除了种植先锋植物,适应恶劣生境外,想要解决红壤侵蚀劣地的水土流失问题,还需要形成稳定的植物群落。但这些地区往往因生境恶劣,物种单一,治理效果往往不尽如人意。郭晓敏等对江西省不同类型红壤侵蚀劣地采用不同治理技术,在恢复植被的基础上,进行综合治理和立体经营,施行的乔、灌、草立体结构和用材林、薪炭林、防护林、经济林一林多用的树种组合[47]。松类树种及枫香(Liquidambar formosana)、木荷(Schima superba)既是优良的用材林种,又是保持水土、瘠薄山地造林的先锋树种。而杜仲(Eucommia ulmoides)、青钱柳(Cyclocarya paliurus)、棶木(Cornus spp.)、黑荆树(Acacia mearnsii)、赤按(Eucalyptuscamaldulensis)、黄桅子(Gardenia sootepensis)等阔叶树种除了其枝、叶、果有较高的药用、食用和工业用价值外,还可起改良土壤的作用。另外,胡枝子(Lespedeza bicolor)、桤木(Alnus cremastogyne)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)、黑荆树(Acacia mearnsii)等豆科树种的固氮作用也对改良土壤、恢复植被有良好的促进作用。正是通过把它们合理的组配,形成多层、多种人工植物群落的整体结构,利用林冠多层截留和地面下垫面的改变,减缓了雨滴溅蚀力和地表径流量。同时乔、灌、草组合的植物群落根系错落交叉,形成网络结构,增加了固土防冲能力,为植物的快速稳定生长创造了局部生境的多样性[47][48]。
红壤丘陵区是南方重要的农林业生产基地,为了提高当地的农林收入,水土流失治理又不能忽略当地的经济林建设,但在侵蚀坡地上开垦的果园,尽管采取了挖大穴、施重肥的技术措施栽培果树,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,使侵蚀劣地地力没有得到根本的改善。要保证已开发的侵蚀坡地的持续利用和发展论文参考文献格式,仅仅搞好水土保持工作是不够的,还须采取有效措施改善土壤的理化性状。因此,要充分意识到培育侵蚀劣地肥力的重要性,考虑在果园里套种爬地兰(Inaigoferaendecaphyllajacg)、无刺含羞草(Mimosa invisa var. inermis)、宽叶雀稗(Palspalum wettsteini)和百喜草(Palspalum notatum)等草本植物,对培肥土壤,活化土壤养分,增加土壤中速效养分的含量,进而对恢复侵蚀劣地生产力有良好的效果[49]。
侵蚀劣地和退化林的植被恢复是个长期的过程,水土流失治理应根据其所处的不同退化阶段而采取相应的治理措施,选取合适的植被物种和相应的种植模式,才能收到最佳的治理效果。
5 红壤植被群落构建
植物群落是不同植物有机体的结合,是构成生态系统的基础,植物群落的特征及物种多样性直接影响着所构成的生态系统的生产力、稳定性等功能的发挥[50]。植被群落构建是希望根据经营目的和生态学要求,在主导环境因子识别和掌握的基础上,用人工选择的植物组成、结构取代现有的退化植物群落,使群落尽快恢复到一定的群落结构和功能水平,使群落沿着人们预定的方向演替,以发挥植物群落的生态与景观功能[51]。
以往的治理过程主要可列为两类目标:一类是以水源涵养、水土保持林等生态效益发挥为主要目标,突出恢复和重建生态型植被;另一类是以短期经济效益的获取为目标的经济型植被的重建,可能致使环境进一步退化。因此,二者都没有可持续性。植被恢复和重建必须同时考虑生态学和经济学原则,必须同时考虑人类的经济发展的愿望和环境治理的现实,兼顾生态和经济效益[52]。在治理水土流失的同时, 需要积极发展果业、药材、经济作物、经济林木、实行立体种植和生态经济系统要素的优化组合、物质能量良性循环的生态经济型水土保持模式,以经济发展促流域治理。近些年来在赣南红壤丘陵水土流失区实施的猪一沼一果工程等以及在闽北山区的“林果草牧沼菌”模式,利用果-草-牧、果-绿肥-土壤、果-豆科作物等模式,提高人工植物群落对资源的利用效能,提高群落及其系统的稳定性和抗灾能力,以草保土养地,以草带动地方产业发展,促进生态与经济的共同发展[53][54]。
