驅(qū)動(dòng)力[7-8]；如果能檢測(cè)到先鋒種生活型構(gòu)成通過(guò)某種耦合關(guān)系使所在邊坡的土壤侵蝕得到控制,則可間接地證明植物多樣性與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系。為此,本研究擬在初始綠化植物種數(shù)相同的條件下,分別以草本、灌木和小喬木為主體的草木型、灌木型或喬木型綠化配置以及草-灌-喬混合型綠化配置為對(duì)象，探討先鋒植物生活型構(gòu)成對(duì)邊坡植被群落特征、水土保持性能的影響,以期為邊坡防護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于川東與渝西接壤處的丘陵地帶(地理坐標(biāo)105°38′-106°05′E、28°56′-29°34′N(xiāo))，西起巴岳山、東至云霧山，面積約12.76萬(wàn) km2；氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候，年均降雨量1 165.2 mm，多集中在5-9月。研究區(qū)內(nèi)丘陵廣布、溪溝縱橫，平均海拔250～350 m，丘谷高差50～100 m，地勢(shì)北高南低，南部多淺丘、北部多深丘；土壤主要為由白堊紀(jì)夾關(guān)組磚紅色長(zhǎng)石、塊狀鈣質(zhì)巖屑砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖等風(fēng)化殘積物、沖積物發(fā)育而成的黃棕壤、黃壤，土層厚度多為8～60 cm，多呈微酸性至酸性；區(qū)內(nèi)植被具有典型的亞熱帶常綠闊葉林特征,以松、柏、蕨類(lèi)為主，包括杉科、松科、樺木科、殼斗科等49科150余種，植被稀疏、森林覆被率低(<7.5%)。供試邊坡位于成渝高速永川中段的路基邊坡(K309+145-K309+397)處，路基全長(zhǎng)252 m，路面高程305～307 m，坡高 5～6 m(填方最大高程為14.7 m)，坡比1∶1.5，坡向NE25°。邊坡為黃壤區(qū)砂泥巖互層高邊坡，表土(0～20 cm)微酸性(pH 6.5～6.9)，透水性好，保水、保肥性能差，初滲速率為 14.2～42.4 mm/min，穩(wěn)滲速率為0.8～5.7 mm/min，貯水力為681.4～1 244.1 t/hm2。

1.2 試驗(yàn)材料

以西南地區(qū)3類(lèi)代表性邊坡綠化配置中國(guó)芒(Miscanthussinensis)+野牛草(Buchloedactyloides)、慈竹(Dendrocalamusaffinnis)+馬棘(IndigoferapseudotinctoriaMats.)、柏木(Cupressusfunebris)+銀合歡(Leucaenaleucocephala)為基礎(chǔ)，分別與假儉草(Eremochloaophiuroides)、結(jié)縷草(Zoysiajaponica)、胡枝子(Lespedezabicolor)、夾竹桃(Neriumindicum)、臭椿(Ailanthusaltissima)、刺槐(Robiniapseudoacacia)等路域優(yōu)勢(shì)種中任一種隨機(jī)構(gòu)建成以草本(Hi)、灌木(Si)、小喬木(Ai)為主體的草本型(HHXi)、灌木型(SSXi)、喬木型(AAXi)綠化配置，并由不同生活型路域優(yōu)勢(shì)種構(gòu)建草-灌-喬混合型(HSA)綠化配置(表1)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇邊坡比、坡向及其他立地條件基本一致的邊坡，整理成108個(gè)矩形小區(qū)(長(zhǎng)8 m、寬2 m)，試驗(yàn)小區(qū)的長(zhǎng)邊與公路邊坡的等高線(xiàn)垂直、短邊與等高線(xiàn)平行，四周用石棉瓦圍埂(埂高25 cm)、塑料薄膜密封(埋入地下30 cm)，小區(qū)上方及兩側(cè)開(kāi)排水溝攔截小區(qū)外徑流，下方修截流溝、集水池。

表1 邊坡植被的配置模式Table 1 Composition of pioneer plant species in tested side slope plots

注：*表中代碼為試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)先鋒植物生活型的縮寫(xiě)。

Note:Codes in table 1 are abbreviation of pioneer species’ life forms in the tested side slope vegetation.

