重慶渝東北地區(qū)水土保持喬木及大徑竹類植物調(diào)查及評價

管運峰 李果 祝元春

摘要?以重慶渝東北地區(qū)水土保持喬木及大徑竹類植物為研究對象，采用層次分析法，從環(huán)境適應(yīng)性、生長狀況、水土保持效果、經(jīng)濟價值等方面，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，對渝東北地區(qū)水土保持喬木及大徑竹類植物篩選及評價研究，結(jié)果表明渝東北地區(qū)水土保持喬木及大徑竹類植物資源豐富，47科122屬231種。根據(jù)重慶渝東北地區(qū)水土保持喬木/大徑竹綜合評價得分及排序，共有3級以上（分值>80分）水土保持植物87種，其中Ⅰ級水土保持植物共31種，Ⅱ級水土保持植物共31種，Ⅲ級水土保持植物共25種。重慶市水土保持植物資源非常豐富，有很多資源尤其是藥用植物資源需要開展一些基礎(chǔ)研究，研究開發(fā)其利用價值，攻克其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)，依靠科技創(chuàng)新，培育新型產(chǎn)業(yè)，為渝東北地區(qū)水土保持林建設(shè)提供理論依據(jù)及技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞?渝東北;水土保持;喬木;大徑竹;評價

中圖分類號?S?757.2文獻標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）01-0128-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.01.039

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Investigation and Evaluation of Soil and Water Conservation Trees and Large Diameter Bamboos Plants in Northeastern Chongqing

GUAN Yun?feng1，LI Guo1，ZHU Yuan?chun1，2

（1.Chongqing Academy of Forest，Chongqing 400036;2.Chongqing Hanye Garden Engineering Co.，Ltd.，Chongqing 400036）

Abstract?The environmental adaptability，growth status，soil and water conservation effect，economic value，and other aspects of soil and water conservation tree and large?diameter bamboo plants in northeastern Chongqing were studied by using the analytic hierarchy process to screen and evaluate these plants.Results showed that the plant resources of soil and water conservation tree and large?diameter bamboo in northeastern Chongqing were abundant with 231 species of 122 genera in 47 families.According to the comprehensive evaluation index and ranking of soil and water conservation trees and large diameter bamboos in northeastern Chongqing，this region included 87 species of soil and water conservation plants （index>80），including 31 species of plants that perform best in soil and water conservation，31 species of plants that perform better in soil and water conservation，and 25 species of plants that perform general in soil and water conservation.The water and soil conservation plant resources in Chongqing were very rich.For many resources，especially medicinal plant resources， we should carry out some basic research todevelop their utilization value and overcome the key technologies of their industrialization，relying on scientific and technological innovation to cultivate new industries.This could provide theoretical foundation and technical support for the construction of soil and water conservation forests in northeastern Chongqing.

Key words?Northeastern Chongqing;Soil and water conservation;Tree;Large?diameter bamboo;Evaluation

重慶市是集大城市、大農(nóng)村、大山區(qū)、大庫區(qū)為一體的超大城市，自然生態(tài)條件、地區(qū)發(fā)展水平、城鄉(xiāng)發(fā)展水平差異較大。重慶市屬于全國水土保持區(qū)劃中的西南紫色土區(qū)（四川盆地及周圍山地丘陵區(qū)），其主城城鎮(zhèn)開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)區(qū)侵蝕強度高，危害大，尤其是渝東北地區(qū)是該市水土流失最嚴(yán)重的區(qū)域，水土流失集中分布于涪陵及以東的中部平行嶺谷區(qū)和東段平行嶺谷區(qū)，萬州至巫山段是該市水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)。