针对某些地区水土流失区树种结构单一、水土保持能力差的林分,有研究人员提出“复合型”植被重建的概念论文参考文献格式,“复合型”植被重建是指以水土保持生态环境建设为主体,改单一品种,营造“复合型”植被。红壤侵蚀区即存在林种结构单一、林地侵蚀严重、林地生态质量差等问题。只有重建“复合型”植被才能改变马尾松(Pinusmassoniana)林地生态系统功能脆弱问题,营造树种结构复杂、多层次、水土保持能力强的林分[16]。从时间上而言,短期草本覆盖,发展到中期草、灌、乔“复合型”植被,最终达到顶级植被群落;从空间上而言,地表有地被物层、低有草本层、中有灌木层、高有乔木层;从植物品种上而言,有草、灌、乔;从水土保持而言,有保水、保土、保肥效益。重建“复合型”植被,在植被品种的配置上需强调深根与浅根的搭配,针叶与阔叶的搭配、常绿与落叶阔叶林的搭配以及喜阳与喜荫树种的搭配,在强度侵蚀区需采取以草促林、乔灌混交的措施,从而不同程度地增加物种数量,实现林分结构不断优化,使植物群落不断向顶级群落顺向演替。
“复合型”植被重建选择的品种应该是适应当地生长的品种,并注重造林品种的乡土化,合理配置,建立多层、复杂的群落结构。因此,重建可选择地带内的山茶科木荷(Schima superba)、金缕梅科枫香(Liquidambar formosana)、杨梅科杨梅(Myrica rubra)、壳斗科闽粤栲(Castanopsis fissarehd)、青冈(Cyclobalanopsis glauce)、樟科香樟(Cinnamomum camphora)、木兰科含笑(Michelia figo)和杜英科山杜英(Elaeocarpussylvestris)为主的阔叶树种;灌木选择蝶形花科的胡枝子(Lespedeza bicolor)等乡土品种。在营造水保林品种选择上确定马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superba)、枫香(Liquidambar formosana)、杨梅(Myrica rubra)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等为典型优势造林树种,是建立地带性顶极稳定群落的需要。
生态系统的结构决定其功能,且结构具有可操作性,从结构入手进行人工植物群落设计,实现群落在物种组成、群落片层、垂直结构和时空结构上的合理配置,达到群落结构合理、功能优化的目的。从生态学理论上来说,一定的地理区域,在进行群落植被重建时应该适当借鉴植被群落的演替规律,天然的顶级植被结构就是完全适应当地生态环境的植被结构类型[24]。牛德奎等在前人水土流失治理基础上提出了植被群落重建与恢复应遵循的原则[53]:
(1)群落演替原则,植物群落的演替方向和速度取决于内部动力和外部干扰力程度和对比状况。许多研究者已经注意并着手研究植被退化规律及逆境群落中种群生态位特征,其目的均在于深入了解生物生态学恢复机制的基础上更好地运用优良的植物组合促进植被的迅速恢复。
(2)群落结构原则,表现为植被在垂直空间上的组合和空间上的配置, 前者着重于建群种与其它从属种的合理结合, 要求注重植物种之间的阴阳性、深浅根、疏密生、养分元素吸收等生态学特征上具有生态位的互补性论文参考文献格式,以减少竞争造成的不稳定性。
(3)植物地带性原则,在长期适应自然条件的结果下,使植物形成了一定的分布区,需要根据这一原则选择构建群落的物种。
(4)生物多样性原则,重视乡土种,避免入侵种,所选品种与当地自然条件必须具备长期适应性,充分挖掘和发挥生物多样性潜力和优势,为群落的稳定和发展奠定了基础。
(5)长期效益和短期效益相结合原则,重建和恢复植被,是环境退化地区的经济步入可持续发展良性循环的基础,因而对植被重建与恢复这样需要长时间的过程来说就显得尤为重要。
(6)群落稳定性原则,虽然草被植物对侵蚀劣地等环境的适应能力优于乔灌木,但自然界的植物群落很少由单一的种类构成,因此在植被群落重建与恢复过程中, 需要模拟群落的这些特征施加人工的促进措施,增加群落的稳定性[53]。
因此今后在植被群落重建和恢复的研究与实践中,要求深入了解主要土壤类型不同程度的侵蚀区以土壤水分、养分为主要特征的土壤退化规律,认识相对应阶段群落优势种的生物学特性和对环境的适应性及生态位关系,确立稳定植物群落的优化结构;揭示植物群落发生发展过程中的胁迫因素及控制方法,探求适应于不同土壤类型、侵蚀程度地区植被恢复和重建的方法;充分挖掘生物多样性资源优势,筛选优良的乡土草灌木和林木,建立适合地方自然条件和经济发展特点的植被群落恢复和重建模式。
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