2009-04，在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)自然播種。將26種配置模式(表1)隨機(jī)分布于104個(gè)小區(qū)內(nèi)，每種配置模式重復(fù)4次。編號(hào)后，結(jié)合前期種子萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)果，以10 g/m2標(biāo)準(zhǔn)將先鋒植物種子均勻撒播于相應(yīng)小區(qū)，適時(shí)間苗、定株，喬木、灌木及草本植物的幼苗密度分別控制在9～11，32～37和955～1 020株/m2，相同生活型間無(wú)顯著差異。另設(shè)2個(gè)裸地觀(guān)測(cè)區(qū)(CK0，定期除草)，用于觀(guān)測(cè)試驗(yàn)期間裸露邊坡的產(chǎn)沙、產(chǎn)流特征；2個(gè)次生裸地區(qū)(CK1，不除草)，用于觀(guān)測(cè)裸露邊坡的自然演替。

試驗(yàn)初期，適時(shí)遮陰、保濕；實(shí)時(shí)監(jiān)控坪情，確保無(wú)重大蟲(chóng)害、鼠害、畜害及其他意外事故的發(fā)生。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1 群落結(jié)構(gòu) 播種后，記錄各樣地成坪期(蓋度達(dá)70%所經(jīng)歷時(shí)間)。2010年8月下旬，分別在各初始綠化配置、次生裸地(CK1)處理坡面的上(2 m處)、中(4.5 m處)、下(7 m處)位設(shè)置規(guī)格為150 cm×150 cm樣方，用針刺法[9]調(diào)查樣方內(nèi)植物種類(lèi)、株數(shù)、總蓋度及分蓋度。于2011-2013年各年的8月下旬，以同樣方法重復(fù)布樣。

1.4.2 徑流系數(shù) 徑流小區(qū)附近安裝WD.01-H型自動(dòng)氣象站,定時(shí)監(jiān)測(cè)氣象資料,記錄每次降雨量、雨強(qiáng)和降雨歷程,監(jiān)測(cè)產(chǎn)流產(chǎn)沙情況。每次降雨后及時(shí)觀(guān)測(cè)、記錄集水池內(nèi)集流深度，計(jì)算地表徑流量。由某一時(shí)段內(nèi)地表徑流量和降雨量計(jì)算徑流系數(shù)，徑流系數(shù)=地表徑流量/降雨量×100%。降雨量、徑流量和泥沙量觀(guān)測(cè)時(shí)段為2010-2013年各年的汛期(5-9月)。

1.4.3 侵蝕模數(shù) 將集水池內(nèi)泥水充分?jǐn)嚢?0 min,隨即取中層徑流泥沙樣500 mL,105 ℃下烘干、稱(chēng)質(zhì)量，由含沙量推算每次降雨土壤侵蝕量；將1年內(nèi)土壤侵蝕量相加、換算，即得侵蝕模數(shù)(單位：t/(km2·年))。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用F檢驗(yàn)法分析邊坡植被的群落特征與其護(hù)坡性能間的相關(guān)性：FF0.01(1,n-2)，二者極顯著相關(guān)。

2 結(jié)果與分析

2.1 裸露邊坡的恢復(fù)狀況及其產(chǎn)流、產(chǎn)沙特征

表2為裸露邊坡CK0(除草)、CK1(不除草)在2010-2013年間的自然恢復(fù)狀況及產(chǎn)流、產(chǎn)沙特征。從表2可以看出，自然狀態(tài)下裸露邊坡植被恢復(fù)緩慢，坡內(nèi)植物種類(lèi)稀少(2.5～5.5)，且多為狗尾草、黃花蒿、野菊花、飛蓬等一年生草本植物，植被覆蓋度低(4.2%～12.4%)，水土流失量大，是典型的地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)。

表 2 2010-2013年間裸露邊坡的自然恢復(fù)狀況及產(chǎn)流、產(chǎn)沙特征Table 2 Natural recovery of vegetation in bare slope and its runoff and sediment yield from 2010 to 2013

注：*:CK0為無(wú)植被裸地，CK1為自然演替的次生裸地。

Note:CK0andCK1representnovegetationandsecondarybareareainslopes,respectively.

