文家溝泥石流區植被調查

王雅飛 尹明 唐禮貴 趙敏 喻曉鋼

摘 要：為研究汶川地震次生泥石流堆積體的植被恢復對策，為泥石流及類似災害地人工植被恢復提供參考，試驗以四川省綿竹市清平鎮文家溝泥石流堆積體的自然植被為調查對象，隨機設置樣方，以Simpson指數和Shannorr-Weiner指數調查樣方內植被的蓋度、均勻度、多樣性、重要值，分析植被組成。通過實地調查發現，文家溝泥石流區自然恢復植被共42種，隸屬23個科37屬，主要包括菊科13種、禾本科5種、薔薇科3種、莧科2種等。全部植物中，1、2年生草本植物15種、多年生草本植物15種、蕨類植物1種、喬木5種、灌木6種。

關鍵詞：文家溝；泥石流；植被

中圖分類號：x43 文獻標志碼：A 論文編號：2013-0796

0 引言

汶川地震后次生災害不斷，其中以四川省綿竹市清平鎮文家溝泥石流破壞最大。清平鎮文家溝泥石流經引水、攔擋、排導、分流等工程措施治理后，堆積體得到穩固，但雨季由于地表附著物少，地表徑流侵蝕仍較嚴重，水土流失狀況堪憂。因此，在泥石流堆積區恢復重建植被，進行生態修復，既能減輕地表徑流對泥石流的侵蝕又能美化環境，還能鞏固泥石流工程治理效果。國內對泥石流災害地植被的調查研究未見報道，對一般災害地報道得較多的是對各類廢棄尾礦、生態退化草地、沙漠邊緣、公路邊坡、垃圾堆場等生態脆弱地植被的調查研究[1-6]。試驗以四川同類泥石流災害地植被的適生性、優勢性研究為切入點，通過實地調查，分析泥石流災害地不同植被的蓋度、均勻度、多樣性、重要值等因子。研究的目的主要是解決泥石流災害地植被恢復工作中如何因地制宜的選擇合適的植被類型及其結構特征，為今后人為促進泥石流災害地植被修復工作提供參考和借鑒。

1 研究地區及研究方法

1.1 試驗地概況

文家溝位于四川省綿竹市西北部山區清平鎮，屬長江流域的沱江水系上游綿遠河一支溝。文家溝流域總體東西向伸展，匯水面積7.81 km2，主溝全長3.25 km，流域內最低點位于溝口海拔883 m，最高峰位于東部分水嶺九頂山的頂子崖，海拔240 2m，相對高差1519 m。文家溝主溝發育于流域的峽谷區，岸坡陡峻，溝谷切割深，溝道短，縱坡降大，迭水坎多，橫斷面呈V型，容易爆發泥石流[7]。

1.2 植被調查方法

隨機選取溝內一點（海拔948.6 m，坐標104°7'4.6''E、31°33'6.6''N）為起點，設A、B、C、D共4個樣帶，每個樣帶隨機設置樣方20個，每個樣方規格為1 m×1 m，共80個樣方。分別調查樣方內的植物種類、株數、蓋度等。

1.3 數據處理

各植物種的優勢度采用綜合優勢比測定，物種多樣性指數用Simpson指數，物種分布均勻度的測定用Shannorr-Weiner指數[8-9]。

重要值=相對密度+相對頻度+相對蓋度

式中，D代表物種多樣性指數，E代表均勻度指數，Pi是第i個種的個數Ni占總個體數N的比例，S是群落中的總種數，H是實際觀察的種類多樣性，Hmax是最大的種類多樣性。

2 結果與分析

2.1 植被群落組成成分分析

從表1可以看出，文家溝泥石流區共有植被42種，隸屬23個科37屬。從生活型看，該區植被組成以1、2年生和多年生草本植物為主，此外還有部分灌木和極少量小喬木，其中菊科、禾本科、薔薇科較多，共21種，占總數的50.0%，優勢種有菊科的青蒿、臭蒿、飛蓬，禾本科的狗尾草、狗牙根、白茅，以及薔薇科的懸鉤子。因此，從4個樣帶的植物組成來看，菊科、禾本科、薔薇科植物是最適文家溝泥石流區生境植物。

2.2 植被群落結構分析

表2為4個調查樣帶內的植被名稱和重要值分析。結果表明，樣帶A內優勢種為中華短腸蕨、狗牙根、鬼針草，其重要值分別為93.97%、40.61%、35.18%；樣帶B內優勢種為野茼蒿、青蒿、長莖飛蓬，其重要值分別為138.52%、44.13%、35.33%；樣帶C內優勢種為中華短腸蕨，其重要值為190.14%；樣帶D內優勢種為飛蓬、中華短腸蕨，其重要值分別為135.40%、87.99%。從4個樣帶內植被種類的重要值變化情況來看，明顯看出樣帶A要比其他3個樣帶的的優勢種重要值小，表明樣地A的群落復雜程度最高。

