長汀縣水土保持型喬木樹種資源調(diào)查與評價

王益和

(福建省龍巖市林業(yè)科學研究所，福建 龍巖 364000)

水土流失是指在水力、重力、風力等外營力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水流失[1]。中國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，水土流失面積廣，侵蝕嚴重，每年土壤流失約50億噸[2]，其中南方紅壤區(qū)是嚴重地方之一[1]。福建省長汀縣處于南方紅壤侵蝕區(qū)[3]，歷史上曾被茂密森林覆蓋率，但由于地表物主要由風化強烈的花崗巖組成，基巖裸露，土壤空隙大，保肥能力差[4]等特殊自然環(huán)境，尤其是人為破壞地表植被，造成土壤侵蝕嚴重，演變?yōu)橹袊◢弾r紅壤土壤侵蝕最嚴重、最具代表性的地區(qū)[5-6]。

為防治水土流失，保護、改良并合理利用水土資源，改善生態(tài)環(huán)境，需采取相應的工程、生物、耕作等技術與管理措施，減緩水土流失造成的危害[7]。研究表明，植被對水土流失具有很好的防治效果，可固土改土，減少地表徑流和土壤侵蝕量，還可吸收污染物、阻滯粉塵、殺滅細菌、凈化空氣，重建和恢復植被是一種常用而有效的保持水土、改善生態(tài)環(huán)境質量的生物措施[8-9]，其首要環(huán)節(jié)就是選擇與治理區(qū)氣候、土壤等環(huán)境適應，涵養(yǎng)水源、護坡固土等功能優(yōu)良的植物種類或品種，這方面國內(nèi)許多學者利用層次分析法進行了水土保持植物篩選[10-13]，長汀縣在這方面還是空白。因此，為給長汀縣水土保持優(yōu)良植物選擇提供科學依據(jù)和參考，我們對該縣河田、策武、濯田等三個水土流失較嚴重，也最具代表性的鄉(xiāng)鎮(zhèn)植物喬木種質資源進行了調(diào)查和分析評價。

1 研究區(qū)概況

長汀縣地處閩贛邊陲要沖的福建西部山區(qū)，武夷山南麓，南與廣東近鄰，西與江西接壤，土地面積3 099 km2，地理坐標東經(jīng)116°00′45″～116°39′20″，北緯26°02′05″～25°18′40″。全縣為丘陵地形，山地面積約占85%，山體地貌主要由花崗巖和紅壤土構成，山嶺紅壤遍露[14]。亞熱帶濕潤季風氣候，年均氣溫18.3 ℃，年均降水量1 700 mm左右，四季分明，雨水充沛。近代以來，自然災害以及人為破壞導致了山體土壤侵蝕較為嚴重，水土流失面積較廣[15]。1985年長汀縣水土流失面積達到94.47萬公頃，占全縣面積31.5%，經(jīng)長期治理，于21世紀初水土流失率降低到了8.0%[16]。

2 材料與方法

2.1 喬木種質資源及評價對象調(diào)查

采用樣線法進行喬木種質資源調(diào)查，調(diào)查時觀察、測定、記錄喬木種類、頻度、樹高、冠幅、長勢以及海拔、坡向、坡位、土層厚度等立地環(huán)境，對不能現(xiàn)場確定種類的喬木，通過拍攝、采集枝葉標本帶回咨詢專家或查閱資料鑒定。再根據(jù)調(diào)查的所有喬木種類種群數(shù)量、出現(xiàn)頻率、長勢長相，并咨詢有關專家，最終選定118種喬木進行評價、選擇。

2.2 評價方法

2.2.1 指標體系建立及指標權重的確定 采用AHP(層次分析法)構建喬木種資源評價指標體系、計算各指標權重[17]，即以長汀縣水土保持型喬木綜合性狀為目標層，結合研究區(qū)域實際地形地貌、氣候環(huán)境特征，設定水土保持型喬木的適應性、生物學特性、經(jīng)濟性等三方面為準則層，選取抗旱性、耐瘠薄、抗病蟲害、耐鹽堿能力等13項指標因子，建立長汀縣森林水土保持型喬木篩選的綜合評價體系(表1)。

2.2.2 評價指標的評分標準 每項因子層指標都分為3級，每級的指標性狀要求與打分標準如表1，實際打分時根據(jù)樹種的具體表現(xiàn)，并參考專家統(tǒng)一意見打分。

2.2.3 綜合平均分值計算與分級 利用綜合評價指數(shù)法求出長汀縣水土保持型喬木綜合評價分值，公式為：

其中E為長汀縣水土保持型喬木綜合評價分值，Pj為第j個準則層評價指標的權重，m為準則層評價指標的數(shù)目，m=3；Ri為指標層第i個指標的權重，Si為指標層指標分值，n為指標層評價指標的數(shù)目，n=3。

以綜合評價指數(shù)E值表示喬木水土保持能力的高低，且能力等級劃分為I、II、III、IV級，即表示喬木水土保持綜合能力優(yōu)秀、良好、中等、差水平，對應E值依次為>85、85～75、75～60、<60。