通過營造植被來改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、治理水土流失是當(dāng)前水土保持界公認(rèn)的最便捷、最有效、最科學(xué)和最綠色可持續(xù)的水土保持方法。首先要選出水土保持功能強大的水土保持植物。水土保持植物通常具有根系發(fā)達、適應(yīng)性廣、生長速度快、對氣候以及土壤等自然條件的要求不高等習(xí)性[1]，對于水土保持植物的篩選既要參考其生物學(xué)特征、生態(tài)學(xué)習(xí)性，也要根據(jù)其在不同環(huán)境下水土保持能力表現(xiàn)來具體判斷?！吨貞c維管植物檢索表》記錄了重慶市5 900余種維管植物，并對其資源分布狀況進行了簡要介紹。除去規(guī)模系統(tǒng)的調(diào)查研究外，針對幾個或單個植物物種的水土保持能力、抗性能力和水土保持植物資源開發(fā)利用方面的研究更加深入。學(xué)者們通過大量研究，指出羽葉山黃麻、苜蓿、香根草、漆樹、桑、南竹[2-11]、馬尾松[12]、杉木[13]、柳杉[14]、柏樹[15-16]、杜仲[17]、厚樸[18]、構(gòu)樹[19]、光皮樺[20]、木荷[21]、秋華柳[22]、廣東山胡椒[23]、牛鞭草[24]等是較好的水土保持植物。對于典型的重慶水土保持植物如杜仲、厚樸、花椒、枇杷、獼猴桃、葡萄、花椒等的品種選育、育苗、栽培、管理、采收、營銷等也都有大量的研究結(jié)果呈現(xiàn)。雖然當(dāng)前的研究成果較為豐碩，但仍然存在研究較為片面，單一以經(jīng)濟效益為導(dǎo)向、產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)未能攻破或者產(chǎn)業(yè)化技術(shù)鏈不完善等缺陷。

為解決渝東北地區(qū)水土流失問題，保障三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境安全，該研究通過開展重慶渝東北地區(qū)水土保持喬木及大徑竹類植物資源調(diào)查，構(gòu)建水土保持植物篩選評價體系，篩選出適應(yīng)性強、長勢優(yōu)良、產(chǎn)業(yè)化前景好的植物資源，為重慶渝東北地區(qū)的水土保持林建設(shè)提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1?研究區(qū)域及研究方法

1.1?研究區(qū)概況

渝東北地區(qū)（圖1），包括萬州、梁平、城口、豐都、墊江、忠縣、開州、云陽、奉節(jié)、巫山、巫溪11個區(qū)縣，地處渝鄂川陜4省市交界地帶，是重慶的東北“門戶”。

渝東北地區(qū)是我國重要生物多樣性保護區(qū)和生態(tài)功能維護區(qū)，是長江流域重要生態(tài)屏障和長江上游特色經(jīng)濟走廊，地處三峽庫區(qū)，該區(qū)土地總面積3.39萬km2。地貌類型以中低山為主，山谷高差800～1 200 m，喀斯特地貌發(fā)育，河谷深切，土壤以紫色土、黃壤、黃棕壤和石灰?guī)r土為主，多年平均降雨量1 155.4 mm。區(qū)內(nèi)坡耕地分布較廣，農(nóng)業(yè)人口集中，水土流失嚴(yán)重，水土流失面積1.6萬km2，水土流失面積比42.43%，其中中度及以上水土流失面積占水土流失總面積的64.91%，區(qū)內(nèi)水土流失分布較廣，水土流失敏感程度高，是重慶市重力侵蝕最為嚴(yán)重的地區(qū)。

1.2?研究方法

1.2.1?調(diào)查方法。

線路調(diào)查：根據(jù)調(diào)查區(qū)域地形、地勢特點，分別設(shè)置水平樣線和垂直樣線。水平樣線的線路調(diào)查內(nèi)容包括記錄河流、湖泊、沼澤等生境的植被類型，記錄方式為現(xiàn)場調(diào)查、咨詢記錄、數(shù)碼拍攝記錄等。同時通過沿線踏查選擇合適的垂直樣線，順著山坡垂直向上，沿線記錄植被類型的變化，選擇典型的群落樣地，進行樣地調(diào)查。

