紅壤侵蝕區(qū)水土流失阻控的生物措施_生態(tài)恢復
導讀:：紅壤是我國最大的土地資源之一。嚴重的水土流失。而生物措施作為水土保持的三大措施之一。深入研究紅壤侵蝕區(qū)的生態(tài)恢復模式。
關鍵詞：紅壤，水土流失，生物措施，生態(tài)恢復
紅壤是我國最大的土地資源之一，主要分布于長江以南的低山丘陵區(qū)，包括：江西、湖南兩省的大部分，滇南、湖北的東南部，廣東、福建北部及貴州、四川、浙江、安徽、江蘇等的一部分，以及西藏南部等地。在中亞熱帶的生物氣候條件以及地形條件的影響下，紅壤地區(qū)植物種類繁多、植物群落結構復雜、生物資源相當豐富。但隨著人類的經濟活動的增強，紅壤地區(qū)植被覆蓋度明顯降低，群落結構顯著退化，物種減少。很多地區(qū)宜林而少林，多雨而缺水，資源多樣而經營單一，水土流失、洪澇災害、干旱缺水等諸多災害性已經嚴重破壞了紅壤地區(qū)的生態(tài)環(huán)境[1]。紅壤地區(qū)現(xiàn)已經成為我國水土流失范圍最廣、嚴重程度僅次于黃土高原的地區(qū)，地區(qū)土壤的喪失將導致整個生態(tài)系統(tǒng)的崩潰瓦解[2]。
嚴重的水土流失，土壤肥力退化和環(huán)境惡化已嚴重危及到紅壤地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。深入研究紅壤侵蝕區(qū)的生態(tài)恢復模式，技術及方法已成為當務之急。而生物措施作為水土保持的三大措施之一，在紅壤侵蝕區(qū)生態(tài)修復工作中具有相當重要的意義。如何選擇合理的針對紅壤侵蝕區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復的生物措施、合適的生態(tài)修復植被物種、適當的生物栽培措施，以及植物群落的重建等已成為紅壤侵蝕區(qū)水土流失治理的重要研究內容[4][5][6]。本文的目的在于系統(tǒng)總結紅壤侵蝕區(qū)生態(tài)修復的基本途徑、植被物種的評價選擇、栽培措施、侵蝕劣地和退化林的植被恢復以及構建植被群落等方面的研究，為治理紅壤水土流失提供依據。
1紅壤侵蝕區(qū)生態(tài)修復的基本途徑
一般來說，受損害生態(tài)系統(tǒng)的恢復和重建可采用兩種模式途徑：一種是當生態(tài)系統(tǒng)受到的損害沒有超過系統(tǒng)閾值，并且所受損害是在可逆的情況下，在解除外來的干擾和破壞后，生態(tài)系統(tǒng)可以自然恢復。另一種是生態(tài)系統(tǒng)受到損害超過系統(tǒng)的承載力，并且發(fā)生了不可逆的變化，在這種情況下，僅靠自然過程不能使系統(tǒng)恢復到初始狀態(tài)，必須加以人工措施才能迅速恢復。因此，對于紅壤侵蝕區(qū)生態(tài)恢復途徑的選擇主要取決于該地區(qū)植被退化的程度、生態(tài)系統(tǒng)自我恢復的能力及方向等。同時還須考慮氣候、地質地形、土壤肥力狀況以及交通狀況等其它因素[5]。
在紅壤地區(qū)分布最廣的馬尾松(Pinus massoniana)林，土壤的嚴重侵蝕退化，肥力和水源涵養(yǎng)性能的下降，造成了馬尾松林地生態(tài)環(huán)境惡化，以至于被戲稱為“小老頭樹”林。此外，南方紅壤丘陵區(qū)還有大片的油茶(Camellia oleifera)林和桉樹(Eucalyptus spp.)林，其純林比例大，缺乏喬灌草配套的水土保持植被條件，導致林下土壤環(huán)境惡劣，地表覆蓋度低，甚至地表完全裸露，林下水土流失嚴重。在退化程度不是很嚴重的紅壤侵蝕區(qū)馬尾松林地，自然封育是比較理想的恢復模式。對植被蓋度大于30% 以上的群落采用自然封育可得到不同程度的恢復，而低于30% 的自然群落僅通過自然封育則難以恢復[7]。在自然封育的基礎上，適當地加以人工措施輔助能夠加速植被恢復并改變群落的演替方向。次生林改造以及稀疏地補植是促進退化植被加速定向演替的常用方法。研究表明，自然封育措施對于不同類型的馬尾松林地(低產殘林、采伐跡地、宜林荒山等)均能起到促進天然更新，提高林分郁閉度，增加灌草蓋度的作用，有利于水土保持[8]。
