李 志 ，袁穎丹 ，張學玲 ，郭曉敏 ，張文元 ，胡冬南 ，潛偉平 ，彭輝武 ，牛德奎

(1. 江西農(nóng)業(yè)大學 林學院，江西 南昌 330045；2.江西省森林培育重點實驗室，江西 南昌 330045；3.江西特色林木資源培育與利用2011協(xié)同創(chuàng)新中心，江西 南昌 330045；4.萍鄉(xiāng)市林業(yè)科學研究所，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

江西武功山草甸是亞熱帶山地草甸的典型代表，當前人為干擾和過度旅游開發(fā)使該區(qū)域脆弱的草甸生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重退化和破碎化態(tài)勢，急需進行合理的植被修復(fù)，以免生態(tài)環(huán)境進一步惡化[1]。白降麗[2]對早期退化生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)及重建的理論與實踐工作進行了總結(jié)，認為植物措施是修復(fù)措施中的首要步驟和首選方案。楊云貴[3]以黑麥草Lolium perenne、早熟禾Poa annua、匍匐紫羊茅Festuca rubra為撒播草種，以植生紙和無紡布為輔助物料，同時進行了施肥處理試驗，發(fā)現(xiàn)無紡布和植生紙對植被生長有相似的輔助效果，且施肥量的增加反而會降低出苗率。葛慶征[4]通過施肥、補播、翻耕土壤等措施對甘肅瑪曲縣的高寒草甸退化區(qū)域進行修復(fù)，認為幾種措施效果可行。楊陽[5]對皖西地區(qū)岳武高速公路的邊坡植被恢復(fù)情況進行研究，發(fā)現(xiàn)運用植物纖維毯作為輔助物料具有更好的效果。所以，目前針對草地或草甸生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)研究主要在西北和青藏高原地區(qū)，以及一些道路或礦區(qū)修復(fù)，而針對于南方亞熱帶山地草甸的植被修復(fù)研究還較少。

作者所在的研究團隊目前對武功山山地草甸的土壤養(yǎng)分分布[6-7]、植被高光譜特征[8]、山地草甸旅游營銷[9]等內(nèi)容進行了研究，豐富了該區(qū)域植被生態(tài)系統(tǒng)的科研成果，但是針對區(qū)域內(nèi)嚴重退化草地的具體修復(fù)工作，還未有相關(guān)報道。草地或草甸的退化一般可以歸結(jié)為自然和人為兩大因素[10]，武功山草甸主要是因為旅游開發(fā)及人為踩踏而引起的植被退化，如何既能適應(yīng)該地區(qū)的環(huán)境要求，又能對游人的踩踏行為有較好的耐受性，同時對當前的生態(tài)退化情況進行較為快速修復(fù)，是科研及經(jīng)營規(guī)劃人員面臨的重要問題。因此，本研究以武功山草甸嚴重退化區(qū)域為研究對象，通過撒播不同草種、覆蓋不同輔助物料、進行草皮移植及封育等方案，分析不同處理方式下植被生長效果及適應(yīng)性特征，探討適合該在區(qū)域內(nèi)進行植被修復(fù)的優(yōu)良措施，對退化草甸生態(tài)修復(fù)工作提供理論指導(dǎo)，為亞熱帶山地草甸的經(jīng)營規(guī)劃與可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

武功山分布于羅霄山脈北部，吉安、宜春和萍鄉(xiāng)三個地級市行政區(qū)劃的接壤區(qū)域（114°10′～114°17′ E，27°25′～ 27°35′ N），是湘江水系及贛江水系的分水嶺，綿延大約120 km，總面積大約970 km2，年均溫為14～16℃，夏季的最高溫為23℃，年均日照時長為1 580～1 700 h，年均蒸發(fā)量為1 360～1 700 mm，年均濕度值為70～80%，年均降水量為1 350～1 570 mm，武功山山體巖石類型主要為花崗巖和片麻巖，主峰白鶴峰（金頂）海拔1 918.3 m[11]。武功山草甸分布區(qū)的土壤主要是亞熱帶山地草甸土，其山體陡峻，植被的垂直地帶性分異明顯，在江西境內(nèi)，除武功山外，其它山體（廬山、井岡山等）均不具典型的山地草甸植被類型。主要植被有芒Miscanthus sinensis Anderss.、中華薹草 Carex chinensis Retz.、武功山飄拂草Fimbristylis wukungshanensis Tang et Wang、 野 古 草 Arundinella anomala Steud.、茅根Perotisindica (L.) Kuntze等，還有少量蓼科Polygonaceae、薔薇科Rosaceae、唇形科Labiatae和十字花科Cruciferae植物，其中，芒是分布最廣泛的建群種[12-14]。