樣地調(diào)查：在垂直樣線的線路調(diào)查基礎(chǔ)上，根據(jù)地形、海拔、坡向坡位、地質(zhì)土壤，以及植物群落的形態(tài)結(jié)構(gòu)和主要組成成分的特點，采取典型選樣的方式設(shè)置樣地。典型樣地設(shè)置面積大小均以大于其群落最小樣地面積為標(biāo)準(zhǔn)，喬木林統(tǒng)一設(shè)置400 m2（20 m×20 m）。樣地調(diào)查方法主要采用十字分割樣方法和分層統(tǒng)計法，將樣地平分成4個象限，對喬木層逐一調(diào)查記錄。

標(biāo)本鑒定參考《中國植物志》《四川植物志》《中國高等植物圖鑒》《重慶維管植物檢索表》等工具書，如有分歧，以《中國植物志》為準(zhǔn)。

1.2.2?評價方法。

1.2.2.1?建立評價梯階層次結(jié)構(gòu)。

最高層為重慶渝東北地區(qū)水土保持喬木/大徑竹綜合評價，在中間層將水土保持喬木/大徑竹綜合評價的總目標(biāo)分解成4個指標(biāo)，即適應(yīng)性指標(biāo)、生長指標(biāo)、水土保持指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)4項評價準(zhǔn)則。最底層分別為抗旱性、耐瘠薄、抗病蟲害、海拔分布梯度、適生土壤pH范圍、生長速度、冠幅面積、樹冠厚度、葉面積指數(shù)、分枝數(shù)、林冠截留率、枯落物持水率、枯落物儲量、根系狀況、表層土壤根分布、單位面積經(jīng)濟產(chǎn)值、管護投入17項評價因子，將各種要素的因子放在適當(dāng)?shù)膶哟蝺?nèi)，用層次結(jié)構(gòu)圖清晰地表達這些因素的關(guān)系，建立完全相關(guān)的綜合評價指標(biāo)體系，對17個評價因子指標(biāo)進行具體的描述（表1～2）。

1.2.2.2?構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣。

在AHP綜合評價體系中，各評價因素的相對重要性是評價的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。在實際工作中，這些相對重要的信息基礎(chǔ)通常是根據(jù)總目標(biāo)的要求由有經(jīng)驗的專業(yè)人士或者在廣泛征求大多數(shù)人意見的基礎(chǔ)上做出判斷。用1～9比率標(biāo)度使之定量化，并構(gòu)成兩兩比較判斷矩陣。該研究請專家對評價因子進行兩兩比較建立成對比較矩陣，經(jīng)調(diào)整構(gòu)造出A-B，B1-C、B2-C、B3-C、B4-C兩兩比較判斷矩陣（表3～7）。

1.2.2.3?綜合評判計算方法。利用方程V=nBω，其中V為綜合得分;B為因子評分;ω為因子權(quán)重值;n為因子數(shù)。

根據(jù)表3～7各指標(biāo)權(quán)重值，得到重慶市水土保持植物綜合評價計算為：

V=ni=1Biωi=ni=1Ciωi

2?結(jié)果與分析

2.1?水土保持喬木及大徑竹類植物調(diào)查與分析

重慶市境

內(nèi)植物種類異常豐富，境內(nèi)有維管植物224科1 848屬5 900余種。通過對重慶渝東北地區(qū)水土保持喬木及大徑竹類植物調(diào)查，結(jié)合水土保持植物特點、生境特征，選擇多年生、植株低矮、種源易獲得、繁殖較易、經(jīng)濟價值相對較高、市場需求量大的物種，然后整理、分類，水土保持喬木及大徑竹類植物47科122屬231種。

