久馬高速公路沿線不同恢復模式對高寒草地植物群落特征和土壤特性的影響

關鍵詞高寒草地；恢復模式；群落特征；土壤特性；高速公路

中圖分類號X171.4文獻標識碼A

文章編號 0517-6611（2025）16-0039-10

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.16.009

Abstracteiedertpreieesofolgicalstoatiofxpresostruiligiosdeple theefectsofdiretoverodesoplantcmitydsolaracterstisoflpiegrassadtodeJaexpresealo catedintheAbaTibetanandQiangAutonomousPrefectureinNorthwesternSichuanwasselectedtocomparefiverecoverymodestraditioal grasssedsowing method（SG），grasseedsowingcombinedwithcoveredplantfiberblanket（PB），sodstackingandresurfacig（R）sod resurfacingafterbracketstorage（BR）andsodresurfacingandcompactionfiationafterstackingandpreservation（CR）.Soilbulkdensity， waterontentcbtaloblelbleososesuceof andcommunityealdearsotestatricksde，aoWiereitydexndprcialompontale usedtoevaluateteemedtionect.esultSoiltotalitroenndvailblepotassiumonentsdasificantetonoiy growth （ Plt;0.05 ）.The CR mode performed best incommunitycoverage，species diversityand biomass.Thecontentsof soil organiccarbon，total nitrogen and available potassium in this mode were significantly higher than those in other modes （ P lt;0.05）.The soil bulk density of SG mode wasthelargest，hilethesoilbulkdensitofCRoeas thesalest.TreasasgnifcantcoelatonetwensoilHvalueadrotu face area，soil moisture content and organic carbon content and available potassium （ Plt;0.05 ）.Principal component analysis showed that availablepotasisltgthedncbopotatoea sionThesodufcingodespellydassificantleerantalgassdowgodeihhgi coveragespeesitdoascidlsoableatohindotofotalrogdl blepotassuinsoilasympoantfoouitothyplnggdotassertls，lantgothd sodresufacingnditsotidtreaeteodsanbeidelyusedincolocalstoatioinalpinegios，rovdingtivesolutios for ecological environment improvement and biodiversity enhancement.

Key WordsApine grassland; Recovery mode; Community characteristic ;Soil property;Expressway

青海久治（川青界）至馬爾康高速公路（簡稱久馬高速公路）是四川首條全線海拔超 3000m 高原高速公路，位于四川省的西北部，處在川西高原的核心區域。川西高原作為青藏高原東南邊緣的重要生態屏障，分布著大面積的高寒草地，這些草地對我國乃至全球的生態環境安全起著至關重要的作用[]。高寒草地不僅是青藏高原的主體生態系統，也是我國這種特殊生態類型中物種多樣性最為豐富的區域之二[2];其在水源涵養、保持水土、氣候調節、生物多樣性保護、碳匯等方面具有顯著的生態功能3，同時也對全球氣候變化產生深遠的影響[4]。因此，保護和恢復高寒草地的生態系統，對于人類的生存和發展具有重要意義[5]

當前，高寒草甸區正面臨人類活動與氣候變暖等多重影響。由于高寒地區海拔高、溫度低、土壤發育時間短，其生態系統極為脆弱，容易受到外界干擾[。隨著經濟的快速發展，公路建設、人口增長、旅游開發、過度放牧等人類活動對草地生態系統的影響日益顯著[7]。在高海拔、氣候寒冷的地區，生態系統中的物質循環和能量轉化過程較慢，一旦遭到破壞，植被的生長與恢復進程會顯著延遲[8]。此外，長時間的低溫和短暫的生長季節使得該地區施工作業所需的生態防護手段相對有限，目前常見的防護方式如植草、鋪草皮及植生毯等，在嚴寒條件下的效果并不理想[9]。為促進西部經濟發展，修建川西方向的高速公路勢在必行。然而，四川省西北部獨特的高寒且脆弱的生態環境使得施工面臨諸多挑戰。有研究表明，通過原生植被移植可以有效恢復施工對環境造成的破壞[10-11]。在青藏鐵路建設期間，已對高寒區域的植被恢復進行了初步探索。近年來，針對高寒草地的生態恢復研究逐漸增多，已有學者探討了不同恢復模式對生態系統的影響[2-3]。目前，高寒草地正經歷明顯的退化現象[12]，這一問題已成為全球生態環境面臨的重大挑戰之一，急需采取有效措施進行保護和修復。盡管已有研究開始探討灌木和野生草本植物在景區小徑[13]及公路生態恢復中的應用[14]，但現有研究多集中于生態系統的基本特征和恢復方法，針對川西北高原寒區的公路建設生態恢復研究仍相對有限，缺乏對具體恢復技術的系統性分析，尤其是在高寒地區的草皮移植技術方面，相關研究仍顯不足。筆者擬通過對比原生草皮移植恢復模式和傳統植被恢復模式，研究其對久馬高速沿線高寒草地植物群落特征和土壤特性的影響，采用皮爾遜相關分析法探究植物群落特征與土壤特性之間的相關性，并利用Patrick豐富度指數和Shannon-Wiener多樣性指數對不同模式下相關指標進行標準化，通過主成分分析法計算各因素的貢獻率，得出最佳的生態恢復模式，以期為未來的公路建設與生態修復提供理論依據和實踐指導，也為高寒草地的保護與恢復貢獻新的思路與方法。

