高寒地區(qū)工程創(chuàng)面草皮回鋪技術(shù)改良及其土壤生態(tài)恢復(fù)效果

摘要：青藏高原道路工程建設(shè)在穿越高寒草甸時會剝離草皮形成眾多工程創(chuàng)面，現(xiàn)有草皮回鋪修復(fù)技術(shù)因高原脆弱環(huán)境導(dǎo)致其效果不佳。本論文在西藏汪布曲高寒草甸進(jìn)行了重構(gòu)草皮回鋪技術(shù)改良的實(shí)地探究，考察漿土混合層與剝離草皮塊厚度比、椰絲摻量、草皮塊大小以及網(wǎng)墊類型對回鋪草皮綜合質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，各因素均顯著提升了回鋪草皮的土壤含水率；隨著漿土粘結(jié)層與草皮厚度比的降低，土壤pH值顯著降低，而有機(jī)碳含量則顯著提升；漿土層與草皮厚度比對土壤脲酶活性有極顯著影響，網(wǎng)墊類型與土壤蔗糖酶活性緊密相關(guān)；回鋪草皮的土壤微生物群落特征在一定程度上發(fā)生了變化。確定最優(yōu)參數(shù)為：工程創(chuàng)面上覆厚8 cm的漿土粘接層，厚2 cm的重構(gòu)草皮塊，椰絲摻量1.4%，草皮塊大小為700 cm2（35 cm×20 cm），并以方孔鐵絲網(wǎng)作為下層網(wǎng)墊。本研究為高寒草甸工程創(chuàng)面生態(tài)修復(fù)提供了新的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高寒草甸；草皮回鋪；養(yǎng)分；微生物群落；草皮綜合質(zhì)量分析

中圖分類號：S145+.2""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：""""""" 文章編號：1007-0435（2025）02-0644-10

Improvement of Grass Re-turfing Technology for Engineering Wounds in High-altitude Regions and Its Effect on Soil Ecological Restoration

LI Qi LI Yu-hang2， JIN Bo4， WEN Zhuo4， LI Xiao-wei5， WANG Bao-he2， ZHANG Wei-biao1，

SHEN Yi-fan4， ZHANG Hui-yuan2， LEI Ning-fei1，2， ZHANG Xiao-chao1，2， LUO Jing1， PEI Xiang-jun1，2*

（1.State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection，Chengdu， Sichuan Province 610059，China； 2.College of Ecology and Environment，Chengdu University of Technology，Chengdu， Sichuan Province 610059，China； 3.Tianfu Yongxing Laboratory，Chengdu， Sichuan Province 610213，China； 4.College of Environment and Civil Engineering，Chengdu University of Technology，Chengdu， Sichuan Province 610059，China； 5.China Railway Construction Corporation Limited， Chengdu， Sichuan Province 610000， China）

Abstract：During the construction of the Qinghai-Tibet Plateau Road， numerous engineering surfaces are formed in the high-altitude alpine meadows. Grass re-turfing is a commonly used method for ecological restoration. However， due to the fragile and sensitive ecological environment， the effectiveness of re-turfing is poor. This paper explored the field application of reconstructing grass re-turfing technology of engineering surfaces in Wangbuqu alpine meadows and investigated the influence of factors such as the ratio of soil-mix layer and the stripped turf thickness， coir fiber content， size of turf blocks， and type of mesh mat on the overall quality of re-turfed grass. The results showed that all these factors significantly increased soil moisture content after re-turfing. Decreasing the thickness ratio of the soil-mix layer and the turf， the pH decreased significantly， while the organic matter content increased significantly. Soil urease activities were significantly affected by the ratio of soil-mix layer and turf thickness， and the mesh mat type was closely related to soil sucrase activities. The characteristics of soil microbial community changed to some degree. The optimum technical parameters of re-turfing were as follows： the engineering wound surface was covered with an 8 cm thick soil-mix layer and a 2 cm thick turf， 1.4% coir fiber content， 700 cm2（35 cm×20 cm）the turf block， and square hole wire mesh was used as the lower mesh pad. This study optimized the re-turfing technology of the alpine meadow and provided the new reference for dealing with alpine meadow degradation.