2.2?水土保持喬木及大徑竹類植物資源評價

2.2.1?準(zhǔn)則層及因子層各指標(biāo)的權(quán)重。

根據(jù)判斷矩陣運用Yaaph 6.0可以得出重慶渝東北水土保持喬木及大徑竹類植物資源評價模型與中間層各個因子所占的權(quán)重（表8）。

權(quán)重值的大小反映了評判者對各個評價因子的重視性程度。渝東北大巴山山區(qū)，海拔垂直地帶性強，坡度大，水土流失強度大，立地條件差，就要求水土保護植物保證適應(yīng)能力的前提下，滿足生長指標(biāo)，才能保證植物發(fā)揮水土保持的生態(tài)效益，改善土壤結(jié)構(gòu)，降低地表徑流量，減緩該區(qū)域的水土流失強度。在保證植物水土保持功能的前提下盡量突出水土保持植物的經(jīng)濟效益，適應(yīng)性指標(biāo)的權(quán)重值最高，為0.557 9。說明在渝東北地區(qū)水土保持植物篩選中，植物對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的適應(yīng)能力十分重要，只有保證了基本生存能力，才能在此基礎(chǔ)上討論水土保持植物的水土保持效應(yīng)和潛在的經(jīng)濟效益。水土保持植物的生長指標(biāo)權(quán)重值排列第2，為0.263 3，表明在水土保持植物篩選中，植物的生長狀況比較重要，能夠提高植物的水土保持效益，增加經(jīng)濟收入，引導(dǎo)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

適應(yīng)性B1-C的各個評價因子中，抗旱性（C1）、耐瘠?。–2）、抗病蟲害（C3）、海拔分布梯度（C4）及適生土壤pH范圍（C5）權(quán)重值分別為0.443 6、0.261 8、0.152 8、0.089 2、0.052 6，抗旱性（C1）的權(quán)重值最高，說明在渝東北地區(qū)地理環(huán)境氣候條件下，夏季炎熱，多伏旱，在水土保持植物篩選中，抗旱性是首要考慮的因子，渝東北地區(qū)多山地和丘陵，是典型的喀斯特地貌，土壤較貧瘠，因此選擇耐貧瘠的樹種也非常重要。同時抗病蟲害、海拔分布梯度及適生土壤pH范圍也是需要考慮的因子。

生長性（B2-C）的各個評價因子中，生長速度（C6）、冠幅面積（C7）、樹冠厚度（C8）、葉面積指數(shù)（C9）、分枝數(shù)（C10）權(quán)重值分別為0.439 8、0.257 5、0.157 6、0.089 8、0.055 3，生長速度（C6）權(quán)重值較高，說明在水土保持植物篩選過程中植物的生長速度是首要考慮的因子，冠幅面積、樹冠厚度、葉面積指數(shù)、分枝數(shù)等指標(biāo)也是需要考慮的因子。

水土保持指標(biāo)（B3-C）的各個評價因子中，林冠截留率（C11）、枯落物持水率（C12）、枯落物儲量（C13）、根系狀況（C14）、表層土壤根分布（C15）的權(quán)重值分別為0.453 7、0.266 7、0.149 1、0.081 7、0.048 8，林冠截留率（C11）的權(quán)重值較高，說明在水土保持植物篩選過程中植物對雨水的林冠截留率是首要考慮的因子，減少地表徑流的強度，削弱雨水對土壤的沖刷侵蝕，植物的枯落物越多，地表覆蓋層越厚，同樣可以減弱雨水對土壤的沖刷侵蝕，因此選擇枯落物持水率高的樹種也是必要的，同樣枯落物儲量、根系狀況、表層土壤根分布等也是與水土保持相關(guān)的因子。

經(jīng)濟指標(biāo)（B4-C）的各個評價因子中，單位面積經(jīng)濟產(chǎn)值（C16）和管護投入（C17）的權(quán)重值分別為0.666 7、0.333 3，說明水土保持植物篩選過程中考慮樹種的單位面積經(jīng)濟產(chǎn)值是十分有必要的，同時管護的投入也是需要考慮的，產(chǎn)值高又耐粗放管理的樹種更有利于發(fā)揮水土保持植物的經(jīng)濟性。