對于強度侵蝕地區(qū)參考文獻格式，應快速恢復植被以控制水土流失，必須利用多層次、多格局、多樹種的植物群落的整體作用，營造生境的多樣性，增加固土防沖能力，才能逐漸恢復業(yè)已退化的生態(tài)系統(tǒng)[9]。優(yōu)化喬灌草復層結構的配置、建立良好的樹種合理互補關系，是成功恢復退化生態(tài)系統(tǒng)的關鍵。已有研究通過水保功能為尺度，系統(tǒng)地評價了喬、灌、草之間組合而成的各種模式優(yōu)劣，并總結出它們的特點及規(guī)律，并對不同地區(qū)紅壤退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復提出了相應的模式，如陳志彪等對長汀縣花崗巖馬尾松退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復提出了地被物的快速覆蓋、以草促林、低效林改造、喬灌草混交等四種主要恢復模式。對于不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)恢復，須因地因時制宜，選擇相適應的恢復模式以及生態(tài)修復植被物種[10] [11][12]。
2 生態(tài)修復植被物種的選擇
植被恢復是水土流失治理的根本，也是重建生物群落的第一步，為此，選擇適宜的植物物種用于植被恢復則顯得尤為重要。紅壤區(qū)地形復雜，各地區(qū)水土流失程度不同，土壤退化侵蝕類型多樣，自然條件差異也很大，同時不同母質發(fā)育的紅壤本身障礙性因素也不同，有針對性地選擇植物物種進行植被恢復十分必要。同時自然界中的植物群落并非由單一物種組成，群落內物種間存在生態(tài)位的聯(lián)系，共同組成穩(wěn)定的群落。因此，群落構建中物種之間的相互作用也顯得尤為重要[5]。多年來，水土保持工作者做了大量關于生態(tài)修復植被物種選擇的研究工作，建立了完善的水土保持物種的評價體系。
(1) 成活狀況評價。植被只有在成活并正常生長的情況下才能發(fā)揮其防治水土流失、恢復生態(tài)系統(tǒng)的作用。因此，植被的成活狀況毋庸置疑的成為物種選擇的首要因素。通過對鄉(xiāng)土種以及外來種的比較研究表明，在沒有實行人為保護措施的地方，外來種其生長難度較大，成活率較低，而鄉(xiāng)土種在成活生長狀況方面明顯優(yōu)于外來種[13]。
(2) 生長狀況指標評價。植被防止水土流失更多地依賴于林下的枯枝落葉層、腐殖質層以及低矮的灌草或苔蘚層的立體庇護[3]，因此植物的生長狀況(如出苗率、地上地下部分的生物量、平均分蘗數、覆蓋度等)則成為物種選擇應考慮的另一個重點。在水土流失嚴重地區(qū)參考文獻格式，尤其是在不能發(fā)展農業(yè)和林業(yè)的侵蝕劣地，水土保持一般先采用地被物快速覆蓋模式，加以以草促林模式[14] [15]。楊潔選擇十八種草本植物分別在江西寧都花崗巖侵蝕區(qū)和德安第四紀紅壤侵蝕區(qū)進行了四年的定位試驗，通過對出苗率、成活率、平均分蘗數、覆蓋度、枯落物的浸水容量、根系鮮重、地上部分生物鮮重、有機質等指標進行觀測和評價，選擇出在花崗巖侵蝕區(qū)生長良好的百喜草(Palspalum notatum)、糖蜜草(Melinis minutiflora)、柱花草(Stybsanthes guianensis)、寬葉雀稗(Palspalum wettsteini)、棕葉狗尾草(Setaria palmifolia)、雞眼草(Kummerowia striata)、馬唐(Digitaria sanguinalis) 等七種;而在第四紀紅壤侵蝕區(qū)，百喜草(Palspalum notatum)、畫眉草(Eragrostis pilosa)、黑麥草(Lolium perenne)、狗牙根(Cynodon dactylon)、假儉草(Eremochloa ophiuroides)、寬葉雀稗(Palspalum wettsteini)和蘇丹草(Sorghum sudauense)等七種草本植物生長良好[14]。