Key words：Alpine meadow；Laying back turf；Nutrients；Microbial community；Sod comprehensive quality analysis

草原作為我國最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)類型，不僅是新時代生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵領(lǐng)域，還構(gòu)成了國家生態(tài)安全不可或缺的綠色屏障［1］，其廣泛分布于我國西部和北部的半干旱、干旱及高寒地區(qū)［2］。在這些區(qū)域中，草地生態(tài)系統(tǒng)尤為顯著，其中高寒草甸作為青藏高原草地的主要類型之一，其穩(wěn)定性和健康狀態(tài)對維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡、保障生物多樣性以及促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的重要性。在全球環(huán)境變化、人為活動干擾等多重因素的影響下，如今高寒草甸面臨著嚴(yán)重的退化和破壞風(fēng)險［3］，草皮覆蓋減少、土壤侵蝕加劇、生物多樣性下降等問題日益凸顯［4］。通過人工干預(yù)促進(jìn)植被恢復(fù)結(jié)合植被自然恢復(fù)成為青藏高原重大建設(shè)工程實(shí)現(xiàn)控制水土流失、生態(tài)恢復(fù)和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的手段［5］。

近年來，為了有效應(yīng)對高寒草甸退化的挑戰(zhàn)，涌現(xiàn)了較多高寒地區(qū)生態(tài)防護(hù)施工中的修復(fù)方法，如機(jī)械噴附由土壤、種子、混凝土、速效肥、抗凍添加劑等配制的生態(tài)基材［3］，添加改性有機(jī)材料以改良土壤［6］，覆土培肥種植［7］、草皮移植［8］等人工建植，將草種、肥料等按配比植入到纖維毯上加工成植被纖維毯［9］，使用裝入人工配制植物生長基質(zhì)的植生袋等。部分學(xué)者也對草皮回鋪技術(shù)［10-11］進(jìn)行了研究，草皮回鋪后的植被在惡劣的高原環(huán)境中具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和生存能力，這些技術(shù)促進(jìn)了受損生態(tài)系統(tǒng)的快速恢復(fù)。但為固定草皮而采用的工程措施（如插入竹簽或木簽、梢釘）需要精確操作，以避免對草皮、根系造成物理損傷，并且后期需要進(jìn)行移除工作，將增加額外的維護(hù)成本和工作量。除此之外，在極端氣候條件下（如強(qiáng)風(fēng)或暴雪），竹簽或木簽可能無法提供足夠的穩(wěn)定性，導(dǎo)致草皮的位移或損壞，均會增加高寒草甸區(qū)極端環(huán)境下的施工難度。因此，亟須尋找一種新的回鋪方式，以便在斜坡上鋪設(shè)草皮后能夠立即粘合固定，從而簡化施工流程，提高操作性。

本研究中的漿土粘接層主要解決回鋪草皮的固定問題，在不采用任何工程措施的情況下起到即時粘合的作用，并滿足定植后的養(yǎng)分供應(yīng)。草皮塊尺寸直接影響漿土粘接層的粘合能力［12］，同時，草皮塊之間的接縫還會對產(chǎn)沙產(chǎn)流產(chǎn)生影響［13］。在草皮制作過程中為減少草皮破損率、降低撕裂強(qiáng)度，采用下層隔離網(wǎng)墊是完全可行并有必要［14］，研究中對加筋麥格網(wǎng)、方孔鐵絲網(wǎng)和椰絲網(wǎng)的作用效果進(jìn)行對比，以保障重構(gòu)草皮質(zhì)量、提升草皮回鋪后對邊坡的防護(hù)能力。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)開挖創(chuàng)面位于昌都市察雅縣香堆鎮(zhèn)仁達(dá)村附近（30°54′N，97°97′E），屬于汪布曲高寒草甸區(qū)。海拔約4200 m，年度最冷月為1月，最低溫度-21℃，極端最低溫度-30℃左右，極端最高溫度為25℃。日溫差大，年溫差小，氣溫偏低。年平均降水量為365 mm，年平均蒸發(fā)量大，約1460 mm，集中在5-9月。日照長，紫外線強(qiáng)，空氣稀薄，項(xiàng)目所在地氣候總體特點(diǎn)：高海拔、空氣稀薄、降雨量小、紫外線強(qiáng)、全年氣溫偏低、冰雪季節(jié)長，早晚溫差較大。