1材料與方法

1.1研究區概況久馬高速公路位于川西北阿壩藏族羌族自治州，地理位置為 102^°14^′05\"～103^°00^′47\"E.29^°54^′51\"～29^° 58^′50^′′N ，東鄰黑水和松潘縣，南臨金川縣，西鄰壤塘縣，北接青海省久治縣和甘肅省瑪曲縣，地處青藏高原的東南緣，是川西北山地向高原的過渡地帶。該地區平均海拔約 3500m ，屬于高原大陸性寒溫帶季風氣候，干濕季節分明，雨熱同期，年平均溫度為 1.1^qC ，年降水量為 106mm 。該地區的植被類型以草原為主，主要包括高寒草原、亞高山草甸和嵩草草原等。其中，高寒草原是當地最為典型的植被類型，覆蓋面積超過 80% 。土壤層深、質地疏松且肥力較高，主要為山地黑土或松散的褐土，土層中有機質含量較高，有利于植物生長。

1.2試驗設計對沿線草本植物恢復模式進行評價，設置5種不同的恢復模式：傳統的草種播種法（SG）、草種播種結合覆蓋植物纖維毯（PB）、草皮堆疊后回鋪（SR）、草皮經支架存放后回鋪（BR）、草皮堆疊保存后回鋪并壓實固定（CR）。重點分析SR模式中4層堆疊保存的草皮恢復程度，其中每一層從下往上依次記作SR1、SR2、SR3、SR4?；劁佊玫牟萜び?020年8月剝離，2021年6月進行回鋪，并于2022年9月進行植物群落調查與分析。5種植被恢復模式的現場照片如圖1所示。植被恢復調查位點及相關參數如表1所示。在調查中，對每一層生物根系和土壤進行采集，記錄不同模式下的群落物種信息，采集的土壤和根系帶回實驗室進行進一步分析。

圖1草皮回鋪與傳統植被恢復模式現場

Fig.1Fields of sod resurfacingand traditional vegetation restoration modes

表1植被恢復調查位點

Table1 Investigation sites of vegetation restoration

1.3樣品采集與測定采用環刀采集土壤樣品，用于測定土壤容重;使用鋁盒采集土壤樣品用于測試土壤含水率[12]采用隨機取樣法，在實驗室中對樣品進行均勻混合，去除石子、碎根等雜質，自然風干后過10目的篩子，保存備用。對草皮進行破壞性取樣，收集完整的根系并帶回實驗室清洗。

土壤pH利用便攜式土壤 pH 計進行測量。土壤有機碳采用重鉻酸鉀氧化-分光光度法測定。土壤全氮根據《土壤農業化學分析方法》使用AA3連續流動分析儀測量。土壤有效磷根據國標NY/T1121.7—2014酸性土壤試樣有效磷的測定方法測定。土壤速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定[15]。采用 Epson Expression 1200XL 掃描根系后使用 Win-RHIZO根系分析系統進行根系表面積、總長度和根系直徑的分析[16] 。

1.4數據處理采用Excel2010處理相關數據，使用SPSS22.0軟件進行數據顯著性差異分析、皮爾遜相關性檢驗和主成分分析，用 0rigin 2022 進行繪圖。

