金沙江干熱河谷區(qū)困難立地植物配置及群落建植技術(shù)

郭幸飛 廖洪劍 陳曉蓉 朱兆華 徐國鋼 葉建軍

摘 ? ?要：金沙江干熱河谷是我國西南地區(qū)典型的生態(tài)脆弱區(qū)，季節(jié)性干旱明顯，天然植被稀少，生態(tài)環(huán)境脆弱，是長江上游植被恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)的重難點(diǎn)區(qū)域。通過查閱文獻(xiàn)資料與野外調(diào)查，對金沙江干熱河谷這一特殊地域的氣候特點(diǎn)、土壤特征、植被狀況進(jìn)行了研究，提出金沙江干熱河谷區(qū)植物選擇原則，并篩選出適宜在金沙江干熱河谷區(qū)生長的21種植物。金沙江干熱河谷區(qū)的邊坡質(zhì)地分為土質(zhì)坡、弱風(fēng)化巖石坡和強(qiáng)風(fēng)化巖石坡3種，按照坡度分為較緩坡、中等坡和高陡坡，針對不同的邊坡質(zhì)地和坡度，總結(jié)出適用于金沙江干熱河谷的9種植物組合及相應(yīng)的群落建植技術(shù)，以期為金沙江干熱河谷區(qū)生態(tài)修復(fù)與景觀重建提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：干熱河谷;困難立地;植物配置;群落建植

中圖分類號：S725.1 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.07.016

Abstract： The dry-hot valley of the Jinsha River is a typical ecologically fragile area in southwest China， with obvious seasonal drought， sparse natural vegetation， and fragile ecological environment. It is a difficult area for vegetation restoration and ecological construction in the upper reaches of the Yangtze River.Through literature review and field surveys， the climatic characteristics， soil characteristics， and vegetation conditions of the Jinsha River dry-hot valley were studied， the principle of plant selection in the Jinsha River dry-hot valley area was proposed， and suitable for the Jinsha River dry-hot valley area was selected 21 kinds of plants that grow.The slope texture of the Jinsha River dry-hot valley area is divided into three types including soil slope， weakly weathered rock slope and strongly weathered rock slope. According to the slope， it is divided into gentle slope， medium slope and high steep slope. According to the different slope texture and slope， the conclusion is summarized. It is applicable to 9 plant combinations and corresponding community establishment techniques in the dry-hot valley of the Jinsha River.It is expected to provide a scientific basis for ecological restoration and landscape reconstruction in the dry-hot valley of the Jinsha River.

Key words： dry-hot valley;difficult ground;plant configuration;community establishment

干熱河谷區(qū)是由特殊地質(zhì)地貌、氣候特征及土壤狀況等因子共同影響組成的一種特殊的生態(tài)脆弱區(qū)域，具有生態(tài)穩(wěn)定性差、植被恢復(fù)困難等典型特征，是我國西南橫斷山區(qū)特有且典型的植被恢復(fù)極端困難的立地之一[1-3]。特殊的地理位置和獨(dú)特的地形地貌特征組合形成了典型的干熱河谷氣候環(huán)境，在云南省亞熱帶高原山地河谷地帶發(fā)展形成了一類特有干熱河谷植被類型[4]。干熱河谷集中分布在我國橫斷山脈地區(qū)的金沙江、紅河、瀾滄江和怒江四大江的下部河谷流域，并在各大流域占據(jù)重要的生態(tài)區(qū)位，其植被恢復(fù)的研究深受重視[5]。