(3) 養(yǎng)分利用率評價。養(yǎng)分利用效率，是指植物吸收單位營養(yǎng)所能產生的生物量。高養(yǎng)分利用率也是植物適應養(yǎng)分貧瘠環(huán)境的一種重要特征。彭紹云提出在營造水土保持林時應考慮物種的養(yǎng)分利用率，其研究表明氮(N)利用率最高的草本為芒萁(Dicranopteris dichotoma)，針葉樹種為馬尾松(Pinus massoniana)，常綠闊葉樹種為木荷(Schima superba)，落葉樹種為楓香(Liquidambar formosana)，灌木為胡枝子(Lespedeza bicolor)。木荷(Schima superba)、楊梅(Myrica rubra)、馬尾松(Pinus massoniana)、楓香(Liquidambar formosana)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、芒萁(Dicranoptcris dichotoma) 的磷(P)利用率很高[16]。因此，在生態(tài)條件惡劣的水土流失地，馬尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)、楓香(Liquidambar formosana)、楊梅(Myrica rubra)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、芒萁(Dicranoptcris dichotoma)是較為適生的物種。
(4) 水土保持效益評價。物種的水土保持效益作為對物種治理水土流失的能力的評價是物種選擇中一項重要的衡量標準。通過一系列水土保持效益指標(如產泥沙量、土壤抗沖性指數、抗蝕性指數等)的變化可對所選物種所產生的這些作用效能進行評價[17]。馬琦等利用小型觀測場，以葦狀羊茅(Festuca arundiacea)，葛藤(Pueraria lobato)，百脈根(Lotus corniculaus)等三種草被為材料，對比了降水、徑流量、土壤侵蝕量和土壤的物理性質，與裸地相比，草被植物可以增加土壤的覆蓋度，減少降水的徑流系數，減少土壤侵蝕量，其中百脈根(Lotus corniculatus)的效應最為明顯[18]。另外，福建長汀縣引種Ⅱ系狼尾草(Pennisetum alopecuroides)在侵蝕荒坡地也能表現(xiàn)良好的水土流失治理效果，此草根系密集、擴展范圍廣，須根發(fā)達，是較好的水土保持草種，且粗蛋白質含量較高，可調制為青貯飼料，有可觀的經濟效益[19][20]。而盧升鑾以及陳凱等在江西紅壤上推廣的香根草(Vetiveria zizanioides)也表現(xiàn)出較強的耐酸、瘠、板、粘的能力，其適應能力強參考文獻格式，生長成籬的速度快、生物量大且具有顯著的水土保持、穩(wěn)定水熱狀況、改善生態(tài)環(huán)境、培肥改土的效果[21][22][23]。
(5) 經濟效益評價。短期迅速的經濟效益也是選擇水土保持生物鐘的一個重要衡量指標，并且是順利進行水土保持生物防護的有力保障。但往往適宜生長的鄉(xiāng)土種沒有良好的經濟效益，而通過人為選擇、引進的外來種卻具備比較好的經濟效益，這也是在水土保持生物措施研究中引進外來種最主要的考慮方面[24]。紅壤地區(qū)，在中、輕度水土流失的坡地上可以種植綠竹(Dendrocalamopsis oldhami)、麻竹(Dendrocalamus latiflorus)和毛竹(Phyllostachys heterocyclacv. Pubescens)等經濟植物;而低緩坡可以嘗試龍眼(Euphoria longan)、荔枝(Lichi chinensis)、橄欖(Canavium album)、蜜柚(Citrus spp.)、柑橘(Citrus reticulata)、楊梅(Myrica rubra)、雙華李(Prunus spp.)、余柑(Citrus spp.)等果樹;而草被類植物百喜草(Palspalum notatum)、寬葉雀稗(Palspalum wettsteini)、香根草(Vetiveria zizanioiaes)等可作為果園的覆蓋植被予以推廣[25]。許多優(yōu)良的水土保持物種同時也是優(yōu)良的牧草飼料，藥用植物，其他經濟產品的原料等，在水土保持物種的選擇時應重點考慮[26] [27] [28][29][30]。
3 栽培措施