1.2 試驗(yàn)材料

本研究所使用的材料包括高寒草甸區(qū)因工程活動堆置的剝離退化草皮、多功能有機(jī)肥、改性有機(jī)材料、草籽、椰絲纖維、加筋麥格網(wǎng)、方孔鐵絲網(wǎng)和護(hù)坡椰網(wǎng)。

漿土粘接層由現(xiàn)場堆置的退化草皮下的表土過篩后添加多功能有機(jī)肥和改性有機(jī)材料混合而成。多功能有機(jī)肥由凹凸棒和UiO-66-NH2復(fù)合而成，可以吸附養(yǎng)分并緩慢釋放，具有長效保持肥力的特點(diǎn)。制備方法參照裴向軍等［15］的發(fā)明專利。改性有機(jī)材料來源于課題組自主研發(fā)的改性有機(jī)材料［16］，作為界面結(jié)合劑連接重構(gòu)草皮和修復(fù)坡面。主要配方包括水370～420 mL，聚合物單體A溶液160～240 mL，聚合物單體B溶液150～180 mL，引發(fā)劑溶液 20～60 mL，氧化物溶液0.5～2 mL。其外觀為無色溶液；草籽購買自成都百匯草業(yè)有限公司，主要包括星星草、披堿草、早熟禾、紫羊茅、沙蒿、黃芪，比例為10∶5∶2∶2∶1∶1。其特點(diǎn)為抗逆性強(qiáng)、耐寒耐旱；椰絲纖維，為100%纖維材料烘干處理，保證含水率在（15±2）%；網(wǎng)墊包括加筋麥格網(wǎng)、方孔鐵絲網(wǎng)和護(hù)坡椰網(wǎng)。加筋麥格網(wǎng)由低碳金屬線編制而成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，彈性結(jié)構(gòu)使其有很好的延伸性。方孔鐵絲網(wǎng)采用鍍鋅不銹鋼絲勾連編織而成，能夠緩沖外力沖擊常用于邊坡固定。椰絲網(wǎng)采用天然椰糠纖維為材料交叉編織而成，不僅具有良好的保水固土性能，還具有環(huán)保性和可降解性，也被稱作護(hù)坡椰網(wǎng)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將現(xiàn)場堆置的剝離退化草皮下的表土過2 mm篩后添加0.5%摻量的改性有機(jī)材料、8cm椰絲纖維、1 %多功能有機(jī)肥作為重構(gòu)草皮基質(zhì)制作重構(gòu)草皮基質(zhì)，完成后播撒同比例的草籽。

設(shè)置“四因素，三水平”正交試驗(yàn)：漿土粘結(jié)層（cm）與草皮厚度（cm）比A∶8∶2，6∶4，4∶6；椰絲摻量B（%）：1.0，1.2，1.4；草皮尺寸C：500 cm2（25 cm×20 cm），600 cm2（30 cm×20 cm），700 cm2（35 cm×20c m）；網(wǎng)墊類型D：加筋麥格網(wǎng)、方孔鐵絲網(wǎng)、椰絲網(wǎng)。因素水平表（表1），正交試驗(yàn)表（表2）。

修復(fù)區(qū)每個長11 cm、寬3 cm，面積33 m2，總面積共330 m2，坡度為25°～27°（圖1）。從2022年7月開始實(shí)施草皮回鋪，回鋪初期覆以農(nóng)用塑料膜以保持水分、調(diào)節(jié)晝夜溫差大對草籽萌發(fā)的影響，在回鋪后的60 d采集深度為0～10 cm的表層土壤，進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。