選用Patrick豐富度指數 （R） 和Shannon-Wiener多樣性指數 （H^′） 對植物群落物種多樣性進行分析。將不同模式的15項群落、根系、土壤指標標準化，按照標準化的結果進行主成分分析，得到不同模式下各個主成分的因子載荷赫爾貢獻率[17]，按照每個指標在每個主成分中的得分系數計算每個主成分的得分[18]，計算公式如下：

式中： F_ik 為第 i 個評價對象（模式）在第 k 個主成分上的得分； W_kj 為第 j 個指標的得分系數； p 為指標總數； Z_ij 為第 j 個指標在第 i 個模式下的標準化數據； Z_ij 為第 j 個指標在第 i 個模式下的標準化值； X_ij 為第 j 個指標在第 i 個模式下的實測值； 為第 j 個指標在所有模式下的平均值； S_j 為第 j 個指標在所有模式下的標準偏差。

為了計算各主成分的得分，通過以下公式計算不同模式的綜合評價得分：

式中： F 為各模式的綜合得分； F_i 為第 i 個主成分的得分； h 為主成分個數； P_i 為第 i 個主成分貢獻率占總貢獻率的比重[9]

2 結果與分析

2.1不同植被恢復模式的群落差異分析不同植被恢復模式的植物群落調查結果見表2。從Patrick物種豐富度指數（R） 來看，堆疊保存后回鋪并壓實模式（CR）的物種豐富度最高，表明堆疊保存后回鋪并壓實固定（CR）對物種多樣性的保持效果最佳。而草皮堆疊后回鋪（SR）和支架存放后回鋪（BR）模式的物種豐富度均低于CR模式，說明壓實固定處理有助于原始植被的生長和存活。從Shannon-Wiener多樣性指數（ ?H^′ ）來看，CR模式明顯高于其余4種模式，而傳統的草種播種（SG）模式最低，表明CR模式擁有更豐富和復雜的生態系統群落。草皮回鋪在維持沿線物種多樣性以及植被蓋度、高度方面優于傳統模式，并且沒有引入新的物種，因此對沿線植物群落的生態系統結構功能沒有負面影響，起到了保護沿線物種的關鍵作用。

SG模式的群落樣方總蓋度明顯低于回鋪草皮模式（CR），這主要是由于沿線的植物生長周期短以及氣候條件不適宜，導致草種播種的物種生長狀況不佳，與SG模式相比，覆蓋植物纖維毯（PB）的草種播種模式的主要區別在于使用有機土覆蓋，并在其上鋪設植物纖維毯。這種植物纖維毯可以保持草籽的充足濕度，并在草籽發芽和生長過程中提供保護，從而減少草籽的流失和損害，提高草籽的成活率。通過覆蓋有機土和使用植物纖維毯，草籽的發芽率和存活率明顯提高，總蓋度從 30% 提高至 70% 。

比較SR和BR模式在保存相同時間后的草皮回鋪效果發現，2種模式的草皮總蓋度相同，但植物生長的群落高度、物種豐富度指數 （R） 和地上生物量方面，SR模式均高于BR模式，表明堆疊方式更有利于后續草皮的回鋪。此外，回鋪后采取壓實固定措施（CR），更加有利于草皮的生長發育。

表2不同植被恢復模式的群落特征指標

Table2Community characteristic indexes of different vegetationres. torationmodes

2.2不同植被恢復模式對土壤特性的影響

2.2.1土壤容重。從圖2A可以看出，不同植被恢復模式下的土壤容重表現出不同的特點。其中，SG模式的土壤容重顯著高于其他處理組（ Plt;0.05） ，且是所有模式中容重最大的；相比之下，CR模式的土壤容重顯著低于其他處理組（ Plt; 0.05），為所有模式中容重最小的。具體而言，5種模式下土壤容重由大到小依次為 SGgt;PBgt;SRgt;BRgt;CR ，其中SG模式的容重比CR模式高 77.55% 。分析表明，SG模式下土壤容重較大的原因在于邊坡上進行草種播種后，經過夯實的土壤在草籽撒播后變得更加緊實，同時這種方式有效防止了土壤流失，從而導致土壤容重增加。相反，CR模式下的草皮土壤容重最小，原因在于回鋪后進行了草皮固定壓實，草皮內部水分得以有效保持，且該模式下植物生長茂盛、根系發達，因此土壤容重相對較小。