2.2.2?綜合評判計算。

利用方程V=nBω，根據(jù)表8各指標(biāo)權(quán)重值，得到重慶市水土保持植物綜合評價計算方程為

V=nBiωi=nCiωi=0.247 5×C1+0.146 1×C2+0.085 2×C3+0.049 8×C4+0.029 3×C5+0.115 8×C6+0.067 8×C7+0.041 5×C8+0.023 6×C9+0.014 6×C10+0.055 3×C11+0.032 5×C12+0.018 2×C13+0.010 0×C14+0.005 9×C15+0.037 9×C16+0.019 0×C17

2.2.3?評價結(jié)果。將現(xiàn)有植物劃分為3級，V>90分為Ⅰ級水土保持植物，綜合表現(xiàn)佳;85

由表9可知，Ⅰ級水土保持植物共31種，分別為燈臺樹、旱柳、麻櫟、水杉、羽脈山黃麻、銀毛葉山黃麻、麻櫟、白櫟、板栗、梾木、光皮梾木、山楊、楓香、構(gòu)樹等。Ⅰ級水土保持植物綜合評分在90分以上，在適應(yīng)性指標(biāo)、生長指標(biāo)、水土保持指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)、土壤指標(biāo)等各評價指標(biāo)上表現(xiàn)優(yōu)良，適應(yīng)性強，水土保持能力強，耐瘠薄，在渝東北大巴山山地保土維護區(qū)，從山地坡底到山地坡頂，立地條件差到優(yōu)良均可廣泛栽植。

Ⅱ級水土保持植物31種，分別為核桃、黃葛樹、柳杉、柏木、響葉楊、榿木、毛脈南酸棗、喜樹、山桐子、山烏桕、樟、合歡、青岡等。Ⅱ級水土保持植物綜合評分在85～90分，在適應(yīng)性指標(biāo)、生長指標(biāo)、水土保持指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)、土壤指標(biāo)等各評價指標(biāo)上表現(xiàn)良，適應(yīng)性較強，水土保持能力較強，較耐瘠薄，適宜在渝東北大巴山山地保土維護區(qū)立地條件相對一般的區(qū)域栽植。

Ⅲ級水土保持植物25種，分別為巴山松、枇杷、黑殼楠、杜仲、厚樸、天竺桂、小葉榕、麻竹等。Ⅲ級水土保持植物綜合評分在80～85分，在適應(yīng)性指標(biāo)、生長指標(biāo)、水土保持指標(biāo)、經(jīng)濟指標(biāo)、土壤指標(biāo)等各評價指標(biāo)上表現(xiàn)一般，適應(yīng)性一般，水土保持能力一般，適宜在渝東北大巴山山地保土維護區(qū)立地條件相對較好的區(qū)域栽植。

3?結(jié)語

水土保持植物研究一直是水保事業(yè)關(guān)注的重點。科學(xué)種植、規(guī)范管理是水土保持植物發(fā)揮效益的先決條件，選擇合適的水土保持植物并栽植在合適的生長地點，勢必提高水土保持效率。當(dāng)前的研究成果在一定意義上為重慶市水土保持植物選擇提供了參考，為產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用明確了方向。但是，該研究依然存在不足之處，需進一步研究。水土保持植物開發(fā)重點必定隨時間而變化，需要項目組繼續(xù)深入的研究。重慶市水土保持植物資源非常豐富，但由于科研或宣傳不夠，有很多資源尤其是藥用植物資源，人們還不知道其經(jīng)濟價值，更談不上開發(fā)利用。所以，需要開展一些基礎(chǔ)研究，研究開發(fā)其利用價值，攻克其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)，依靠科技創(chuàng)新，培育新型產(chǎn)業(yè)。做好水土保持植物資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃非常必要，在項目完成后，就可形成一個新的集中連片的產(chǎn)業(yè)基地，因此應(yīng)加強不同區(qū)域水土保持植物資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃研究。

參考文獻

[1] 陳維學(xué).淺談水土保持植物種植的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015（30）：1752.