1.2 試驗設(shè)計及材料

1.2.1 試驗材料

（1）草種 在武功山金頂?shù)湫椭囟嚷糜胃蓴_區(qū)域周圍，因為游人長期踩踏，地表已經(jīng)沒有植被生長，土壤或巖石裸露在外，急需開展植被修復(fù)工作。結(jié)合山地氣象特點，以及游人踩踏較多的環(huán)境特征，選取狗牙根Cynodon dactylon(Linn.)Pers.、高羊茅 Festuca elata Keng ex E. Alexeev、多年生黑麥草Lolium perenne、畫眉草Eragrostis pilosa (L.) Beauv.等耐踐踏的草種，及本地草種芒，共5種草種進行恢復(fù)試驗，其中，芒草種由萍鄉(xiāng)市林業(yè)科學研究所（項目共同實施單位）在武功山進行采集，狗牙根、高羊茅、黑麥草、畫眉草等草種由廣州田野風園林綠化有限公司提供。

（2）輔助物料 因為試驗區(qū)風力較大，雨水較多，晝夜溫差較大，同時考慮環(huán)境保護的前提，分別選取無紡布和草簾子作為防風、保溫、防雨水沖刷的2種試驗物料，覆蓋在播種后的樣方之上，與其它植被恢復(fù)方式進行對比觀測，其中，無紡布為萍鄉(xiāng)市林業(yè)科學研究所采購的聚丙烯類環(huán)保材料，草簾子則是采集生長良好、株高為40 cm以上，且沒有長出種子的當?shù)刂脖?，如芒、中華薹草、武功山飄拂草等。

（3）草皮 在不對原生態(tài)環(huán)境造成影響的前提下，在試驗區(qū)選擇周圍未受旅游干擾、長勢良好的芒、中華薹草、武功山飄拂草三種草甸生長區(qū)域，間隔性的鏟取地表以下約8～10 cm深的根系和土壤，連同地上植被一起，作為3種原生草皮移植的植被恢復(fù)材料。另外，由萍鄉(xiāng)市林業(yè)科學研究所購買人工培育的狗牙根草皮，作為1種引進草皮移植的植被恢復(fù)材料。

1.2.2 試驗設(shè)計與實施

采用隨機區(qū)組設(shè)計，于2015年5月上旬，在武功山金頂周圍，依據(jù)地形特點，選擇三個（1號、2號、3號）面積均為1 600 m2的樣地，其中，1號和2號樣地為50 m×32 m的長方形，3號樣地為40 m×40 m的正方形，作為觀測樣地，在每一個樣地內(nèi)分別隨機布設(shè)20個2 m×2 m的小樣方，共60個觀測樣方，用鐵耙對每一個小樣方表層土壤（約10 cm）進行翻耕。在每一個樣地內(nèi)，隨機選擇5個樣方分別直接撒播芒、狗牙根、高羊茅、黑麥草、畫眉草等5個草種；隨機選擇5個樣方分別播撒5個草種，之后表面覆蓋無紡布，在無紡布上面均勻的撒上少許泥土，防止風力過大而將無紡布吹走；隨機選擇5個樣方并分別撒播5個草種，之后表面散蓋上采集的草簾子，覆蓋度約為60%左右；隨機選擇4個樣方，分別移植3種原生草皮和1種引進草皮；最后1個樣方作為自然封育處理。根據(jù)廣州田野風園林綠化有限公司的推薦，結(jié)合相關(guān)資料，5種草種的播種量分別是：五節(jié)芒為 30 ～ 40 g·m-2，狗牙根為 15 g·m-2，高羊茅為 30 ～ 40 g·m-2，畫眉草為 0.1 ～ 0.3 g·m-2，黑麥草為30～40 g·m-2。另外，為使試驗有效開展，在每一個樣地周圍進行鐵絲網(wǎng)圍欄，并掛指示牌，對游人進行提示、引導(dǎo)。在所有處理布設(shè)完畢30 d后，種子萌芽并開始初期的生長，于當年的6月上旬，觀測3個重復(fù)樣地各個樣方的植被長勢，分別記錄植被蓋度和株高，通對觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，探討不同措施植被生長效果及對試驗區(qū)環(huán)境的適應(yīng)性。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