近年來，許多專家學(xué)者對干熱河谷植被恢復(fù)進(jìn)行了理論、技術(shù)、植物篩選、生態(tài)評價等方面的研究和探索，為該區(qū)植被恢復(fù)提供了理論和實踐支持。李強(qiáng)[6]從干熱河谷土壤質(zhì)量評價、植被立地類型劃分、植被資源調(diào)查、植被耐旱性評價及抑制土壤蒸發(fā)模擬試驗等方面開展研究，提出了適應(yīng)于干熱河谷的植被恢復(fù)模式及其保障措施。羅紹芹等[7]針對干熱河谷進(jìn)行生態(tài)治理提出了適宜樹種選擇、整地方式、保水劑應(yīng)用技術(shù)及坡改梯工程等植被恢復(fù)途徑。馬煥成等[8]提出干熱河谷植被恢復(fù)的種植樹種和生態(tài)效果的應(yīng)用，其結(jié)論是需與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)容量相匹配，采取宜林則林、宜灌則灌、宜草則草的策略，對于極端困難地段應(yīng)合理進(jìn)行植被恢復(fù)。王海星等[9]結(jié)合干熱河谷氣候特征，對我國西南干熱河谷地區(qū)某水電站進(jìn)行植被修復(fù)，得出可以進(jìn)行推廣的護(hù)坡植物物種，使得生態(tài)效應(yīng)有了明顯的改善。余嬌娥等[10]從位于元謀干熱河谷十個海拔梯度的植物群落角度研究，發(fā)現(xiàn)本區(qū)內(nèi)植物群落的豐富度指數(shù)與海拔之間呈現(xiàn)線性變化趨勢，隨著海拔的升高而逐漸加強(qiáng)，而植物群落的總蓋度則與海拔之間呈非線性變化趨勢，隨著海拔升高呈先減小后增加的趨勢。楊濟(jì)達(dá)等[4]對干熱河谷植被恢復(fù)目標(biāo)、植被恢復(fù)功能區(qū)、植被恢復(fù)引種與篩選及植被恢復(fù)效益評價等方面進(jìn)行研究。王會儒等[11]結(jié)合干熱河谷植被恢復(fù)的現(xiàn)狀，對干熱河谷植物生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行研究總結(jié)。經(jīng)過多年的努力，金沙江干熱河谷植被恢復(fù)研究取得了重大突破和迅速發(fā)展，為該區(qū)今后的生態(tài)治理和植被恢復(fù)提供了理論和經(jīng)驗。但因金沙江干熱河谷特殊地質(zhì)地貌特征和生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)，其植被恢復(fù)與群落建植難度仍然很大，尤其是干熱河谷困難立地植物配置、群落建植技術(shù)以及示范工作亟需進(jìn)一步深入研究和完善。

本研究結(jié)合工程實踐，提出一種適用于金沙江干熱河谷氣候條件下困難立地植被恢復(fù)的可行、高效和實用的植物配置及群落建植技術(shù)，旨在為我國今后干熱河谷所在區(qū)，建立防止生態(tài)退化、可持續(xù)的生態(tài)結(jié)構(gòu)模式提供參考。

1 金沙江干熱河谷區(qū)的主要特征

金沙江是中國第一大河——長江的上游重要干流，主要分布在我國西南地區(qū)，北緯25°25′～28°50′，東經(jīng)99°00′～104°18′，金沙江干熱河谷指的是金沙江金沙街段（云南省永勝縣內(nèi)）至對坪段（四川省布拖縣內(nèi)）之間全長1 816 km的河谷地帶，海拔高度在1 600 m以下，從云南高原西北部開始流經(jīng)川西南山地，到四川盆地西南部的宜賓接納岷江為止，流域面積34萬km2，占干熱河谷總面積的67.14%，是我國橫斷山區(qū)干熱河谷主要分布地帶[12]。

1.1 氣候特征

金沙江干熱河谷的氣候?qū)儆诘湫偷哪蟻啛釒Ц蓾窦痉置鞯募撅L(fēng)氣候，在熱帶大陸季風(fēng)和西南暖濕氣流雙重作用下，梵風(fēng)效應(yīng)明顯，形成雨水季多雨多濕，干旱季高溫干旱蒸發(fā)強(qiáng)烈的干熱河谷[13]。金沙江干熱河谷最顯著的特點(diǎn)是熱量充足、年蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，最基本的氣候特征是“干”和“熱”[14]。金沙江干熱河谷不同地區(qū)的氣候情況見表1。根據(jù)金沙江干熱河谷區(qū)的氣候特征按季節(jié)劃分為：5—10月為雨水季，11月—次年4月為干旱季。雨水季累積降雨量約占全年的90%，且受地貌的影響，降雨時以暴雨的形式為主，造成瞬間降雨量大。干旱季降水量僅為全年總降水量的10%左右，在干旱季末期（3—5月），降水量少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，蒸發(fā)量明顯大于降水量，蒸發(fā)量可達(dá)同期降水量的10～25倍，導(dǎo)致旱情加劇，平均濕度僅為20%～45%之間，是全年最干的月份。干熱同季、熱量充沛、干燥炎熱成為干熱河谷區(qū)最明顯的氣候特征[15]。

