閩東北鷲峰山不同跡地與不同植被恢復模式對徑流的影響

黃振奮

摘要：指出了在閩東北鷲峰山對不同跡地采取不同植被恢復模式所造成的地表徑流和泥沙流失不盡相同。通過分析能夠減少地表徑流和泥沙流失的排序為：人工造林模式<人工促進天然更新模式<天然更新模式和采伐跡地<退耕農地<火燒跡地<礦山跡地。經過4年植被恢復，所有跡地上的植被均已郁閉，地表徑流深顯著變小，泥沙流失得到有效控制；以采伐跡地（B2）和退耕農地（B3）上采用人工造林模式（A1）的樣地植被，具有較強的保水和固土能力，產生土壤侵蝕的地表徑流深最小（二者分別為17.6mm和10.3mm），流失泥沙量也最少（二者分別為0.5g.m-2和0.4g.m-2）。

關鍵詞：鷲峰山；跡地；植被恢復；模式；徑流

中圖分類號： S762

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06003203

1 引言

閩東北鷲峰山處于閩東賽江流域上游，在涵養水源、保持水土、穩定河川流量、維護生態平衡等方面具有重要的地位[1，2]。為了盡快在不同跡地上恢復森林植被，提高森林覆蓋率，提升涵養水源、保持水土能力，維護生態平衡[3，4]。從2010年起開展閩東北鷲峰山不同跡地與不同植被恢復模式之間的植被恢復及生態效應的監測與研究工作。分析不同年份在不同跡地與不同植被恢復模式下的地表徑流和泥沙流失的變化情況，探討不同跡地減少地表徑流和泥沙流失的植被恢復模式，為鷲峰山不同跡地的植被恢復并提高生態效益提供參考依據[5～9]。

2 材料與方法

2.1 研究區域的自然概況

鷲峰山脈（海拔20～1400m）位于福建省寧德市蕉城區境內（119°8′～119°51′E，26°30′～26°58′N），屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，溫度適中，雨量充沛，全年少旱。年平均氣溫13.8～19.1℃，年降雨量1800～2100mm。林地土壤為黃壤、紅壤、紫色土，土層中厚。

2.2 研究方法

2010年冬季在蕉城區九都鎮貴村、柴坑村選擇海拔、坡向、坡位等立地條件基本相同的火燒跡地、采伐跡地、退耕農地、礦山跡地上布設不同植被恢復模式的試驗地，按試驗要求進行林地處理、整地挖穴，并于翌年春季人工造林[10，11]。植被恢復模式為：A1人工造林模式（工程造林模式）、A2人工促進天然更新模式（人工劈草、除萌等措施促進天然更新）、A3天然更新模式（不施加任何人為措施依靠天然恢復模式）。跡地類型為：B1火燒跡地（2010年的火燒跡地）、B2采伐跡地（2010年的采伐跡地）、B3退耕農地（已荒蕪農地）、B4礦山跡地（已停止采石的礦山跡地）。每個試驗小區面積為1hm2，共設置12個試驗小區。每個試驗小區順山坡方向分別設置徑流觀察場3個（3次重復），共設置徑流觀察場36個。徑流觀察場形狀如倒直角三角形（橫邊長8m、豎邊投影長6m、斜邊投影長10m）。邊框用厚1.5cm、寬40cm木板經油毛氈紙包裹后埋入土中，地上部分高出地面20cm，面積為24m2，下端設截流器。人工造林樹種為馬尾松（Piuns massoniana），采用常規造林方法1.8m×1.8m密度栽植。每年的1月至12月末，凡有地表徑流產生均隨之測定。泥沙流失量測定則利用濾紙將泥沙濾出后烘干稱量。

3 結果與分析

在不同跡地、不同植被恢復模式的12個監測場內，除礦山跡地天然更新模式的監測場外，其余11個監測場均能當年末草本層基本覆蓋地表。所有監測場的植被都能逐年增加蓋度，隨著地表覆蓋度的不斷增加，產生土壤侵蝕的徑流深逐年減少，流失泥沙量也逐年減小。4年間年均產生土壤侵蝕的徑流深為348.3mm，其中2011年均680.3mm、2012年均329.7mm、2013年均221.0mm、2014年均162.3mm；年均流失泥沙量29.3g·m-2，其中2011年均67.0g·m-2、2012年均25.9g·m-2、2013年均13.8g·m-2、2014年均10.4g·m-2。