用SPSS21.0對不同試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，當差異性顯著時，采用Turkey法進行多重比較。用Microsoft Excel 2016進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同草種撒播生長效果及適應(yīng)性

因為試驗區(qū)位于武功山山地草甸核心景觀區(qū)域，且海拔較高，地勢復(fù)雜，實際工作中不方便攜帶過多物料上來進行大規(guī)?；謴?fù)試驗工作，另外，這里游客眾多，干擾較大，也不適合較多的輔助工作措施來開展大面積的植被恢復(fù)工作。所以，首先采用直接撒播的方式進行植被恢復(fù)試驗。由圖1可知，從幾種草種撒播后的長勢來看，芒的蓋度最大，平均達到46.67%，其次為狗牙根覆蓋度達到15.33%，覆蓋度最小的是黑麥草，僅為2.5%，和無任何草種撒施的封禁處理相同，說明該草種在武功山退化草甸土壤中發(fā)芽率較低，各草種蓋度大小為：芒＞狗牙根＞高羊茅＞畫眉草＞黑麥草＞封育。狗牙根的株高長勢最好，不同草種恢復(fù)方式的樣方內(nèi)植被株高存在極顯著差異（P＜0.01），其他草種之間及與封育措施對比差異不顯著（P＞0.05），各草種處理株高大小為：狗牙根＞畫眉草＞高羊茅＞芒＞黑麥草＞封育。所以，在直接撒播的方式下，芒和狗牙根的綜合長勢相對較好，高羊茅、畫眉草、黑麥草及封育措施的植被長勢效果較差，說明在無其它輔助措施下，芒及狗牙根草種在武功山退化土壤環(huán)境中發(fā)芽率最高，適應(yīng)性較好。

2.2 不同草種覆蓋無紡布生長效果及適應(yīng)性

由圖2可知，在覆蓋無紡布措施下，芒的蓋度最高，達到了58.33%，與狗牙根、畫眉草、黑麥草及封育措施差異顯著（P＜0.05）,其次為高羊茅，蓋度達到28.33%，但與其它草種及封育措施的蓋度無顯著差異（P＞0.05），各草種處理蓋度大小為：芒＞高羊茅＞狗牙根=畫眉草＞黑麥草＞封育。在該措施下，狗牙根的株高仍然最高，其次為芒，各草種及封育措施株高差異不顯著（P＞0.05），各草種處理株高大小為：狗牙根＞芒＞黑麥草＞封育＞畫眉草＞高羊茅。所以，在覆蓋了無紡布的保護措施下，芒的覆蓋度增大，發(fā)芽率最高，狗牙根在覆蓋作用下，蓋度沒有明顯提升，但是株高依舊最高，說明芒和狗牙根草種在覆蓋無紡布方式下適合該區(qū)域環(huán)境特征。

2.3 不同草種覆蓋草簾子生長效果及適應(yīng)性

本研究因地制宜，從方便取材角度出發(fā)，間隔性的采集其它長勢良好草甸區(qū)域的植被替代傳統(tǒng)稻草制品的草簾子，散鋪在撒播草種的樣方上面，作為草種生長輔助防護工具。由圖3可知，在覆蓋草簾子的情況下，高羊茅樣方的覆蓋度達到了26.67%，長勢較好，各草種蓋度大小順序為：高羊茅＞芒＞狗牙根＞黑麥草＞畫眉草＞封育，但幾種草種之間及封育措施蓋度差異不顯著（P＞0.05）。幾種草種及封育措施株高大小依次為：狗牙根＞封育＞芒＞畫眉草＞黑麥草＞高羊茅，但是之間差異不顯著（P＞0.05）。各草種的蓋度及株高和封育措施的均無明顯差異，說明覆蓋草簾子對草種的保護效果不明顯。