采用植被恢復是治理水土流失最有效的辦法，也是根本的措施。但對于不同侵蝕類型、侵蝕坡位、地力特征、水濕條件和植被物種，所選擇的相應栽培措施也不盡相同，水土保持的效果也有很大差異。常用的植被恢復造林方法有播種造林、植苗造林和分殖造林等三種，近年來國內外在造林困難的地區(qū)嘗試采用了營養(yǎng)缽造林的方法。該方法的優(yōu)點在于苗木生長在較肥沃的土壤上，生長健壯，在造林后能很快適應林地條件，根系很快可突破容器扎入沙土中，苗木成活率高，是目前新興常用的植被恢復幼苗栽培方式[31]。
針對侵蝕坡地的肥力條件低下、保持水分能力差等特點，在植被恢復過程中應以坡面的保水保肥為出發(fā)點，重點解決地表快速覆蓋和有效控制坡面侵蝕[32] [33]。在強度侵蝕坡面，應采取工程措施與植被恢復措施相結合、“草- 灌- 喬”組合的方式，即在工程攔沙蓄水改善植物立地條件的基礎上再行植被恢復[31]。應采用截短坡面坡長等工程措施來控制坡面的水土流失并快速建植草本植物，在溝內移栽香根草(Vetiveria zizanioides)，溝面上種植百喜草(Palspalum notatum)等優(yōu)良適應的草本植物，回填園土，保持原坡面，保證基肥和后續(xù)追肥[33]；蛘呓⒉莨嗄緩秃先郝，建議先沿等高線挖小水平溝，植苗播種前下好基肥，一般用生物有機肥900 kg/hm2，均勻撒施于溝底，然后從溝上方挖表土復至溝深2/3參考文獻格式，將土和肥料充分拌勻。溝內種植水土保持林草，灌喬苗木截桿高20～30 cm后定植，栽植深度比原圃地根頸略深3～5 cm，踩實，按喬、灌一定比例混交，灌、喬苗木定植后，在溝埂上開淺溝深5 cm以上，用寬葉雀稗(Palspalum wettsteini)種籽105 kg/hm2 (或百喜草Palspalum notatum 45 kg/hm2)，拌生物有機肥、稻田土均勻撒在埂上淺溝內，植苗、播草后注意苗、草的撫育[19]。在某些侵蝕坡地，研究人員選擇栽培喬木混交林，成活率比較重要，建議選擇采用穴植方法，用容器苗造林，注重后續(xù)的肥力保證，能有效的提高苗木的成活率和植物的生長速率，最終有效地削減坡面徑流泥沙，控制水土流失，促進植被快速生長覆蓋地表，從而使退化生態(tài)系統(tǒng)得到很好的恢復[34]。
在中、輕度水土流失的坡地上，為了提高當地的經濟效益，一般可種植竹類等經濟植物，而低緩坡則可以發(fā)展果樹為主。這種情況下一般采取修建梯田、臺地或小平臺，挖大穴種植，施基肥的方法;草類主要種植在梯田面和斜坡面，起到護坎保土的作用[25]。某些非經濟類植物如馬尾松(Pinus massoniana)等則可通過飛播或人工撒播，并輔以封禁等手段，實現(xiàn)自然修復;并通過人工補植并輔以飛播闊葉樹和豆科灌木等鄉(xiāng)土植物，實現(xiàn)多層植被覆蓋。
在貴州喀斯特山區(qū)農耕地、公路邊坡治理、苗圃建設等方面的栽培時，王文華等建議應用新型抗旱保水劑和高效緩釋肥料，提高所選草種的種植成活率和坡面覆蓋率[21] [35] [36]。而某些根系發(fā)達的草種如Ⅱ系狼尾草(Pennisetum alopecuroides)則建議采取等高整畦法參考文獻格式，一般在種植前一年冬季墾地凍垡，松墾深30 cm，確保土壤疏松，次年三月份碎土整地，依山形沿等高線做畦，便于耕作及排水。由于紅壤侵蝕荒坡地普遍土壤貧瘠，種植前需施入農家肥15 t/hm2 或750 kg/hm2 復合肥，同時施用過磷酸鈣15～20 kg，翻入土中作基肥，并注意在快速生長期追加氮肥。
為了使種植的植被保持較高的成活率，水保研究工作者對植被的建造技術作了系統(tǒng)地研究，也提出了系統(tǒng)的建議：
(1) 時間的選定。為了取得比較好的播種栽植效果，播種栽植必須限制在某個特定的季節(jié)。無論栽植還是播種，要注意時間的選擇，最好在當地雨季前后，不能太前也不能太后。因為植被種子的萌發(fā)以及所栽幼苗的扎根生長，都需要水分，而這時水分是生長的主要限制因子，很容易出現(xiàn)水分虧缺，從而導致不萌發(fā)或者死亡。
(2) 種子和幼苗的技術性處理。在播種中可推廣應用保水劑、微量元素，增加種子的抗逆性。還可以應用激素，促進種子的發(fā)芽率。有些時候，為了防止種子被暴雨沖走，還可以運用丸子種子，用長效肥、保水劑、填充劑、微量元素、激素以及優(yōu)選搭配好的灌木草本種子，滾成雞蛋大小(重約50 g) 的種子丸。然后，挖淺溝，播種下種子丸，從而防止徑流沖走。