3 結果與分析

3.1 長汀縣植物資源

經(jīng)對長汀縣策武、濯田、河田等最具代表性區(qū)域調(diào)查，該地共有種子植物96科251屬599種，其中種數(shù)占比排名前五的科有薔薇科、豆科、殼斗科、樟科、?？?，分別占比9.34%、5.18%、4.51%、4.51%、3.67%，共占總種數(shù)27.21%。薔薇科主要是懸鉤子屬(35.71%)、石楠屬(12.50%)、薔薇屬(8.93%)占比較多；豆科主要是胡枝子屬(12.90%)、紅豆屬(9.68%)、黃檀屬(9.68%)占比較多；殼斗科主要是錐屬(48.15%)、柯屬(33.33%)、青岡屬(11.11%)占比較多；樟科主要是潤楠屬(29.62%)、山胡椒屬(22.22%)、木姜子屬(18.52%)占比較多；?？浦饕情艑?50.50%)、構屬(18.18%)、桑屬(13.64%)占比較多。出現(xiàn)頻率較高(調(diào)查樣線上出現(xiàn)≥2次)的喬木有118種。

3.2 水土保持喬木植物資源評價指標的權重

經(jīng)計算，長汀縣水土保持喬木植物資源評價指標權重如表1所示，可以看出，準則層的權重適應性指標(0.6491)遠高于生物學特性指標(0.279)及經(jīng)濟性指標(0.0719)。植物良好的適應性是生存、健康生長的前提，優(yōu)選適應性強的水土保持型喬木在滿足自身能夠生長發(fā)育的同時才能充分發(fā)揮其生物學特性，達到固土蓄水、改善土壤結構、降低地表雨水徑流的目的。在適應性指標和生物學特性基礎上，水土保持型喬木的經(jīng)濟型指標才能得以見效，提高生態(tài)效益同時，引導相關經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和推廣。

另外，耐貧瘠(0.2628)、抗旱性(0.2178)及根系固土能力(0.1191)是水土保持評價體系中權重排序前三的指標。在長汀縣水土流失較為嚴重的區(qū)域，其地表主要是花崗巖和紅壤土，保水、保肥能力差；基巖裸露，土壤空隙大，植物難以扎根，生存條件極為惡劣?？鼓嫘愿摺⒏蛋l(fā)達的喬木能夠優(yōu)先適應當?shù)厣襟w環(huán)境，為后期固土、涵養(yǎng)水源，減少降雨對土壤沖刷打下堅實的基礎。

3.3 長汀縣水土保持喬木資源綜合評價

從表2可看出，長汀縣118種水土保持型喬木綜合評價值為65.53～92.80，I級水土保持型喬木樹種即水土保持能力優(yōu)秀的喬木樹種23個，Ⅱ級水土保持型喬木樹種即水土保持能力良好的喬木樹種74種，Ш級水土保持型喬木樹種即水土保持能力一般的喬木樹種21種，沒有IV級水土保持型喬木樹種即沒有水土保持能力較差的喬木樹種。

表2 水土保持型喬木綜合評價值及評價等級

續(xù)表2

續(xù)表2

4 結論與討論

經(jīng)調(diào)查，長汀縣常見水土保持型喬木樹種118種，綜合水土保持能力評價為Ⅰ級的喬木樹種有23種，包括白檀、豆梨、山麻黃、山槐、赤楊葉、變?nèi)~榕、冬青、白花泡桐、紫彈樹、檫木、柿、藍果樹、醉香含笑、鐵冬青等，它們的綜合評分在85分以上，在適應性、生物學特性和經(jīng)濟性等方面綜合表現(xiàn)良好，對環(huán)境的要求不嚴苛。如白檀、赤楊葉，不僅是深根性樹種，而且抗性強，易繁殖，固土能力強，是優(yōu)良的水土保持植物；醉香含笑樹冠寬大，能夠攔截降雨，減少地面雨水沖刷，萌芽力強，也是適合大范圍推廣的水土保持植物。這類植物適宜在長汀縣土壤貧瘠、干旱、保水能力差、水土流失嚴重、海拔較高的區(qū)域種植，因其極強的水土保持能力，在樹冠大小、降雨截留能力、根系固土能力等方面有很好的體現(xiàn)，也可在長汀縣其他水土流失區(qū)域大范圍推廣。

綜合水土保持能力評價為Ⅱ級的水土保持喬木樹種有74種，包括鹽膚木、山杜英、馬尾松、烏桕、南酸棗、栗、青榨槭、桃葉石楠、黃毛潤楠、小果山龍眼、毛錐等，它們綜合評分在75～85分之間，適應性、生物學特性和經(jīng)濟性等方面綜合表現(xiàn)較好，與Ⅰ級水土保持喬木相比，差距主要是對環(huán)境適應稍弱。如馬尾松能夠生長在峭壁及巖石縫中，但怕水澇，因此不能種植在低海拔及低洼區(qū)域；鹽膚木適應性強、根蘗力強，也是用于生態(tài)恢復及水土保持的較好選擇。Ⅱ級水土保持喬木適宜在土壤肥力條件一般、較干旱貧瘠、土壤保水能力一般、水土流失較嚴重的中海拔地區(qū)種植，在輕微水土流失區(qū)域也可大面積推廣種植。

綜合水土保持能力評價Ш級喬木樹種有21種，其中包括賽山梅、筆羅子、絨毛潤楠、三花冬青、山烏桕、沉水樟等。Ш級水土保持植物綜合評分65～75分，適應性、生物學特性和經(jīng)濟性等綜合表現(xiàn)一般，水土保持能力較弱，需要較好的環(huán)境才能生存或呈現(xiàn)較好的水土保持能力。如沉水樟，喜陽不耐干旱，但根系發(fā)達且為國家級保護植物，故種植沉水樟也具有一定的意義；杉木雖然側根發(fā)達但穿透力弱，可與馬尾松混交種植。這類喬木適合在長汀縣土壤條件稍好、土壤保水能力稍好、輕微水土流失的低海拔區(qū)域適當栽植。