2.2 初始綠化邊坡配置對(duì)邊坡植被生長(zhǎng)狀況及其群落特征的影響

2.2.1 物種豐富度 圖1為草本型(HHXi)、灌木型(SSXi)、喬木型(AAXi)和草-灌-喬混合型(HSA)配置群落的豐富度。由圖1可以看出，同齡群落間，AAXi的豐富度(中位數(shù)，Q2)最高，SSXi次之，HHXi最低，呈現(xiàn)AAXi>SSXi>HSA>HHXi趨勢(shì)(P<0.05)；同類(lèi)配置中，喬木類(lèi)(Ai)取代種所在樣地的豐富度最高(上四分位數(shù)，Q3)，草本類(lèi)(Hi)取代種最低(下四分位數(shù)，Q1)。2013年取樣時(shí)，HHAi、HHSi和HHHi豐富度分別為15.8，14.7和14.0，AAAi、AASi和AAHi豐富度分別為19.7，18.0和17.0。同齡群落間，以AAXi四分位距(IQR)最大，SSXi次之，HSA最小。說(shuō)明喬木種的環(huán)境影響力[6]存在較大的種間差異(P<0.05)，草本種則相對(duì)較小。

2.2.2 群落蓋度 圖2為HHXi、SSXi、AAXi及HSA內(nèi)群落蓋度變化差異。由圖2可知，2010和2011年，HHXi的群落蓋度(Q2)最高，HSA次之，AAXi最低，表現(xiàn)為HHXi>HSA>SSXi>AAXi(P<0.05)；2012和2013年，HSA的群落蓋度最高，HHXi次之，AAXi最低，呈HSA>HHXi>SSXi>AAXi的趨勢(shì)(P<0.05)。4類(lèi)初始配置間，AAXi的群落蓋度的IQR最大，SSXi次之，HHXi最?。怀善耗晗拊骄?，IQR越小。同類(lèi)配置中，除了HHXi的群落蓋度自2011年開(kāi)始表現(xiàn)為HHSi>HHAi>HHHi(P<0.05)外，其他群落均表現(xiàn)為Hi取代種所在樣地的群落蓋度最高，Ai取代種最低，這可能與HHHi中先鋒種生態(tài)位重疊較大、種間競(jìng)爭(zhēng)激烈有關(guān)[10]。

2.2.3 多樣性水平Shannon-Wiener指數(shù)(H)是綜合反映群落中物種豐富度和均勻度信息的重要參數(shù)，它與反映物種分布均勻程度的Pielou指數(shù)一起，表征著群落的多樣性水平[11-12]。圖3-A顯示，2010和2011年，HHXi的Shannon-Wiener指數(shù)最高，HSA次之，AAXi最低，H表現(xiàn)為HHXi>HSA>SSXi>AAXi(P<0.05)；2012和2013年，HSA樣地Shannon-Wiener指數(shù)最高，HHXi次之，AAXi最低，H表現(xiàn)為HSA>HHXi>SSXi>AAXi(P<0.05)。4類(lèi)配置間，AAXi的Shannon-Wiener指數(shù)的平均IQR最大，SSXi次之，HHXi最小。同類(lèi)配置中，除了HHXi自2011年起呈現(xiàn)HHSi>HHAi>HHHi(P<0.05)波動(dòng)外，其他群落H均表現(xiàn)為Ai取代種所在樣地的Shannon-Wiener指數(shù)最大，Hi取代種最小。