(3) 與工程措施相結合。工程措施促進了植被措施的實施， 比如地形比較陡峭的地方，由于水土流失嚴重參考文獻格式，而致使植被難于生長，采用工程措施修筑水平階、水平溝以及魚鱗坑攔蓄徑流、土壤，而在上面種植植被，發(fā)展集流植被。
(4) 新興植被建造技術。比如水力噴草技術、人工防蝕草膜等，這些綜合技術綜合了多方面的知識，包括生物、機械、水力以及化學等等。這些技術是專門針對那些土質復雜、松軟以及地形陡峭的、不容易實施生物措施和工程措施的特殊區(qū)域[24] [37] [38]。
通常在以往很多水土流失治理實踐中，采取的工程與植物措施是相互分離的，即為攔蓄徑流而布設坡面工程，為增加地表覆蓋而植樹種草，導致有林無溝、有溝無林的弊端。根據坡面徑流調控理論，將二者有機結合起來既能節(jié)省工時又能強化治理效果。在強度侵蝕區(qū)由于植被稀少而地表裸露，坡面徑流沖刷強烈，通過布設坡面工程如等高水平溝可以截短坡長，削減徑流沖刷力，同時能有效攔截坡面徑流泥沙，促進水分入滲及有機質等養(yǎng)分沉積，改善溝內土壤水分及養(yǎng)分狀況，為植物生長創(chuàng)造有利條件。而溝內植物的生長反過來能更好地保護坡面工程，促進徑流泥沙的攔蓄沉積，因而結合坡面工程營造水土保持林可以取得良好的植被恢復與蓄水保土效果，是強度侵蝕區(qū)水土流失治理的一個不錯的方法[19]。不論是水保工程措施還是水保生物措施都應該根據實際情況配套進行，才可以收到良好的效益，達到預期的效果。
4 侵蝕劣地和退化林植被恢復
在紅壤侵蝕劣地上，生態(tài)系統(tǒng)植物多樣性一般極低，生態(tài)環(huán)境極為惡劣，土壤物理性質極端惡劣，土壤保水供水能力極差，降雨時土壤水分很快即達飽和，易發(fā)生嚴重水土流失。由于貯水能力相當低，干旱時土壤供水能力差，植被生長所需的最低水分無法得到滿足參考文獻格式，植被更加難以生長[39]。
馬尾松(Pinus massoniana)本是我國南方的主要用材樹種，具有適應性強、主根明顯、用途廣、速生豐產等特點。然而，隨著馬尾松(Pinus massoniana)造林面積的迅速擴大，單一針葉純林的弱點逐漸暴露出來。地力衰退日益明顯，松毛蟲危害嚴重，火災頻率增加，林分產量低[40]。紅壤地區(qū)的馬尾松(Pinus massoniana)林地目前已是典型侵蝕劣地，其水土流失嚴重，植被覆蓋率低，馬尾松(Pinus massoniana)生長緩慢，加之馬尾松(Pinus massoniana)分布區(qū)人工群落樹種單一，林種、樹種結構不合理，人為破壞等因素，這種大面積“小老頭樹”針葉林地土壤侵蝕與土壤退化形勢在短時間內難以逆轉，恢復的難度極大。
對于馬尾松(Pinus massoniana)林的治理，研究人員也開展了很多嘗試，林開旺通過對福建省寧化禾口嚴重侵蝕紫色土采取粗放治理、強化治理、封禁治理等三種不同治理措施及對照群落的生物量和能量進行研究[41]。粗放治理，即帶狀整地后，簡單的挖穴施肥栽種灌木;強化治理，即臺狀整地與侵蝕溝結合，草灌木結合，強化人工管理。研究表明，采取強化治理后，馬尾松(Pinus massoniana)的生長得到促進，群落的干物質和能量積累能力得到提高，從而有利于增加植被蓋度，迅速覆蓋地表，控制水土流失;并且增強了群落植物對光能的截獲，減少了日光對地表的直射，從而降低地表溫度，縮小夏季晝夜溫差參考文獻格式，避免旱季土壤水分的過度損失，改善了治理地的水熱條件，反過來有利于植物的生長。然而，強化治理的群落生物量和能量現(xiàn)存量仍低于20 世紀60 年代中期在原馬尾松(Pinus massoniana)疏林地采取的封禁治理，表明處于嚴重退化階段的紫色土生態(tài)恢復和重建具有長期性的特點;同時說明侵蝕退化紫色土的治理應根據其所處的不同退化階段而采取相應的治理措施，才能收到最佳的治理效果。另外王巧珍和劉春華在30年生馬尾松(Pinus massoniana)林下進行分別套種拉氏栲(Castanopsis lamontii)、青栲(Cyclobalanopsismyrsinaefolia)、格氏栲(Castanopsis kawakamii)和苦櫧(Castanopsis sclerophylla)，形成針闊混交異齡林模式，在林下套種合適的闊葉樹種就能充分利用地上與地下的能量和空間，增加生物量，增加森林生態(tài)系統(tǒng)中生物類群的多樣性、多層性，有利于提高林下物種豐富度，維持地力、改善土壤、預防病蟲害，從而推動林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[41] [42]。