3.1 不同跡地、不同恢復模式對產生土壤侵蝕地表徑流的影響

將每年各跡地、模式下每次產生土壤侵蝕的徑流深數據進行統計，見表1。在觀測地表徑流的數據中明顯表現出：各跡地、模式植被系統均能得到逐步恢復和完善，對地表徑流量的調節能力也是一個漸進過程。采伐跡地由于植被保存得相對較好，產生土壤侵蝕的徑流深也相對較小，但在不同恢復模式之間也有差別并逐年快速減小；礦山跡地由于無植被保存、且土壤較疏松，產生土壤侵蝕的徑流深也相對較大，但在不同恢復模式之間也有差別并逐年緩慢減小；退耕跡地雖無植被保存，但其土壤肥力較好，因此 其植被恢復得較快，產生土壤侵蝕的徑流深也相對較小，不同恢復模式之間也有差別并逐年很快減小；火燒跡地因無植被保護地表，觀測當年產生土壤侵蝕的徑流深也相對較大，但隨著植被恢復逐年減小（不同恢復模式之間也有差別）。

對不同年份在不同跡地、植被恢復模式下產生土壤侵蝕的地表徑流深進行方差分析（表2），不同跡地和不同植被恢復模式在2011、2012、2013、2014年的P-value值（P-value值區間為2.62E-24至0.0006）<0.01，說明不同年份在不同跡地和不同植被恢復模式的地表徑流深之間存在極顯著差異；不同跡地和不同植被恢復模式地表徑流深的交互作用只有在2011年[P-value值（0.025）<0.05]為顯著差異，而不同跡地和不同植被恢復模式地表徑流深的交互作用在2012、2013、2014年 （P-value值值區間為3.45E-09至0.002<0.01）則為極顯著差異。

3.2 不同跡地、不同恢復模式對流失泥沙量的影響

將每年各跡地、模式下每次產生土壤侵蝕的流失泥沙量數據進行統計，見表3。在觀測流失泥沙量的數據中明顯表現出：各跡地、模式隨著植被系統逐步恢復和完善，對減少流失泥沙量的能力也是一個漸進過程。采伐跡地由于植被保存得相對較好，產生土壤侵蝕的徑流深相對較小，流失泥沙量也相對較少；礦山跡地由于無植被保存、且土壤較疏松，產生土壤侵蝕的徑流深也相對較大，流失泥沙量也相對較大；退耕跡地雖無植被保存，但因其土壤肥力較好植被恢復快，產生土壤侵蝕的徑流深也相對較小，流失泥沙量也相對較少；火燒跡地產生土壤侵蝕的徑流深也相對較大，但隨著植被恢復逐年減小，流失泥沙量也逐年減少。

上采用人工造林模式（A1）的樣地，植被經過4年恢復固土能力較強，泥沙流失得到有效控制，流失泥沙量最少（二者分別為0.5、0.4g·m-2）。

對不同年份在不同跡地、植被恢復模式下的流失泥沙量進行方差分析（見表4），不同跡地和不同植被恢復模式的流失泥沙量在2011、2012、2013、2014年的P-value值（P-value值區間為6.02E-25至0.008）<0.01，說明不同年份在不同跡地和不同植被恢復模式的流失泥沙量之間存在極顯著差異；不同跡地和不同植被恢復模式流失泥沙量的交互作用只有在2011年[P-value值（0.06）>0.05]為不顯著差異、在2012年[P-value值（1.04E-05）<0.01]為極顯著差異、在2013、2014年 （P-value值分別為0.016和0.021均<0.05）則為顯著差異。

4 結語

（1）所有監測場的植被均能逐年增加蓋度，隨著地表覆蓋度的不斷增加，產生土壤侵蝕的徑流深逐年減少，流失泥沙量也逐年減小。4年間年均產生土壤侵蝕的徑流深為348.3mm，其中2011年均680.3mm、2012年均329.7mm、2013年均221.0mm、2014年均162.3mm；年均流失泥沙量29.3g·m-2，其中2011年均67.0g·m-2、2012年均25.9g·m-2、2013年均13.8g·m-2、2014年均10.4g·m-2。

（2）本文在閩東北鷲峰山對不同跡地采取不同植被恢復模式所造成的地表徑流和泥沙流失不盡相同。通過分析能夠減少地表徑流和泥沙流失的排序為人工造林模式<人工促進天然更新模式<天然更新模式和采伐跡地<退耕農地<火燒跡地<礦山跡地。經過4年植被恢復，所有跡地上的植被均已郁閉，地表徑流深顯著變小，泥沙流失得到有效控制。采伐跡地（B2）和退耕農地（B3）上采用人工造林模式（A1）的樣地植被，經過4年恢復具有較強的保水和固土能力，產生土壤侵蝕的地表徑流深最小（二者分別為17.6mm和10.3mm），其流失泥沙量也最少（二者分別為0.5、0.4g·m-2）。

（3）不同年份在不同跡地和不同植被恢復模式之間產生土壤侵蝕的地表徑流深和流失泥沙量存在極顯著差異，不同跡地和不同植被恢復模式之間產生土壤侵蝕的地表徑流深和流失泥沙量的交互作用在不同年份其顯著性差異有所不同。

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