圖1 2010-2013年不同初始綠化配置邊坡植被群落中豐富度的變化差異

圖2 2010-2013年不同初始綠化配置所在邊坡內(nèi)的群落蓋度

試驗(yàn)期間，邊坡植被的Pielou指數(shù)及其年度間波動(dòng)(圖3-B)與Shannon-Wiener指數(shù)變化趨勢(shì)大致相同。

2.3 不同初始綠化配置的水土保持性能

從圖4可以看出，相同建植條件下，不同綠化配置的水土保持性能間存在很大差異，年際差異明顯。2010、2011年汛期，草本型(HHXi)配置表現(xiàn)出較強(qiáng)的水土保持性能，小區(qū)內(nèi)徑流系數(shù)(7.78%)、侵蝕模數(shù)(111.43t/(km2·年))年際間平均值顯著小于其他觀(guān)測(cè)區(qū)(P<0.05)，不同生活型配置的水土保持性能表現(xiàn)為HHXi>HSA>SSXi>AAXi(P<0.05)，其產(chǎn)流系數(shù)和侵蝕模數(shù)均極顯著低于裸露邊坡區(qū)CK0和CK1(表2)；同類(lèi)配置中，草本類(lèi)取代種Hi所在小區(qū)徑流系數(shù)、侵蝕模數(shù)極顯著小于灌喬類(lèi)取代種(Si、Ai)所在小區(qū)(P<0.01)。但2011年汛期，HHHi配置區(qū)的徑流系數(shù)(6.32%)、侵蝕模數(shù)(92.39t/(km2·年))卻顯著大于HHSi、HHAi配置區(qū)(徑流系數(shù)分別為5.51%和5.84%，侵蝕模數(shù)分別為61.5 2，76.14t/(km2·年))。

2012、2013年汛期，草-灌-喬混合型(HSA)配置表現(xiàn)出較好的水土保持性能，小區(qū)內(nèi)徑流系數(shù)(3.83%，3.43%)、侵蝕模數(shù)(52.67，35.54t/(km2·年))顯著低于其他觀(guān)測(cè)區(qū)(P<0.05)，不同配置間的水土保持性能表現(xiàn)為HSA>HHXi>SSXi>AAXi(P<0.05)，其產(chǎn)流系數(shù)和侵蝕模數(shù)均極顯著低于裸露邊坡區(qū)CK0和CK1(表2)；同類(lèi)配置中，除了HHXi自2011年起呈現(xiàn)HHSi>HHAi>HHHi(P<0.05)之外，其他群落中草本類(lèi)取代種Hi所在小區(qū)的徑流系數(shù)、侵蝕模數(shù)均顯著小于灌喬類(lèi)取代種(Si、Ai)所在小區(qū)(P<0.05)。

圖3 2010-2013年不同綠化配置所在邊坡內(nèi)Shannon-Wiener指數(shù)(A)和Pielou指數(shù)(B)
Fig.3VariationofShannon-Wienerindex(A)andPielouindex(B)from2010to2013

同一年份汛期內(nèi)，AAXi配置區(qū)的徑流系數(shù)、侵蝕模數(shù)的四分位距(IQR)最大，SSXi次之，HSA、HHXi較小；成坪年限越久，水土保持性能越強(qiáng)。

2.4 群落特征與護(hù)坡性能的相關(guān)性

相同生境條件下，先鋒植物的類(lèi)別、豐富度及其生活型差異決定著邊坡植被群落的層次結(jié)構(gòu)、群落特征和多樣性水平，進(jìn)而影響其水土保持性能。事實(shí)上，邊坡植被的群落組成特征是影響地表徑流、水土流失的最直接、最主要因素：地上莖葉對(duì)雨滴分層攔截，有利于減少地表徑流、阻延土壤濺蝕；地下根系對(duì)土壤的加筋、錨固作用，有利于延緩坡面侵蝕，增強(qiáng)其穩(wěn)定性[13-14]。