如果在侵蝕嚴重的花崗巖和紅黏土劣地上直接植樹種草，成活率極低，而且生長速度緩慢。需要首先種植先鋒植物才能收到好的治理效果。南方紅壤區(qū)對侵蝕劣地的快速綠化模式有以下兩類：(1)“客土”治理模式，將堆漚腐熟的桐籽枯餅肥與田土按1∶10拌勻后，種植濕地松(Pinus elliottii)、木荷(Schima superba)、楓香(Liquidambar formosana)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、百喜草(Palspalum notatum)等，提高肥力且節(jié)約成本。(2)“類蘆(Neyraudia reynaudiana)”治理模式。類蘆(Neyraudia reynaudiana)在南方紅壤區(qū)廣泛分布，其適應性強、生長快、生物產量高，具有多種效能和綜合利用價值，而且由于類蘆在長期進化中的自然選擇分布,僅限于較惡劣生境條件的地方，所以，在侵蝕劣地選擇類蘆為主栽草種不但不會造成“生態(tài)污染”和“生物入侵”，反而能促進其他植物生長和增加植物群落的生物多樣性，是優(yōu)良的多年生鄉(xiāng)土水保綠化植物，具有良好的生態(tài)效應,在南方一些地區(qū)的侵蝕劣地治理中已收到顯著成效[43] [44][45][46]。林夏馨在福建長汀逕流小區(qū)以類蘆為主栽草種進行快速綠化，測定其水土流失治理的效果。研究顯示栽植類蘆后，植被覆蓋率迅速提高，地表枯枝落葉增多加厚，增加了保水保濕能力，明顯地改變了侵蝕劣地的土地條件參考文獻格式，為其他鄉(xiāng)土植物的生長和侵入創(chuàng)造了優(yōu)越的條件[43]。種植后兩年，林地內一些指示性的植被和物種已在山坡下部和水濕條件較好的地段出現(xiàn)，如灌木類的細齒葉柃(Eurya nitida)、梅葉冬青(Ilex spp.)，草本類的石松(Lycopodium japonicum)和蕨類的狗脊(Woodwardia japonica)，烏毛蕨(Blechnum orientale)，芒萁(Dicranoptcris dichotoma)。種群的多樣性已達到和超過當地封山育林達15年以上的馬尾松(Pinus massoniana)林內植被的狀況，實驗區(qū)的植被覆蓋率高達80%-100%。
除了種植先鋒植物，適應惡劣生境外，想要解決紅壤侵蝕劣地的水土流失問題，還需要形成穩(wěn)定的植物群落。但這些地區(qū)往往因生境惡劣，物種單一，治理效果往往不盡如人意。郭曉敏等對江西省不同類型紅壤侵蝕劣地采用不同治理技術，在恢復植被的基礎上，進行綜合治理和立體經營，施行的喬、灌、草立體結構和用材林、薪炭林、防護林、經濟林一林多用的樹種組合[47]。松類樹種及楓香(Liquidambar formosana)、木荷(Schima superba)既是優(yōu)良的用材林種，又是保持水土、瘠薄山地造林的先鋒樹種。而杜仲(Eucommia ulmoides)、青錢柳(Cyclocarya paliurus)、棶木(Cornus spp.)、黑荊樹(Acacia mearnsii)、赤按(Eucalyptuscamaldulensis)、黃桅子(Gardenia sootepensis)等闊葉樹種除了其枝、葉、果有較高的藥用、食用和工業(yè)用價值外，還可起改良土壤的作用。另外，胡枝子(Lespedeza bicolor)、榿木(Alnus cremastogyne)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)、黑荊樹(Acacia mearnsii)等豆科樹種的固氮作用也對改良土壤、恢復植被有良好的促進作用。正是通過把它們合理的組配，形成多層、多種人工植物群落的整體結構，利用林冠多層截留和地面下墊面的改變，減緩了雨滴濺蝕力和地表徑流量。同時喬、灌、草組合的植物群落根系錯落交叉，形成網絡結構，增加了固土防沖能力，為植物的快速穩(wěn)定生長創(chuàng)造了局部生境的多樣性[47][48]。
