張秀文,張嘉倫,王小軍,毛潤科
(1.甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心百花林場(chǎng),甘肅 天水 741039;2.甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心林木種苗管理站,甘肅 天水 741020;3.甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心李子林場(chǎng),甘肅 天水 741005)
隨著科技進(jìn)步和人類環(huán)保認(rèn)識(shí)的提高,特別是生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)過程中生物措施研究的深入,植被生態(tài)護(hù)坡形式越來越受到人們的重視。植物固土護(hù)坡作為一種綜合生物和工程措施優(yōu)點(diǎn)的生態(tài)防護(hù)與治理技術(shù),兼顧經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性及生態(tài)性,已獲得在較為廣泛的應(yīng)用,針對(duì)植物護(hù)坡的力學(xué)機(jī)理[1]、水文效應(yīng)[2]、植物選擇[3-4]、固土護(hù)坡效果及適用性[1]等方面的研究發(fā)現(xiàn),植物枝葉能大幅度削弱降雨下落動(dòng)能,降低雨水對(duì)土壤表面的沖刷能力[5],植物根系發(fā)揮牽拉錨固和斜向牽引的作用[6-7],能顯著增強(qiáng)土體的抗剪強(qiáng)度,提高邊坡的穩(wěn)定性和抗侵蝕能力。
研究區(qū)位于渭河上中游甘肅省東南部,地勢(shì)西北高東南低,主要以山谷和高原為主,海拔多在1000~2100 m之間;屬大陸性的季風(fēng)氣候類型,為暖溫帶半濕潤半干旱氣候區(qū)。年均日照時(shí)數(shù)為2050 h,年有效積溫為2225.2~4000 ℃,年均氣溫在7~11 ℃,年均降水量510.1 mm,降水時(shí)空分布不均,集中在7~9月,自東南向西北逐漸減少,主要以暴雨等強(qiáng)降雨形勢(shì)發(fā)生,占全年降水量的70%左右[8]。由于歷代農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)及其他因素的影響,土地開墾指數(shù)大,原始植被已不復(fù)存在。研究區(qū)渭南黃土丘陵溝壑區(qū)高海拔土石山地僅殘留小片天然次生林和原生草本植被;渭河及干流兩岸,主要以人工栽培植物為主;關(guān)山區(qū)域植被由東部落葉闊葉混交林向西逐漸退化;小隴山區(qū)域落葉闊葉混交林和常綠針葉落葉闊葉混交林面積較大,植物資源豐富[9]。
在對(duì)天水市渭河流域植物資源調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,通過類歸分析法,依據(jù)水肥條件、地形、土壤及人為影響等因素,將研究區(qū)劃分為關(guān)山、渭北、渭南、干流兩岸、小隴山5個(gè)區(qū)域開展線路調(diào)查,記錄植物種類、分布、生態(tài)位及生長狀況等因子。依據(jù)“適地適樹”原則,采用類自然法、試驗(yàn)?zāi)M法、文獻(xiàn)分析法,多指標(biāo)選擇適宜的植物種類,多原理參照設(shè)置植物配置模式。
護(hù)坡植物選擇遵循因地制宜、水土保持、生態(tài)兼顧景觀、節(jié)約投資的原則[10]。主要以鄉(xiāng)土樹種為主;需根系發(fā)達(dá),枝葉濃密,生物量大;適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)土壤、氣候無特殊要求,耐寒、耐旱、耐瘠?。豢刮廴?、抗病蟲害;萌發(fā)時(shí)間短,生長快,景觀效果好;植物種子易采集、適于干藏,繁殖容易或易于成苗;對(duì)其他植物生長干擾度低或兼容性好等[11]。護(hù)坡植物配置主要根據(jù)生態(tài)位、景觀性、物質(zhì)多樣性等原理對(duì)優(yōu)選的植物進(jìn)行配置[12]。
通過調(diào)查、篩選,適宜研究區(qū)生長的主要護(hù)坡植物有166種,隸屬于45科103屬。其中,裸子植物2科3屬6種,被子植物43科100屬160種(雙子葉植物40科93屬152種,單子葉植物3科7屬8種),喬木45種,灌木70種,草本30種,藤本21種。依據(jù)各種植物的適生環(huán)境、生態(tài)位及各種間的關(guān)系,模擬自然群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化配置。