[2] 鄭昌隆.裸巖山地綠化的先鋒樹種——羽葉山黃麻[J].國土綠化，2002（6）：35.

[3] 楊青川，康俊梅，張鐵軍，等.苜蓿種質(zhì)資源的分布、育種與利用[J].科學(xué)通報，2016，61（2）：261-270.

[4] 洪紱曾.苜?？茖W(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2009.

[5] 洪紱曾.中國苜蓿育種的研究與發(fā)展[J].草業(yè)科學(xué)，1989（6）：40-42.

[6] 田曉鋒.重金屬鎘對金絲柳和香根草的生長及光合生理的影響[D].重慶：西南大學(xué)，2008.

[7] 李繼暉.對彭水發(fā)展漆樹特色經(jīng)濟林的思考[J].重慶林業(yè)科技，2011（3）：56-57.

[8] 蔣光毅，黃先智，史東梅，等.石漠化區(qū)桑樹地埂的土壤水分特征研究[J].水土保持學(xué)報，2015，29（6）：215-221.

[9] 南宏偉，賀秀斌，鮑玉海，等.桑樹根系對紫色土土壤抗剪強度的影響[J].中國水土保持，2011（8）：48-51.

[10] 陳春，吳大洋，孫波.三峽庫區(qū)建成片桑園對水土保持效果的初步研究[J].中國蠶業(yè)，2004，25（1）：22-23.

[11] 李香云，王玉杰，朱金兆.重慶縉云山楠竹林地不同時間尺度降雨量再分配規(guī)律研究[J].水土保持研究，2008，15（6）：101-104.

[12] 凱旋.重慶近郊馬尾松經(jīng)營林分的水文特征研究[D].貴陽：貴州大學(xué)，2016.

[13] 張先儀.整地方式對水土保持及杉木幼林生長影響的研究[J].林業(yè)科學(xué)，1986，22（3）：225-232.

[14] 牛濤.華西雨屏區(qū)退耕地幾種植被覆蓋模式水土保持效益研究[D].雅安： 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[15] 杜金海.試析低效柏木純林不同改造對水土保持功能的影響[J].水能經(jīng)濟，2017（3）：144.

[16] 宋春，徐敏，趙偉，等.不同土地利用方式下紫色土磷有效性及其影響因素研究[J].水土保持學(xué)報，2015，29（6）：85-89.

[17] 黃志剛，李鋒瑞，曹云，等.南方紅壤丘陵區(qū)杜仲和油桐人工林水土保持效應(yīng)的比較[J].林業(yè)科學(xué)，2007，43（8）：8-14.

[18] 謝旗.中輕度水土流失區(qū)厚樸造林前景展望[J].亞熱帶水土保持，1991（3）：32，49.

[19] 王云翔，孫海龍，羅龍皂，等.人工石質(zhì)邊坡構(gòu)樹根系抗剪特性研究[J].水土保持研究，2012，19（3）：114-118.

[20] 陳光升，胡庭興，黃立華，等.華西雨屏區(qū)人工竹林凋落物及表層土壤的水源涵養(yǎng)功能研究[J].水土保持學(xué)報，2008，22（1）：159-162.

[21] 程金花，張洪江，王偉，等.重慶四面山5種人工林保土功能評價[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，31（6）：54-59.

[22] 李婭.水淹對三峽庫區(qū)岸生植物秋華柳和野古草存活和恢復(fù)生長的影響[D].重慶：西南大學(xué)，2008.

[23] 趙洋毅，王玉杰，王云琦，等.重慶北部水源區(qū)水源涵養(yǎng)林構(gòu)建模式對土壤養(yǎng)分的影響[J].水土保持學(xué)報，2009，23（4）：236-240.

[24] 鐘榮華，鮑玉海，賀秀斌，等.三峽水庫消落帶4種草本根系抗拉特性及根系粘聚力[J].水土保持學(xué)報，2015，29（4）：188-194.