1.2 土壤特征

金沙江干熱河谷區(qū)的土壤具有垂直地帶性，土壤一般為燥紅土、褐紅土、赤紅土、紫色土等貧瘠土壤，以燥紅土壤為主，這些土壤抗蒸發(fā)能力較差[16]。雨水季的高溫高濕，影響土壤有機(jī)質(zhì)分解極快，疊加干熱河谷地區(qū)水土流失嚴(yán)重，土壤侵蝕強(qiáng)度大，導(dǎo)致土壤的有機(jī)質(zhì)含量極低，林下枯落物極少[17]。

1.3 植被特征

“干”和“熱”的氣候特點(diǎn)及干旱瘠薄的土壤無法為高大喬木的生長提供必要的水分和養(yǎng)分。因此，金沙江干熱河谷地區(qū)自然植被以草叢為主，雜以灌木、稀少喬木，被稱為南亞熱帶干熱河谷半自然稀樹草原或稀疏灌草叢。該群落結(jié)構(gòu)簡單，植被具有非地帶性和稀有性等特征，同時由于該區(qū)域植被曾遭受較大的人為干擾[18]，致使其季相變化明顯，物種豐富度低，草本層優(yōu)勢度明顯，灌木層為次優(yōu)層，喬木存留較少。金沙江干熱河谷生態(tài)環(huán)境惡劣，植被覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，是我國典型的生態(tài)脆弱區(qū)和植被恢復(fù)困難地帶，同時大型水電工程受損邊坡地質(zhì)地貌及原始植被已被徹底破壞，植被恢復(fù)及生態(tài)景觀營造難度較大[19]。

2 金沙江干熱河谷區(qū)植物選擇

2.1 干熱河谷植物選擇原則

干熱河谷具有顯著的季節(jié)性干旱特點(diǎn)，疊加立地條件差，植被恢復(fù)更是難上加難，因此在選擇干熱河谷困難立地植物種類時，應(yīng)切合干熱河谷特殊的地質(zhì)地貌特征和小生境特點(diǎn)等因素，綜合考慮植物的生長適應(yīng)性及生態(tài)恢復(fù)效果[20]。干熱河谷的植物配置應(yīng)遵循以下原則：

（1） 植物鄉(xiāng)土化原則。金沙江干熱河谷區(qū)植被恢復(fù)困難，之所以選擇以鄉(xiāng)土植物為主，是因為其具有以下特征：適應(yīng)當(dāng)?shù)馗蓾窦久黠@的氣候條件;適應(yīng)當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件;較強(qiáng)的抗逆性：抗土壤瘠薄、耐高溫、耐干旱、耐強(qiáng)光照;植物地上部較矮，根系發(fā)達(dá)，生長迅速，能在短期內(nèi)覆蓋坡面;多年生植物;種源、種苗易得且成本合理;病蟲害少，并且容易成活。如木棉、金合歡、清香木、刺槐、余甘子、車桑子、扭黃茅、龍須草等就可以應(yīng)用在干熱河谷區(qū)植物配置。

（2） 植物多樣性原則。需將喬、灌、藤、草、花相結(jié)合，形成淺層與深層防護(hù)相結(jié)合的全方位植被恢復(fù)與生態(tài)防護(hù)效果。如赤桉+新銀合歡+山毛豆+車桑子+龍須草+美人蕉組合，既可以有效提高植物群落的相對穩(wěn)定性，同時又可以達(dá)到快速實現(xiàn)水土保持和植被恢復(fù)的目的。

（3） 植物因地制宜原則。所采用的植物種子或苗木應(yīng)根據(jù)干熱河谷區(qū)實際位置的海拔高度、土壤條件等因子，進(jìn)行適宜樹種的選擇。例如赤桉、新銀合歡、木豆、余甘子等適宜生長在海拔1 600 m以下，臺灣相思、滇合歡、大翼豆、龍須草等適宜在海拔1 200～1 600 m生長，油桐、山毛豆、龍舌豆、香根草等在海拔1 200 m以下生長較好[21]。

（4） 生態(tài)景觀統(tǒng)一性原則。固氮植物與非固氮植物結(jié)合，保證植被在空間與時間上演替的連續(xù)性;景觀植物與非景觀植物結(jié)合，保證工程防護(hù)效果與景觀效果相統(tǒng)一[22];速生植物與普通植物相結(jié)合，實現(xiàn)短期效果與長期效果相統(tǒng)一。