1.4 測定指標(biāo)與方法

土壤含水率：環(huán)刀法［17］，使用特定體積的環(huán)刀，從土壤中取樣并稱重，烘干至恒重，計(jì)算烘干前后的質(zhì)量差來確定土壤含水率；土壤pH值：電極法［18］，將pH計(jì)的電極直接插入土壤溶液中測量pH值；土壤銨態(tài)氮、速效磷：聯(lián)合浸提-比色法［19］，用無水硫酸鈉、碳酸氫鈉制備聯(lián)合浸提劑提取土壤中養(yǎng)分，使用比色計(jì)測量；土壤速效鉀：乙酸銨浸提-火焰原子吸收法［20］，通過乙酸銨溶液浸提土壤中的速效鉀，利用火焰原子吸收光譜儀測定；土壤有機(jī)碳：重鉻酸鉀氧化-分光光度法［21］，將土壤樣品與重鉻酸鉀溶液混合，消解后，通過分光光度計(jì)測量溶液的吸光度來計(jì)算土壤有機(jī)碳含量；土壤酶活性：包括土壤過氧化物酶（S-POD）、土壤脲酶（S-UE）、土壤蔗糖酶（S-SC），均采用從科銘生物公司購買的酶活試劑盒進(jìn)行測定；微生物多樣性：委托南京派森諾基因科技有限公司采用高通量測序?qū)ξ⑸锘蛐蛄袦y定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)數(shù)據(jù)變化特征的指標(biāo)包括最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、顯著性等，主要的數(shù)據(jù)處理包括：處理不同試驗(yàn)條件下的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，具體包括土壤理化指標(biāo)、土壤酶活性以及土壤微生物的變化情況等，使用Excel、SPSS、Origin進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及制圖。隨后使用SPSS和SPSSAU軟件對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了極差分析、因子分析，討論各試驗(yàn)條件對草皮影響程度大小和相互作用，并得到最優(yōu)摻量的配置組合。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性質(zhì)

如圖2所示，土壤理化性質(zhì)有顯著差異（Plt;0.05）。各實(shí)驗(yàn)組含水率均高于裸地對照組，與裸地對照組相比，實(shí)驗(yàn)組土壤含水率增加約90%，除漿土粘接層與草皮厚度比外，其他三種因素水平間無顯著差異。采用椰絲網(wǎng)時草皮含水率最大；裸地對照組土壤pH較高，各因素均能降低pH至中性或微堿性。

椰絲摻量1.2%和使用方孔網(wǎng)墊時，土壤銨態(tài)氮含量在因素水平間較高，但各因素水平間無顯著差異。采用椰絲網(wǎng)墊時土壤銨態(tài)氮含量最??；各實(shí)驗(yàn)組土壤速效鉀含量均高于裸地對照組。采用方孔鐵絲網(wǎng)時土壤速效鉀含量最高，與對照組相比增加162.5%。漿土粘接層與草皮厚度比為8∶2時的土壤速效鉀含量最高，隨著水平的增加，土壤速效鉀含量減少；土壤速效磷含量整體無顯著差異，說明各因素及水平變化對土壤速效磷變化不大；各實(shí)驗(yàn)組土壤有機(jī)碳含量均顯著高于裸地對照組（P＜0.05），但因素水平間差異不顯著。整體來看，約增加土壤有機(jī)碳含量30%，草皮和椰絲的添加均可以提高土壤有機(jī)碳含量。

2.2 土壤酶活性

不同處理的土壤酶活性如圖3所示。實(shí)驗(yàn)組的土壤過氧化物酶活性普遍低于裸地對照組；不同椰絲摻量和網(wǎng)墊類型均顯著提高土壤脲酶活性（Plt;0.05），但水平間無顯著差異。其中漿土粘接層與草皮厚度比為4∶6時土壤脲酶活性在水平間最高，8∶2時脲酶活性最小，顯示出隨著水平的增加，脲酶活性增加。草皮塊大小為700 cm2時土壤脲酶活性水平間最高，600 cm2時土壤脲酶活性最小，各水平間差異不顯著。采用加筋麥格網(wǎng)時土壤脲酶活性最高，顯著高于采用方孔鐵絲網(wǎng)和椰絲網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)組（Plt;0.05）；回鋪草皮各實(shí)驗(yàn)組蔗糖酶活性均高于對照組。其中椰絲網(wǎng)墊顯著提高了蔗糖酶活性（Plt;0.05）。

2.3 土壤微生物分析

第1組與第5組之間的Shannon指數(shù)存在顯著差異（Plt;0.05），而第5組與裸地對照組之間呈極顯著差異（Plt;0.01），揭示了各實(shí)驗(yàn)組土壤微生物群落豐度與均勻性的顯著變化，實(shí)驗(yàn)組的Chao1與Shannon指數(shù)均超越對照組，意味著土壤微生物群落分布更為均衡，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也顯著提升（圖4A）。從土壤微生物OTU數(shù)量結(jié)果來看，裸地土壤OTU總數(shù)最高，均值為8335，第8組土壤OTU總數(shù)最低，均值為4224，不同實(shí)驗(yàn)組土壤微生物OTU總數(shù)存在差異，重疊區(qū)域的數(shù)字表明OTU在處理組之間是共享的，各處理組土壤微生物OTU數(shù)量有710個，說明回鋪草皮后邊坡微生物群落特征發(fā)生顯著變化；Beta多樣性分析中的NMDS結(jié)果顯示，各實(shí)驗(yàn)組間土壤微生物群落分布相似性較高，而實(shí)驗(yàn)組與對照組之間則存在較大差異，這進(jìn)一步證實(shí)了草皮回鋪對邊坡土壤微生物物種多樣性和群落特征產(chǎn)生了影響（圖4B，C）。