圖1 不同草種撒播及封育措施植被生長效果Fig.1 Growth effects of sowing with different grass seeds and enclosure

圖2 不同草種覆蓋無紡布及封育措施植被生長效果Fig.2 Growth effects of sowing with different grass seeds while covered with non-woven fabrics and enclosure

2.4 不同草種草皮移植生長效果及適應(yīng)性

由圖4可知，幾種草皮移植處理中，芒、中華薹草、武功山飄拂草蓋度均為90%以上，狗牙根也達到了80.67%，蓋度大小為：中華薹草＞ 武功山飄拂草＞芒＞狗牙根＞封育，幾種草皮移植處理植被蓋度差異不顯著（P＞0.05），但與封育措施均有極顯著差異（P＜0.01）。從蓋度來看，本土植物的草皮移植能較好的適應(yīng)區(qū)域環(huán)境，成活率高，而外來草皮狗牙根草皮存在一定的死株現(xiàn)象。對比封育措施，草皮移植處理的效果明顯，能快速的修復(fù)草甸退化情況。幾種處理樣方內(nèi)植株高度差異明顯，大小為：中華薹草＞武功山飄拂草＞芒＞狗牙根＞封育，中華薹草、武功山飄拂草及芒株高差異不顯著（P＞0.05），但與狗牙根及封育措施差異顯著（P＜0.05）。所以，在草皮移植的方案作用下，幾種植被處理均能較好的恢復(fù)退化地表的嚴重裸露狀況，對比封育措施亦有明顯的優(yōu)勢，尤其是本土草種草皮的移植，效果更為明顯，該方案可以作為武功山山地草甸修復(fù)措施中的優(yōu)先措施。

圖3 不同草種覆蓋草簾子及封育措施植被生長效果Fig.3 Growth effects of sowing with different grass seeds while covered with straw curtain and enclosure

圖4 不同草種草皮移植及封育措施植被生長效果Fig.4 Growth effects of different turf transplantations and enclosure

2.5 不同恢復(fù)措施各草種生長效果及適應(yīng)性

不同修復(fù)措施對各處理植被生長效果影響不同。由表1可知，撒播、覆蓋無紡布、覆蓋草簾子3種措施下，芒在覆蓋無紡布的措施中效果最好，與覆蓋草簾子差異顯著（P＜0.05），比直接撒播的蓋度也高出12.66%。狗牙根、高羊茅、畫眉草、黑麥草在撒播、覆蓋無紡布、覆蓋草簾子三種措施之間，植被蓋度雖無顯著差異（P＞0.05），但是覆蓋無紡布是三種措施中各植被蓋度最大的。芒、武功山飄拂草、中華薹草草皮移植后的蓋度較高，與其它草種撒播或覆蓋物料的處理具有顯著差異（P＜0.05），狗牙根草皮移植后的蓋度除了與芒在覆蓋無紡布措施的差異不顯著（P＞0.05），與其它非草皮移植處理蓋度差異顯著（P＜0.05）。從株高生長情況來看，武功山飄拂草和中華薹草草皮移植與其它草種撒播及覆蓋物料植被株高差異顯著（P＜0.05）。芒草皮移植除與狗牙根直接撒播植被株高差異不顯著外（P＞0.05），與其它草種撒播及覆蓋物料植被株高差異顯著（P＜0.05）。說明草皮移植的方式下，植株生長及適應(yīng)性明顯優(yōu)于其它處理方式。覆蓋無紡布措施比較適合草種的前期生長情況。

表 1 不同修復(fù)措施植被生長效果?Table 1 Growth effects of different vegetation repair treatments