2.3 植被群落的多樣性分析

4個樣帶內植被群落的差異與其海拔和立地條件存在較大的相關性（表3）。樣地A的海拔幅度949～956 m，坡度7°—10°，水土流失嚴重，植被蓋度僅為27.2%，但植被種類較多，分布均勻，生物多樣性指數0.84，均勻度0.73。樣地B的海拔幅度971～973 m，坡度3°—6°，地勢較緩，水源充分，植被蓋度達87.6%，優勢種明顯，種數較少，僅27種。樣地C的海拔幅度990～1040 m，坡度18°—27°，水土流失嚴重，植被蓋度僅為41.7%，種數30，生物多樣性指數0.43，均勻度0.31。樣地D的海拔幅度1085～1081 m，平均坡度1°—3°，雖地勢較緩，但該樣帶為一孤立平臺，不易存水，加之海拔較高，植被蓋度僅為33.1%，植被種類也較少，僅21種，分布均勻，生物多樣性指數較低，僅0.27。

3 結論

（1）菊科、禾本科、薔薇科植物居多，植被類型單一。泥石流災害地水土流失十分嚴重，土壤貧瘠，立地條件惡劣，自然恢復的植被種類較少。調查發現4處樣帶的植被有42種，多集中在菊科、禾本科和薔薇科。其中菊科植物13種，為最多，其次為禾本科植物和薔薇科植物，表明這3個科的某些植物更容易適應這類環境，特別是菊科的鬼針草、野茼蒿、青蒿、飛蓬，禾本科的狗牙根、白茅，以及薔薇科的懸鉤子類植物。

（2）草本多，木本少。試驗地不同部位植被種類因海拔、地勢等立地因子有所不同，但植被類型無明顯差異，以草本居多，共32種，占總種數的76.2%，木本10種，占23.8%。10個木本植物中，灌木占6種，小喬木占4種。

（3）植被類型單一的主要成因。主要是草本種子輕小，易于風播和鳥類傳播，也易于在貧瘠少土的泥石流災害地上萌芽和成活，與草本種子相比，木本植物種子大多粒大，不易風播，在貧瘠少土的泥石流災害地較難萌芽和成活。試驗地4個樣帶內優勢草本的覆蓋度分別達到了27.2%、87.6%、41.7%和33.1%，重要值分別為169.76%、217.98%、190.14%和223.39%，表明試驗地植被的結構特征單一，草本植被占絕對優勢。值得一提的是，4個樣帶均有一種蕨類植物出現，且重要值較高，最低11.04%，最高190.14%，說明該類生境適合蕨類植物生長。

4 討論

4.1 木本植物在泥石流災害地植被重建中應優先考慮

試驗中，1、2年生和多年生草本占33種，在種群和數量上占絕對優勢，木本植物僅9種，植被類型單一。趙方瑩等[10]的研究表明，灌木的蓄水效應和減蝕效應是草本植物的7.4倍和30.9倍。草本植物因其生長周期短，種子細小，易于萌發和成活，是早期的先鋒植被。但草本植物的根系相對淺、弱，與根系相對發達的木本植物相比，其水土保持、水源涵養以及減緩地表徑流的作用有限，特別是在自然恢復初期，其作用極其有限。而木本植物的根系更為健壯和發達，根系更深，固土、保水能力更強，因而在災害地植被恢復的過程中，應當以自然恢復和人工恢復相結合的方式促進災害地的植被重建，對于較難生長成活的木本植物輔以人為恢復，以提高植被重建進度，達到穩固原有災害地土壤，重建原生植被，改善生境的目的。

4.2 選擇適合的植被能有效促進泥石流災害地植被恢復

研究表明，菊科和禾本科部分植物較耐干旱貧瘠[11-14]。在文家溝泥石流區自然恢復的植被中，有菊科和禾本科植物共18種，但調查結果表明4個樣帶的優勢種的重要值卻表現出明顯的差異，調查中同一區域的優勢種因坡度、海拔、土壤等因子其群落特征有顯著差異。在泥石流災害地的人為促進植被恢復工作中，初期應選擇適合的草本作為先鋒植物，后期則需綜合考慮植物的生物學特性，選擇栽植冠層結構復雜、根系發達、固土保水能力更強的木本重建植被。

4.3 治山工作為植被重建打下基礎

研究表明，先治山后恢復重建植被，能有效提高造林成活率[15]。泥石流災害地土壤貧瘠，地表徑流大，保水、固土能力差，在植被恢復重建過程中，可綜合考慮坡度、海拔、土壤等因子，增加一定的治山工程措施，通過山體治理，為植被重建創造適生條件。

4.4 調查工作有待進一步拓展

災害地植被調查的目的是為了植被重建和恢復生境。試驗選擇的四川盆周山地泥石流災害地，在類似地理及氣候條件下具一定的代表性，更多地區泥石流災害地植被恢復有待進一步研究和探討。

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