(1)油松(PinustabulaeformisCarr.)+色木槭(Acermono)+白樺(Betulaplatyphylla)+陜甘花楸(Sorbuskoehneana)+藏刺榛(Corylusferoxvar.tibetica)+繡線菊(Spiraeasalicifolia)+陜甘山桃(Amygdalusdavidianavar.Potaninii)+大葉碎米薺(Cardaminemacrophylla)+樺葉葡萄(Vitisbetulifolia);(2)河北楊(Populus×hopeiensis)+樺葉葡萄(Vitisbetulifolia)+山荊子(Malusbaccata)+甘肅山楂(Crataeguskansuensis)+衛(wèi)矛(Euonymusalatus)+牧地山黧豆(Lathyruspratensis)+松潘棱子芹(Pleurospermumfranchetianum)+黃背勾兒茶(Berchemiaflavescens);(3)油松+雞爪槭(Acerpalmatum)+北京丁香(Syringapekinensis)+蒙古莢蒾(Viburnummongolicum)+花葉丁香(Syringa×persica)+短柄五加(Acanthopanaxbrachypus)+黃薔薇(Rosahugonis)+紫堇(Corydalisedulis);(4)樸樹Celtissinensis)+黃櫨木(BerberisamurensisRupr. )+鮮黃小檗(Berberisdiaphana)+狗尾草(Setariaviridis)+北京忍冬(Loniceraelisae)+畫眉草(Eragrostispilosa)+葎葉蛇葡萄(Ampelopsishumulifolia)+北柴胡(Bupleurumchinense);(5)油松+雞爪槭(Acerpalmatum)+鹽膚木(Rhuschinensis)+牛奶子Elaeagnusumbellata)+樺葉葡萄+蝎子草(Girardiniadiversifolia)+多花勾兒茶(Berchemiafloribunda);(6)色木槭+連翹(Forsythiasuspensa)+扁核木(Prinsepiautilis)+金銀忍冬(Loniceramaackii)小苜蓿(Medicagominima)甘肅棘豆(Oxytropiskansuensis)+枸杞(Lyciumchinense)。
(1)青海云杉(PiceacrassifoliaKom.)+湖北海棠(Malushupehensis)+秦嶺小檗(Berberiscircumserrata)+唐古特瑞香(Daphnetangutica)+小尖隱子草(Cleistogenesmucronata)+勾兒茶(Berchemiasinica)+穿龍薯蕷 ;(2)刺柏(JuniperusformosanaHayata)+白蠟樹(Fraxinuschinensis)+湖北山楂(Crataegushupehensis)+華北耬斗菜(Aquilegiayabeana)+藍(lán)果蛇葡萄(Ampelopsisbodinieri)+毛梾(Swidawalteri);(3)河北楊(Populus×hopeiensis+大葉樸(Celtiskoraiensis)+小梾木(Swidapaucinervis)+青麩楊(Rhuspotaninii)+穿心蓮(Andrographispaniculata)+樺葉莢蒾(Viburnumbetulifolium)+紫丁香(Syringaoblata);(4)旱榆Ulmusglaucescens)+毛榛(Corylusmandshurica)+小花溲疏(Deutziaparviflora)+紅柄白鵑梅(Exochordagiraldii)+文冠果(Xanthocerassorbifolium)+紫花碎米薺(Cardaminepurpurascens)+(小果博落回Macleayamicrocarpa);(5)刺柏+扁刺薔薇(Rosasweginzowi)+陜西莢蒾(Viburnumschensianum)+一年蓬(Erigeronannuus)+狗尾草(Setariaviridis)+花葉地錦(Parthenocissushenryana)。
(1)白皮松(PinusbungeanaZucc.et Endl)+陜西鵝耳櫪(Carpinusshensiensis)+東陵繡球(Hydrangeabretschneideri)+青莢葉(Helwingiajaponica)+四川丁香(Syringasweginzowii)+修枝莢蒾Viburnumburejaeticum)+盤葉忍冬(Loniceratragophylla)+皺葉委陵菜(Potentillaancistrifolia)+皺葉委陵菜(Potentillaancistrifolia);(2)刺柏+燈臺(tái)樹(Bothrocaryumcontroversum)+中國旌節(jié)花(Stachyuruschinensis)+粉花繡線菊(Spiraeajaponica)+胡枝子(Lespedezabicolor)+桑葉葡萄(Vitisheyneanasubsp.Ficifolia)+大葉藤山柳(Clematoclethralasiocladavar.grandis)+苦糖果(Lonicerafragrantissimasubsp.lancifolia)+羊茅(Festucaovina)+三葉木通(Akebiatrifoliata);(3)刺葉高山櫟(Quercusspinosa)+北京花楸(Sorbusdiscolor)+多花木蘭(Magnoliamultiflora)+樺葉莢蒾(Viburnumbetulifolium)+唐古特忍冬(Loniceratangutica)+薄片變豆菜(Saniculalamelligera)+耬斗菜(Aquilegiaviridiflora)+皺葉委陵菜(Potentillaancistrifolia);(4)油松+秦嶺槭(Acertsinglingense)+球果石泉柳(Salixshihtsuanensisvar.globosa)+虎榛子(Ostryopsisdavidiana)+木姜子(Litseapungens)+中華繡線菊(Spiraeachinensis)+棣棠花(Kerriajaponica)+復(fù)傘房薔薇(Rosabrunonii)+馬桑(Coriarianepalensis)+甘菊(Chrysanthemumlavandulifolium)+穿龍薯蕷(Dioscoreanipponica)。
(1)油松+大葉櫸樹(Zelkovaschneideriana)+華椴(Tiliachinensis)+優(yōu)美雙盾木(Dipeltaelegans)+山梅花(Philadelphusincanus)+小尖隱子草(Cleistogenesmucronata)+大芽南蛇藤(Celastrusgemmatus)+樺葉葡萄Vitisbetulifolia;(2)華山松(PinusarmandiiFranch. )+七裂槭(Acerheptalobum)+構(gòu)樹(Broussonetiapapyrifera)+土莊繡線菊(Spiraeapubescens)+甘肅忍冬(Lonicerakansuensis)+萱草(Hemerocallisfulva)+剛毛藤山柳(Clematoclethrascandens);(3)銳齒槲櫟(Quercusalienavar.Acutiserrata)+華北繡線菊(Spir)灰栒子(Cotoneasteracutifoliusaeafritschiana)+平枝栒子(Cotoneasterhorizontalis)+葛(Puerariamontana)+野菊(Dendranthemaindicum)+中華獼猴桃(Actinidiachinensis);(4)甘肅楓楊(Pterocaryamacroptera)+灰楸(Catalpafargesii)+甘肅桃(Amygdaluskansuensis)+美麗胡枝子(Lespedezapatens+栓翅衛(wèi)矛(Euonymusphellomanus)+流蘇樹(Chionanthusretusus)+軟棗獼猴桃(Actinidiaarguta);(5)茶條楓(Acertataricumsubsp.Ginnala)+欒樹(Koelreuteriapaniculata)+油松+白刺花(Sophoradavidii)+杠柳(Periplocasepium)+馬蘭(Kalimerisindica)+苦皮藤(Celastrusangulatus)。
(1)油松+青榨槭(Acerdavidii)+雞桑(Morusaustralis)+白溲疏(Deutziaalbida)+冰川茶藨子(Ribesglaciale)+南川繡線菊(Spiraearosthorni)+廣布野豌豆(Viciacracca);(2)華山松(PinusarmandiiFranch. )+青皮槭(Acercappadocicum)+水栒子(Cotoneastermultiflorus);(3)水榆花楸(Sorbusalnifolia)+接骨木(Sambucuswilliamsii)+火棘(Pyracanthafortuneana)+三葉木通(Akebiatrifoliata)+粉背南蛇藤(Celastrushypoleucus);(4)歐洲云杉(Piceaabies(Linn.) Karst. )+少脈椴(Tiliapaucicostata)+短梗稠李(Padusbrachypoda)+毛黃櫨Cotinuscoggygriavar.Pubescens)+南蛇藤(Celastrusorbiculatus);(5)白皮松+黃花柳(Salixcaprea)+八角楓(Alangiumchinense)+秦嶺翠雀花(Delphiniumgiraldii);(6)刺葉高山櫟(Quercusspinosa)+托葉櫻桃(Cerasusstipulacea+尖葉四照花(Dendrobenthamiaangustata)+黑蕊獼猴桃(Actinidiamelanandra);(7)蒙古櫟(Quercusmongolica)+泡花樹(Meliosmacuneifolia)+六道木(Abeliabiflora)+細(xì)弱隱子草(Cleistogenesgracilis)+酸模 (Rumexacetosa)。