2.4.1 群落蓋度與水土保持性能的相關(guān)性 表3給出了邊坡植被群落蓋度(x)與樣地內(nèi)徑流系數(shù)(y)、侵蝕模數(shù)(y′)的關(guān)系式。從表3可以看出，植被蓄水、保土能力與群落蓋度顯著正相關(guān)(決定系數(shù)R2≥0.976 8,F0.05(1,2)=18.51

2.4.2 多樣性水平與水土保持性能的相關(guān)性 表4給出了不同綠化配置區(qū)內(nèi)植被群落的Shannon-Wiener指數(shù)(x)與觀(guān)測(cè)區(qū)內(nèi)徑流系數(shù)(y)、侵蝕模數(shù)(y′)間的擬合關(guān)系式。從表4可以看出，群落Shannon-Wiener指數(shù)與植被水土保持性能密切相關(guān)，2010年汛期二者呈冪函數(shù)關(guān)系，擬合方程的R2為0.964 5～0.980 9 (F=32.24～41.29)；2011年汛期,二者趨近于線(xiàn)性變量關(guān)系，R2為0.950 8～0.969 8(F=29.77～38.51)；2012、2013年汛期,二者為對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系，R2為0.981 9～0.999 9(F=49.25～76.54)。試驗(yàn)期間，群落內(nèi)Pielou指數(shù)與水土保持性能間的相關(guān)性和Shannon-Wiener指數(shù)與水土保持性能間的相關(guān)性類(lèi)似。說(shuō)明多樣性水平越高，系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗雨水沖蝕能力越強(qiáng)，該結(jié)論與相關(guān)研究結(jié)果[15]一致。

圖4 2010-2013年不同綠化配置所在邊坡的產(chǎn)流(A)和產(chǎn)沙(B)特征Fig.4 Characteristics of runoff (A) and sediment yield (B) in tested slope plots in rainy seasons from 2010 to 2013

表3 觀(guān)測(cè)區(qū)內(nèi)的徑流系數(shù)(y)、侵蝕模數(shù)(y′)與群落蓋度(x)的關(guān)系Table 3 Correlation coefficients between community coverage and the soil and water conservation performance

表4 觀(guān)測(cè)區(qū)內(nèi)的徑流系數(shù)(y)、侵蝕模數(shù)(y′)與所在群落Shannon-Wiener指數(shù)(x)的關(guān)系Table 4 Correlation coefficients between Shannon-Wiener index and the soil and water conservation performance

3 結(jié) 論

1)先鋒植物種數(shù)相同時(shí)，邊坡內(nèi)物種豐富度與先鋒種生活型構(gòu)成密切相關(guān)：同齡群落間，物種豐富度表現(xiàn)為AAXi>SSXi>HSA>HHXi；同類(lèi)配置中，喬木類(lèi)(Ai)取代種所在群落的物種數(shù)最高，灌木類(lèi)(Si)取代種次之，草本類(lèi)(Hi)取代種最低。

2)邊坡植被的群落蓋度取決于先鋒種生活型構(gòu)成，且與成坪時(shí)間有關(guān)：建坪初期(2010、2011年)，觀(guān)測(cè)區(qū)內(nèi)的群落蓋度表現(xiàn)為HHXi>HSA>SSXi>AAXi；成坪期(2012、2013年)，表現(xiàn)為HSA>HHXi>SSXi>AAXi。同類(lèi)配置中，除了HHXi自2011年起呈現(xiàn)HHSi>HHAi>HHHi趨勢(shì)外，其他群落中，Hi取代種所在樣地的群落蓋度最高，Si取代種次之，Ai取代種最低。