紅壤丘陵區(qū)是南方重要的農林業(yè)生產基地，為了提高當地的農林收入，水土流失治理又不能忽略當地的經濟林建設，但在侵蝕坡地上開墾的果園，盡管采取了挖大穴、施重肥的技術措施栽培果樹，但因在管理上只注重防治水土流失，缺乏培肥地力的有效措施，使侵蝕劣地地力沒有得到根本的改善。要保證已開發(fā)的侵蝕坡地的持續(xù)利用和發(fā)展參考文獻格式，僅僅搞好水土保持工作是不夠的，還須采取有效措施改善土壤的理化性狀。因此，要充分意識到培育侵蝕劣地肥力的重要性，考慮在果園里套種爬地蘭(Inaigoferaendecaphyllajacg)、無刺含羞草(Mimosa invisa var. inermis)、寬葉雀稗(Palspalum wettsteini)和百喜草(Palspalum notatum)等草本植物，對培肥土壤，活化土壤養(yǎng)分，增加土壤中速效養(yǎng)分的含量，進而對恢復侵蝕劣地生產力有良好的效果[49]。
侵蝕劣地和退化林的植被恢復是個長期的過程，水土流失治理應根據其所處的不同退化階段而采取相應的治理措施，選取合適的植被物種和相應的種植模式，才能收到最佳的治理效果。
5 紅壤植被群落構建
植物群落是不同植物有機體的結合，是構成生態(tài)系統(tǒng)的基礎，植物群落的特征及物種多樣性直接影響著所構成的生態(tài)系統(tǒng)的生產力、穩(wěn)定性等功能的發(fā)揮[50]。植被群落構建是希望根據經營目的和生態(tài)學要求，在主導環(huán)境因子識別和掌握的基礎上，用人工選擇的植物組成、結構取代現(xiàn)有的退化植物群落，使群落盡快恢復到一定的群落結構和功能水平，使群落沿著人們預定的方向演替，以發(fā)揮植物群落的生態(tài)與景觀功能[51]。
以往的治理過程主要可列為兩類目標：一類是以水源涵養(yǎng)、水土保持林等生態(tài)效益發(fā)揮為主要目標，突出恢復和重建生態(tài)型植被;另一類是以短期經濟效益的獲取為目標的經濟型植被的重建，可能致使環(huán)境進一步退化。因此，二者都沒有可持續(xù)性。植被恢復和重建必須同時考慮生態(tài)學和經濟學原則，必須同時考慮人類的經濟發(fā)展的愿望和環(huán)境治理的現(xiàn)實，兼顧生態(tài)和經濟效益[52]。在治理水土流失的同時, 需要積極發(fā)展果業(yè)、藥材、經濟作物、經濟林木、實行立體種植和生態(tài)經濟系統(tǒng)要素的優(yōu)化組合、物質能量良性循環(huán)的生態(tài)經濟型水土保持模式，以經濟發(fā)展促流域治理。近些年來在贛南紅壤丘陵水土流失區(qū)實施的豬一沼一果工程等以及在閩北山區(qū)的“林果草牧沼菌”模式，利用果-草-牧、果-綠肥-土壤、果-豆科作物等模式，提高人工植物群落對資源的利用效能，提高群落及其系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗災能力，以草保土養(yǎng)地，以草帶動地方產業(yè)發(fā)展，促進生態(tài)與經濟的共同發(fā)展[53][54]。
針對某些地區(qū)水土流失區(qū)樹種結構單一、水土保持能力差的林分，有研究人員提出“復合型”植被重建的概念參考文獻格式，“復合型”植被重建是指以水土保持生態(tài)環(huán)境建設為主體，改單一品種，營造“復合型”植被。紅壤侵蝕區(qū)即存在林種結構單一、林地侵蝕嚴重、林地生態(tài)質量差等問題。只有重建“復合型”植被才能改變馬尾松(Pinusmassoniana)林地生態(tài)系統(tǒng)功能脆弱問題，營造樹種結構復雜、多層次、水土保持能力強的林分[16]。從時間上而言，短期草本覆蓋，發(fā)展到中期草、灌、喬“復合型”植被，最終達到頂級植被群落;從空間上而言，地表有地被物層、低有草本層、中有灌木層、高有喬木層;從植物品種上而言，有草、灌、喬;從水土保持而言，有保水、保土、保肥效益。重建“復合型”植被，在植被品種的配置上需強調深根與淺根的搭配，針葉與闊葉的搭配、常綠與落葉闊葉林的搭配以及喜陽與喜蔭樹種的搭配，在強度侵蝕區(qū)需采取以草促林、喬灌混交的措施，從而不同程度地增加物種數量，實現(xiàn)林分結構不斷優(yōu)化，使植物群落不斷向頂級群落順向演替。