對土壤微生物在門水平上的相對豐度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，變形菌門、芽單胞菌門和放線菌門在各實(shí)驗(yàn)組中占絕對優(yōu)勢（圖4D）。不同的回鋪技術(shù)參數(shù)對微生物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響，但同一因素各水平之間的豐度差異不顯著。

2.4 回鋪草皮相關(guān)性分析

如圖5所示，土壤含水率與土壤速效鉀和微生物OTU數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，與土壤有機(jī)碳含量和微生物多樣性指標(biāo)Chao1呈正相關(guān)，且與微生物數(shù)量和有機(jī)碳含量相關(guān)性一致，均為0.9，說明了回鋪草皮含水率對土壤微生物的繁殖和代謝以及土壤有機(jī)碳的分解和釋放均有同樣大小的影響作用。土壤pH與各指標(biāo)之間基本沒有相關(guān)性，分析原因可能是回鋪草皮各摻量對改變土壤pH影響很小。回鋪草皮微生物OTU數(shù)目與微生物多樣性指標(biāo)Chao1指數(shù)、Shannon指數(shù)、土壤有機(jī)碳含量和含水率均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，說明回鋪草皮微生物物種數(shù)量和豐度變化呈相反趨勢。

2.5 回鋪草皮綜合質(zhì)量分析

計(jì)算回鋪草皮綜合質(zhì)量得分與排名，包括草皮回鋪各主因子得分、綜合得分及排名（表3），發(fā)現(xiàn)綜合得分最低的是裸地對照組，因此，草皮的各添加成分對草皮綜合質(zhì)量提高均有良好作用。

根據(jù)各實(shí)驗(yàn)組草皮綜合得分情況對四個因素之間進(jìn)行極差分析（表4），得出四個影響因素的主次和最優(yōu)方案。根據(jù)極差分析表可知，漿土粘結(jié)層與草皮厚度比A、椰絲摻量B、草皮塊大小C、網(wǎng)墊類型D四個因素對回鋪草皮綜合質(zhì)量影響由大到小順序依次是網(wǎng)墊類型D、漿土粘結(jié)層與草皮厚度比A、椰絲摻量C、草皮塊大小D。

本試驗(yàn)涵蓋了土壤物理、化學(xué)、土壤酶活和微生物學(xué)指標(biāo)4個方面的指標(biāo)，對回鋪草皮進(jìn)行綜合質(zhì)量評價，具有合理性。極差分析結(jié)果中的K值反映了某一因素的各個水平間的優(yōu)劣，K1、K2、K3代表了某一因素的三個水平，其值越大，其代表的水平越具有優(yōu)勢。由表4可知，漿土粘結(jié)層與草皮厚度比A為K1gt;K3gt;K2，椰絲纖維摻量B為K3gt;K2gt;K1，草皮塊大小C為K3gt;K1gt;K2，網(wǎng)墊類型D為K2gt;K1gt;K3，因此，本實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方案配置為A1B3C3D2，即最優(yōu)的草皮回鋪技術(shù)改良參數(shù)為漿土粘結(jié)層與草皮厚度比8∶2、1.4%椰絲纖維摻量、700 cm2草皮塊大小和以方孔鐵絲網(wǎng)為下層網(wǎng)墊。

3 討論

3.1 草皮回鋪技術(shù)改良對土壤理化性質(zhì)的影響

土壤理化性質(zhì)是土壤肥力和生產(chǎn)力的關(guān)鍵指標(biāo)，對土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康和功能至關(guān)重要［22］?；劁伈萜じ鲗?shí)驗(yàn)組含水率均高于裸地對照組。網(wǎng)墊類型選用椰絲網(wǎng)時草皮含水率最大，這主要是因?yàn)橹参锢w維具有良好的吸水能力［23］；裸地對照組土壤pH較高，而堿性土壤不利于植物生長［24］，各因素均能降低pH至微堿性甚至中性。