2.2 適宜金沙江干熱河谷區(qū)的植物品種

以自然群落為參考，結(jié)合野外調(diào)查，合理配置喬灌草藤花的比例，最終篩選出20多種耐高溫耐干旱，耐瘠薄、適應(yīng)性廣的優(yōu)質(zhì)鄉(xiāng)土植物，詳見表2。這些植物適應(yīng)于不同區(qū)域，為大型水利水電工程困難立地生態(tài)修復(fù)與景觀重建的參考物種。

3 金沙江干熱河谷植物配置及建植技術(shù)

根據(jù)金沙江干熱河谷立地條件的實際出發(fā)，對該區(qū)植物種植進(jìn)行適宜的選擇配置，選定要恢復(fù)的目標(biāo)植物群落及對應(yīng)的生態(tài)防護(hù)技術(shù)方式。借鑒以往金沙江干熱河谷區(qū)植被恢復(fù)與重建的經(jīng)驗，調(diào)查分析留存植被的生長狀況，篩選出適宜于當(dāng)?shù)貤l件生長的植物種類以及不同立地類型對應(yīng)的植物群落建植模式（表3）。

4 群落建植技術(shù)在生態(tài)修復(fù)工程中的應(yīng)用

烏東德水電站施工區(qū)地處金沙江兩岸，山高谷深，屬典型的干熱型河谷氣候，年降水量500～900 mm，其中90%以上在雨季降落，年干燥度為3～5[23]，立地類型為弱風(fēng)化巖石邊坡，“干熱河谷”小氣候，原始生態(tài)脆弱，又與“工程受損”疊加，植被恢復(fù)難度非常大。特殊地貌造就了烏東德水電站干熱河谷區(qū)原始生態(tài)的荒蕪，樹木稀少，生物多樣性及景觀層次性不夠豐富。

深圳市萬信達(dá)公司在烏東德水電站生態(tài)修復(fù)工程中采用“濕式客土噴播+掛網(wǎng)噴混植生+人工覆土種植”組合工藝，以豆科灌木為主、以鄉(xiāng)土植物為主的植物選擇與配置技術(shù)，選用刺槐+車桑子+木豆+迎春花+狗牙根+美人蕉植物組合。所完成的干熱河谷生態(tài)修復(fù)工程達(dá)到1個月見綠，3個月覆蓋率60%，半年覆蓋率達(dá)到85%，1年內(nèi)覆蓋率達(dá)95%（圖1），達(dá)到設(shè)定的恢復(fù)植物群落的目的。后期跟蹤表明其基本覆蓋率、郁閉度與周邊植物趨于一致，呈現(xiàn)出長期穩(wěn)定的植物群落趨勢。

5 結(jié) 論

金沙江干熱河谷區(qū)氣候條件下的生態(tài)修復(fù)與景觀營造有很多的限制因素。對該區(qū)進(jìn)行植被恢復(fù)和重建，總結(jié)出干熱河谷困難立地植物配置及群落建植技術(shù)，得到以下結(jié)論：

（1）在金沙江干熱河谷區(qū)，篩選出20多種耐高溫耐干旱，耐瘠薄、適應(yīng)性廣的優(yōu)質(zhì)鄉(xiāng)土植物，這些植物適應(yīng)于不同區(qū)域，為水利水電工程困難立地生態(tài)修復(fù)與景觀重建的參考物種。

（2）依據(jù)金沙江干熱河谷立地條件，對該區(qū)植物種植進(jìn)行適宜的選擇配置時，綜合考慮選定要恢復(fù)的目標(biāo)植物群落及生態(tài)防護(hù)的技術(shù)方式。篩選出適宜于當(dāng)?shù)貤l件生長的植物種類以及不同立地類型對應(yīng)的植物群落建植模式。

（3）結(jié)合工程邊坡植被恢復(fù)實踐，干熱河谷植物群落主要是以灌草型為主，以鄉(xiāng)土植物作為優(yōu)勢植物，以豆科灌木為主，是構(gòu)建喬灌草藤花多元立體群落的關(guān)鍵技術(shù)。在遵循植物鄉(xiāng)土化和多樣性的前提下，盡量與原生態(tài)植物合理搭配，這樣既可以保證植物群落的多樣性、層次性，又可以提高坡面植物的景觀效果，并且能與坡面以外植物融為一體，減少以至消除人為創(chuàng)傷坡面及修復(fù)坡面留下痕跡。

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