“復合型”植被重建選擇的品種應該是適應當地生長的品種，并注重造林品種的鄉(xiāng)土化，合理配置，建立多層、復雜的群落結構。因此，重建可選擇地帶內的山茶科木荷(Schima superba)、金縷梅科楓香(Liquidambar formosana)、楊梅科楊梅(Myrica rubra)、殼斗科閩粵栲(Castanopsis fissarehd)、青岡(Cyclobalanopsis glauce)、樟科香樟(Cinnamomum camphora)、木蘭科含笑(Michelia figo)和杜英科山杜英(Elaeocarpussylvestris)為主的闊葉樹種;灌木選擇蝶形花科的胡枝子(Lespedeza bicolor)等鄉(xiāng)土品種。在營造水保林品種選擇上確定馬尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)、楓香(Liquidambar formosana)、楊梅(Myrica rubra)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等為典型優(yōu)勢造林樹種，是建立地帶性頂極穩(wěn)定群落的需要。
生態(tài)系統(tǒng)的結構決定其功能，且結構具有可操作性，從結構入手進行人工植物群落設計，實現(xiàn)群落在物種組成、群落片層、垂直結構和時空結構上的合理配置，達到群落結構合理、功能優(yōu)化的目的。從生態(tài)學理論上來說，一定的地理區(qū)域，在進行群落植被重建時應該適當借鑒植被群落的演替規(guī)律，天然的頂級植被結構就是完全適應當地生態(tài)環(huán)境的植被結構類型[24]。牛德奎等在前人水土流失治理基礎上提出了植被群落重建與恢復應遵循的原則[53]：
(1)群落演替原則，植物群落的演替方向和速度取決于內部動力和外部干擾力程度和對比狀況。許多研究者已經注意并著手研究植被退化規(guī)律及逆境群落中種群生態(tài)位特征，其目的均在于深入了解生物生態(tài)學恢復機制的基礎上更好地運用優(yōu)良的植物組合促進植被的迅速恢復。
(2)群落結構原則，表現(xiàn)為植被在垂直空間上的組合和空間上的配置, 前者著重于建群種與其它從屬種的合理結合, 要求注重植物種之間的陰陽性、深淺根、疏密生、養(yǎng)分元素吸收等生態(tài)學特征上具有生態(tài)位的互補性參考文獻格式，以減少競爭造成的不穩(wěn)定性。
(3)植物地帶性原則，在長期適應自然條件的結果下，使植物形成了一定的分布區(qū)，需要根據這一原則選擇構建群落的物種。
(4)生物多樣性原則，重視鄉(xiāng)土種，避免入侵種，所選品種與當地自然條件必須具備長期適應性，充分挖掘和發(fā)揮生物多樣性潛力和優(yōu)勢，為群落的穩(wěn)定和發(fā)展奠定了基礎。
(5)長期效益和短期效益相結合原則，重建和恢復植被，是環(huán)境退化地區(qū)的經濟步入可持續(xù)發(fā)展良性循環(huán)的基礎，因而對植被重建與恢復這樣需要長時間的過程來說就顯得尤為重要。
(6)群落穩(wěn)定性原則，雖然草被植物對侵蝕劣地等環(huán)境的適應能力優(yōu)于喬灌木，但自然界的植物群落很少由單一的種類構成，因此在植被群落重建與恢復過程中, 需要模擬群落的這些特征施加人工的促進措施，增加群落的穩(wěn)定性[53]。
因此今后在植被群落重建和恢復的研究與實踐中，要求深入了解主要土壤類型不同程度的侵蝕區(qū)以土壤水分、養(yǎng)分為主要特征的土壤退化規(guī)律，認識相對應階段群落優(yōu)勢種的生物學特性和對環(huán)境的適應性及生態(tài)位關系，確立穩(wěn)定植物群落的優(yōu)化結構;揭示植物群落發(fā)生發(fā)展過程中的脅迫因素及控制方法，探求適應于不同土壤類型、侵蝕程度地區(qū)植被恢復和重建的方法;充分挖掘生物多樣性資源優(yōu)勢，篩選優(yōu)良的鄉(xiāng)土草灌木和林木，建立適合地方自然條件和經濟發(fā)展特點的植被群落恢復和重建模式。
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