采用椰絲網(wǎng)墊時，回鋪草皮土壤銨態(tài)氮含量最小，有研究表明植物纖維在腐化時會放熱并吸收大量氮元素，導(dǎo)致土壤氮元素減少［25］。采用方孔鐵絲網(wǎng)時土壤速效鉀含量最高，這或許和方孔鐵絲網(wǎng)能夠保持土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定［26］這一特性有關(guān)；土壤有機(jī)質(zhì)是草地最重要的養(yǎng)分來源［27］?；劁伈萜じ鲗?shí)驗(yàn)組有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于裸地對照組，草皮和椰絲的添加均可以提高有機(jī)質(zhì)含量。

3.2 草皮回鋪技術(shù)改良對土壤酶活性的影響

土壤酶在養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)功能中起著關(guān)鍵作用［26］?；劁伈萜さ倪^氧化物酶活性普遍低于裸地對照組，這可能是因?yàn)椴萜さ幕劁佊绊懥送寥罍囟?、濕度和通氣性?8］，具體而言，草皮的覆蓋可能減少了土壤表面的熱量散失，導(dǎo)致土壤溫度相對恒定但可能偏低；同時，草皮根系及其附著的微生物活動也影響了土壤水分的分布與蒸發(fā)速率，進(jìn)而改變了土壤濕度；此外，密集的草皮層還可能阻礙了土壤與外界的氣體交換，影響了土壤的通氣性能。這些環(huán)境因子的變化，直接或間接地影響了過氧化物酶的活性，體現(xiàn)了土壤酶對環(huán)境變化的敏感響應(yīng)。椰絲網(wǎng)墊提高蔗糖酶活性，可能與椰絲中木質(zhì)素、纖維素等成分降解，為蔗糖酶提供碳源有關(guān)［29］，隨著碳源的增加，蔗糖酶獲得了更多的底物來執(zhí)行其催化功能，即將蔗糖等大分子糖類分解為簡單糖類，這一過程不僅加速了有機(jī)質(zhì)的分解速率，還促進(jìn)了土壤養(yǎng)分的循環(huán)與再利用。

3.3 草皮回鋪技術(shù)改良對土壤微生物多樣性的影響

土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，參與并推動環(huán)境中物質(zhì)與能量的流動和轉(zhuǎn)換［7］。在α多樣性分析中，第1組和第5組之間的Shannon指數(shù)存在較大差異，第5組和裸地對照組之間的Shannon指數(shù)存在較為懸殊的指數(shù)差異。這表明各實(shí)驗(yàn)組土壤微生物群落的豐度和均勻性存在較大差異。實(shí)驗(yàn)組的Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)均大于對照組，說明土壤微生物群落分布更加均勻、結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。裸地土壤OTU總數(shù)在各處理組中最高，這一現(xiàn)象可能是因?yàn)槁愕匾呀?jīng)形成了一個成熟的微生物群落，回鋪草皮處的土壤還處于恢復(fù)期，微生物群落的多樣性發(fā)展程度不同。并且回鋪草皮涉及土壤擾動，這可能會暫時降低土壤微生物的多樣性。

Beta多樣性分析中，通過非度量多維尺度分析（NMDS），結(jié)果顯示各實(shí)驗(yàn)組之間草皮土壤微生物群落分布差異不大，可能是各實(shí)驗(yàn)組的微生物在生態(tài)位上存在重疊，使得菌落結(jié)構(gòu)相似［30］，但實(shí)驗(yàn)組與對照組之間差異明顯，說明回鋪草皮對邊坡微生物物種數(shù)量和群落特征產(chǎn)生了顯著影響。對回鋪草皮土壤微生物在門水平和屬水平上的相對豐度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，變形菌門、芽單胞菌門和放線菌門在各實(shí)驗(yàn)組中占絕對優(yōu)勢，這一結(jié)果與其他在青藏高原高寒草甸的研究結(jié)果一致［31］，變形菌門被認(rèn)為與碳利用有關(guān)［32］。不同的回鋪技術(shù)參數(shù)對微生物的多樣性和群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響，但同一因素各水平之間的豐度差異不顯著。這可能是因?yàn)橹貥?gòu)草皮基質(zhì)環(huán)境已經(jīng)給微生物生長提供充足的環(huán)境［33］，同時，微生物發(fā)生大分類上的組成變化需要極其漫長的過程［34］。