3)先鋒種生活型構(gòu)成不同，群落的多樣性水平也不一樣：建坪初期，多樣性水平表現(xiàn)為HHXi>HSA>SSXi>AAXi；成坪期表現(xiàn)為HSA>HHXi>SSXi>AAXi。同類(lèi)配置中，除了HHXi自2011年起呈現(xiàn)HHSi>HHAi>HHHi趨勢(shì)外，其他群落中Ai取代種所在樣地的多樣性水平最高，Si取代種次之，Hi取代種最小。

4)植被的水土保持性能與先鋒種生活型構(gòu)成、建坪時(shí)間有關(guān)。2010、2011年間，不同配置邊坡植被的水土保持性能表現(xiàn)為HHXi>HSA>SSXi>AAXi(P<0.05)；2012、2013年間，不同配置邊坡植被的水土保持性能表現(xiàn)為HSA>HHXi>SSXi>AAXi(P<0.05)。

總體上，與先鋒種生活型相關(guān)聯(lián)的群落特征與群落的水土保持性能密切相關(guān)：邊坡植被的物種豐富度、群落蓋度或多樣性水平越高，群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、水土保持性能則越強(qiáng)?？梢?jiàn)，科學(xué)配置先鋒種生活型是改善邊坡植被水土保持性能的重要途徑之一:臨時(shí)邊坡,宜采用草本型配置,成坪早、見(jiàn)效快；永久邊坡,宜采用草-灌-喬混合型(HSA)配置,性能穩(wěn)定、有效期長(zhǎng)。

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Effects of pioneer species’ life form on community characteristics of slope vegetation and soil and water conservation performance

PAN Sheng-wang1,YUAN Xin2,HU Ming-cheng1,HE Mao-ping1,WU Yun-xiao3

(1FacultyofUrbanandRuralConstruction,ChengduUniversity,Chengdu,Sichuan610106,China；2DeptofNationalDefenseArchitecturePlanning&EnvironmentalEngineering,LEU,Xichuan,Chongqing401131,China;3CollageofLifeScience,Yan’anUniversity,Yan’an,Shaanxi716000,China)

【Objective】 This study evaluated the influences of pioneer species’ life form on community characteristics of slope vegetation and soil and water conservation performance.【Method】 Based on species combination experiment,herb (HHXi),shrub (SSXi),arbor (AAXi),and herb-shrub-arbor mixed (HSA) communities with the dominant species of herbs,arbors,shrubs,and combination of herbs,arbors,and shrubs were constructed,respectively.The vegetation growth status,community characteristics,and soil and water conservation performance were analyzed from 2010 to 2013.【Result】 Richness of plant species among the communities at same age was in a decreasing order of AAXi>SSXi>HAS>HHXifrom 2010 to 2013.Pioneer species’ life form heavily affected the community characteristics with significant annual differences.From 2010 to 2011,community and plant species diversity (Shannon-Wiener index and Pielou index) were in the decreasing order of HHXi>HSA>SSXi>AAXi,while the order was HSA>HHXi>SSXi>AAXifrom 2012 to 2013.Runoff coefficient and erosion modulus in herb plots were the lowest in flood seasons of 2010 and 2011,indicating good water and soil conservation performance.From 2012 to 2013,HSA had good soil and water conservation function with the lowest runoff coefficient and erosion modulus.Community characteristics of vegetation closely related to soil and water conservation performance.The higher the diversity or coverage is,the smaller the runoff coefficient and erosion modulus would be.【Conclusion】 Pioneer species’ life form in slope could play an important role in improving soil and water conservation performance.

pioneer plant;life form;community characteristics;soil and water conservation;ecological slope protection

時(shí)間:2015-08-05 08:57

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.09.031

2014-05-13

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31300439)

潘聲旺(1973-)，男，河南商城人，副教授，博士，主要從事環(huán)境生態(tài)研究。E-mail:panwang@swu.edu.cn

吳云霄(1981-)，女，河南濟(jì)源人，講師，博士，主要從事園林生態(tài)研究。E-mail:yxwu@swu.edu.cn

S731.8

A

1671-9387(2015)09-0217-08

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