3 討 論

本研究通過撒播不同草種、覆蓋輔助物料、移植草皮及封育等措施，開展不同植被類型草甸修復(fù)試驗，從綜合效果來看，草皮移植是實現(xiàn)草甸恢復(fù)中最快的，也是效果最好的，且本地草種芒、中華薹草、武功山飄拂草草皮的適應(yīng)更好。覆蓋輔助物料措施中，覆蓋無紡布的效果更好。直接撒播草種芒和狗牙根的長勢較好。李昌龍[15]在對瑪曲地區(qū)高寒草甸的沙化修復(fù)研究中，發(fā)現(xiàn)草皮移植、施肥及補播等措施對生態(tài)修復(fù)的效果顯著；余璐璐[16]通過室內(nèi)盆栽試驗證明了覆蓋無紡布能夠提高植被對土壤水分的利用率，進而促進生長；Shearman[17]及黃曉露[18]的研究與綜述結(jié)果表明狗牙根屬（Cynodon）、黑麥草屬（Lolium）和羊茅屬（Festuea）等屬的草種耐踐踏性較強，這些研究結(jié)果與本文的結(jié)論相似，但是可能因為亞熱帶山地特殊的氣候原因，高羊茅、畫眉草和黑麥草在該地區(qū)的初期生長效果及適應(yīng)性不如狗牙根和芒。在研究中發(fā)現(xiàn)，覆蓋了無紡布的保護措施下，芒的覆蓋度增大，發(fā)芽率最高，但是芒及其它各草種植株生長高度有所降低，這可能是因為山上風力較大，吹在無紡布上面產(chǎn)生了一種壓迫效應(yīng)所致。草皮移植的植被生長及適應(yīng)性效果雖然最好，但是其劣勢也是顯而易見的，一方面，因為在山區(qū)，地形復(fù)雜，在鏟取草皮的過程中，需要投入的勞動成本較大，另一方面，直接鏟取草甸修復(fù)裸地的同時，很容易又造成了新的裸地的產(chǎn)生，所以，該方案在實施過程中需要嚴格把關(guān)，應(yīng)盡量避免在修復(fù)過程中，造成新的破壞。因為芒是本地分布最廣泛的植被類型，相對于武功山飄拂草、中華薹草、野古草等其它植被更容易采集草種，基于植被恢復(fù)的時效性及易操作性，故本研究選擇芒為本地草種修復(fù)方案。另外，基于武功山氣候多變的特點，本研究選擇了植被恢復(fù)工作中常用的不同冷、暖特性草種與當?shù)卦鷥?yōu)勢草種進行對比試驗；因為試驗地在旅游區(qū)，如果試驗周期跨度過長，容易受到游人的干擾與破壞，同時，也基于在該區(qū)域進行生態(tài)修復(fù)需要選擇速生型植被的要求，結(jié)合幾種草種的生長規(guī)律，本研究選取了在試驗開展30天后的觀測結(jié)果進行分析，以幾種修復(fù)措施的草種發(fā)芽率或存活率及輔助措施的適用性為考察對象，選擇了以蓋度和株高兩個指標數(shù)據(jù)進行分析，研究不同植被恢復(fù)措施生長效果及適應(yīng)性特征，研究結(jié)果對該區(qū)域植被修復(fù)工作和未來的科研工作提供一定的參考。有研究表明肥料用量或施用過程操作不當會對環(huán)境產(chǎn)生負面的影響[19]，考慮環(huán)境保護的需要，結(jié)合武功山山地草甸土壤養(yǎng)分含量較高的特點，本研究中沒有開展施肥對草甸修復(fù)的影響研究。

4 結(jié) 論

在幾種植被修復(fù)措施中，直接撒播芒的生長效果最好，其次為狗牙根，高羊茅、黑麥草、畫眉草及封育植被生長效果較差。覆蓋無紡布作為輔助措施比覆蓋草簾子及無覆蓋措施的植被生長效果好。草皮移植是所有植被修復(fù)措施中的生長效果最好，且本地草種芒、中華薹草、武功山飄拂草的草皮移植效果優(yōu)于引進草種狗牙根草皮。在開展植被恢復(fù)過程中，基于對原來的植被環(huán)境不產(chǎn)生顯著破壞的情況下，推薦使用草皮移植的措施；另外，推薦芒作為主要修復(fù)草種，狗牙根作為輔助草種，并搭配覆蓋無紡布進行植被恢復(fù)。

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