3.4 回鋪草皮過程中的經(jīng)濟(jì)成本分析

草皮回鋪技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本主要包括材料費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、施工費(fèi)用以及后期維護(hù)費(fèi)用等。在高寒地區(qū)，由于氣候惡劣、交通不便等因素，這些成本會相對較高，對草皮回鋪過程中的各項(xiàng)成本進(jìn)行了詳細(xì)核算，回鋪草皮的費(fèi)用每平米200～300元。通過此技術(shù)創(chuàng)新草皮的抗逆性和成活率提高，減少了后期維護(hù)費(fèi)用，因此，該過程與其他傳統(tǒng)的草皮回鋪技術(shù)相比，會降低一些成本。同時，在后期我們將加強(qiáng)與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的合作，利用本地資源，也能在一定程度上降低材料采購與運(yùn)輸成本。

4 結(jié)論

本研究在西藏汪布曲高寒草甸區(qū)原位開展了草皮回鋪技術(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，實(shí)地應(yīng)用探究了漿土混合層與草皮厚度比、椰絲摻量、草皮塊大小以及網(wǎng)墊類型對回鋪草皮綜合質(zhì)量的影響，并確定了最優(yōu)的草皮回鋪技術(shù)改良參數(shù)：漿土粘接層與草皮厚度比8∶2，椰絲摻量1.4%，草皮塊大小700 cm2，并以方孔鐵絲網(wǎng)作為下層網(wǎng)墊。本研究為高寒草甸生態(tài)修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，也為其他類似脆弱生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供了參考。未來可進(jìn)一步探索不同生態(tài)修復(fù)材料和方法的組合效應(yīng)，以及長期生態(tài)效應(yīng)的監(jiān)測和評估，促進(jìn)高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］"""""" 潘慶民，孫佳美，楊元合，等.我國草原恢復(fù)與保護(hù)的問題與對策［J］.中國科學(xué)院院刊，2021，36（6）：666-674

［2］"""""" 周毅.中國西部脆弱生態(tài)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究［M］.北京：新華出版社：2015：11-13

［3］"""""" ZHANG Q， LIU K， SHAO X， et al. Microbes require a relatively long time to recover in natural succession restoration of degraded grassland ecosystems［J］. Ecological Indicators， 2021， 129： 107881

［4］"""""" 常濤，李珊，李以康，等.混播人工草地建植初期對黑土灘植被和土壤的恢復(fù)效果［J］.草地學(xué)報，2023，31（5）：1546-1555

［5］"""""" 李思瑤，施建軍，汪海波，等.三江源區(qū)不同年限黑土灘人工草地植被特征［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2024，33（5）：922-932

［6］"""""" LI Q， KANG Y， PEI X， et al. Effects of modified organic material addition on soil and microbial communities in ecologically restored engineering slopes of the Qinghai-Tibetan plateau： A mesocosm study［J］. Environmental Technology amp; Innovation， 2024， 34： 103612

［7］"""""" 高志香，李希來，張靜，等.覆土處理對高寒礦區(qū)露天煤礦排土場植被和土壤特征的影響［J］.水土保持通報，2021，41（1）：82-87，96

［8］"""""" 楊鑫光， 李希來， 馬盼盼，等. 不同施肥水平下高寒礦區(qū)煤矸石山植被和土壤恢復(fù)效果研究［J］. 草業(yè)學(xué)報， 2021， 30（8）： 98- 108

［9］"""""" HSIEH J C， LIN C W， LOU C W， et al. Geo-textiles for side slope protection： Preparation and characteristics［J］. Fibres amp; Textiles in Eastern Europe， 2017 1 （121）： 102-107

［10］"""" 顧立海. 北京冬奧會延慶賽區(qū)亞高山草甸保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)研究 ［J］. 北方建筑， 2023， 8 （4）： 55-59

［11］"""" 楊建霞，尹武君，楊曉瑞. 草皮剝離回鋪技術(shù)在川藏聯(lián)網(wǎng)工程中的應(yīng)用 ［J］. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2014（19）： 24-25

［12］"""" 張育紅. 植被移植回鋪技術(shù)在青藏鐵路施工中的應(yīng)用 ［J］. 科技資訊， 2006（34）： 53-54

［13］"""" 周建春. 高原高寒地區(qū)草皮移植回鋪技術(shù)研究與應(yīng)用 ［J］. 科技資訊， 2006（19）： 137-139

［14］"""" 強(qiáng)莉，曹社會，吳孝兵.不同方法生產(chǎn)草皮的對比試驗(yàn)［J］.四川草原，2001（4）：41-44

［15］"""" 裴向軍，張曉超，雷濘菲，等.一種利用改性有機(jī)材料進(jìn)行工程邊坡生態(tài)修復(fù)的方法［P］.四川省：CN202211561798.8，2023-03-28

［16］"""" 楊晴雯.改性有機(jī)材料-植物根系固土功能演替過程及坡面生態(tài)修復(fù)機(jī)理研究［D］.成都：成都理工大學(xué)，2020：17-19

［17］"""" 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. NY/T 1121.4-2006， 土壤檢測.第4部分：土壤容量的測定［S］. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：1

［18］"""" 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. NY/T 1121.2-2006， 土壤檢測.第2部分：土壤pH的測定［S］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：2

［19］"""" 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. NY/T 1848-2010， 中性、石灰性土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀的測定聯(lián)合浸提-比色法［S］ 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010：1

［20］"""" 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. NY/T 889-2004， 土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定［S］. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：1

［21］"""" 環(huán)境保護(hù)部. HJ 615-2011， 土壤 有機(jī)碳的測定 重鉻酸鉀氧化-分光光度法［S］北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011：2

［22］"""" 李佳秀，張青松，杜子銀.減畜對草地植被生長和土壤特性的影響研究進(jìn)展［J］.草地學(xué)報，2022，30（9）：2280-2290

［23］"""" 張俊嬌.露天煤礦排土場坡面生態(tài)修復(fù)模式效果評價［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2021：22-24

［24］"""" 彭德元，袁謀志，付品山，等.張家界植煙土壤酸堿度分布及影響因素研究［J］.作物研究，2021，35（6）：581-584

［25］"""" 陳學(xué)平，李宏鈞，簡麗，等.植物纖維毯防護(hù)不同施工工藝對公路坡面植被建成影響研究與實(shí)踐［J］.公路，2016，61（3）：211-215

［26］"""" CHEN J， AI S， LIU J， et al. The life span and influencing factors of metal mesh in artificial soil on railway rock-cut slopes in humid areas［J］. Science of the Total Environment， 2019， 671： 41-51

［27］"""" 王靈艷，杜巖功，許慶民，等.放牧對青藏高原高寒草地土壤有機(jī)碳含量的影響［J］.草原與草坪，2023，43（3）：21-27

［28］"""" 陳學(xué)平，周勇，楊艷剛，等.不同覆蓋措施對高寒地區(qū)剝離的草皮塊堆放溫濕度及成活的影響［J］.冰川凍土，2021，43（5）：1334-1343

［29］"""" AHMAD N， ASLAM S， HUSSAIN N， et al. Transforming lignin biomass to value： Interplay between ligninolytic enzymes and lignocellulose depolymerization［J］. BioEnergy Research， 2023， 16（3）： 1246-1263

［30］"""" LARKIN A A， MARTINY A C. Microdiversity shapes the traits， niche space， and biogeography of microbial taxa［J］. Environmental Microbiology Reports， 2017， 9（2）： 55-70

［31］"""" HU Y， WANG S， NIU B， et al. Effect of increasing precipitation and warming on microbial community in Tibetan alpine steppe［J］. Environmental Research， 2020， 189： 109917

［32］"""" 張杰雪，王占青，全小龍，等.高寒地區(qū)人工草地土壤微生物群落對不同種植方式和年限的響應(yīng)［J］.草地學(xué)報，2021，29（2）：270-280

［33］"""" CHEN H， XIA Q， YANG T， et al. The soil microbial community of turf： linear and nonlinear changes of taxa and N-cycling gene abundances over a century-long turf development［J］. FEMS Microbiology Ecology， 2019， 95（2）： fiy224

［34］"""" CROUCH J A， CARTER Z， ISMAIEL A， et al. The US National Mall microbiome： A census of rhizosphere bacteria inhabiting landscape turf［J］. Crop Science， 2017， 57（S1）： 341-348

（責(zé)任編輯" 彭露茜）