從4層堆疊后回鋪的草皮土壤容重（圖2B）可以看出，回鋪后SR1和SR4之間的土壤容重無顯著差異（ Pgt;0.05） ！，SR2和SR3之間的土壤容重也無顯著差異（ （Pgt;0.05） ，而中間層的土壤容重顯著低于底層和頂層（ Plt;0.05） 。堆疊4層的每一層土壤容重在 BR 和 SR 之間，為 0.85～0.89g/cm³ 。2.2.2土壤含水率。從不同植被恢復模式下的土壤含水率（圖3A）可以看出，覆蓋植物纖維毯（PB）的土壤含水率為20.83% ，草種播種后（SG）土壤含水率為 19.67% ；堆疊保存后回鋪草皮（SR）的土壤含水率為 22.17% ;支架存放后回鋪草皮（BR）的土壤含水率為 27.67% ；而回鋪后進行壓實的草皮（CR）土壤含水率為 35.67% ?？傮w來看，不同恢復模式下的土壤含水率由高到低依次為 CRgt;BRgt;SRgt;PBgt;SG 。其中，CR 模式下的土壤含水率顯著高于其他模式（ Plt;0.05） ，SG和PB模式下的土壤含水率無顯著差異（ Pgt;0.05） 。這表明與傳統的草種播種（SG）和植物纖維毯方式（PB）相比，草皮回鋪（SR、BR、CR）對土壤保水效果更為顯著，而回鋪后進行壓實操作則能夠進一步提高土壤的保水效應。這可能是由于回鋪后對草皮進行壓實固定，減少了水分的蒸發，從而保持草皮的高含水率。在SR模式中，4層堆疊的土壤含水率如圖3B所示，其中SR3的土壤含水率顯著低于其余3層中 Plt;0.05 ），4層堆疊的土壤含水率為 23.03%～29.54% 。

2.2.3土壤 pH 。從不同植被恢復模式下的土壤pH（圖4A）可以看出，PB 模式的土壤 pH 顯著高于其他模式（ Plt;0.05） ！SG模式的土壤 ΔpH 也顯著高于SR、BR和CR 模式（ Plt; 0.05） 、SG 模式的土壤 pH 均在6.5～7.5，屬于中性土壤；而BR、SR和CR模式的土壤 pH 均低于6.5，屬于酸性土壤。草種播種模式（SG）和草皮回鋪模式（BR、SR、CR）之間土壤pH 的差異可能是由于回鋪的草皮是在原位揭取，因此草皮注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 ）

土壤的pH更接近原位土壤的 pH 。在沿線，土壤pH均為6.5以下，屬于酸性土壤，這使得草皮回鋪恢復模式（BR、SR、CR）更能夠保持原生植被的土壤 pH ，從而更有利于植被的生長。4層堆疊后回鋪（SR）的草皮土壤 pH 如圖4B所示，每一層的草皮土壤 pH 均差異顯著（ Plt;0.05） ，但整體仍呈現弱酸性特征；土壤 pH 從高到低依次為 SR3gt;SR1gt;SR2gt; SR4，范圍在 5.5～5.9 。

圖4不同模式下的土壤 pH（A） 以及草皮堆疊后回鋪（SR）模式的4層土壤 pH（B）

圖5不同模式下的土壤有機碳含量（A）以及草皮堆疊后回鋪（SR）模式的4層土壤有機碳含量（B）

2.2.4土壤有機碳。從不同植被恢復模式下的土壤有機碳含量（圖5A）可以看出，各種恢復模式之間的土壤有機碳含量存在明顯差異。其中，CR模式的土壤有機碳含量顯著高于其他4種模式（ Plt;0.05. ），其含量為最高值，比BR模式高出 67.00% ，比PB模式高出 219.71% ；這種差異的主要原因在于CR模式中，尖木條的固定作用能有效減少土壤有機質的流失，從而提升土壤的有機碳含量。另外，經過不同存放方式回鋪的SR和BR模式土壤的有機碳含量未表現出顯著差異（ Pgt;0.05） ；由于這2種模式僅在保存方式上有所不同，因此它們的土壤有機碳含量差異不顯著。相比之下，SG模式的土壤有機碳含量最低，但與PB模式相比，其土壤有機碳含量顯著降低（ Plt;0.05） ；根據現場調研，PB模式在草種播種時使用了黑色有機土進行覆蓋，而SG模式則是在黃土上撒播草籽，在采樣時發現，PB模式下的黑土有所流失，但殘余黑土中仍含有較高的有機碳，顯著高于SG模式下的黃土?；劁伜?層堆疊的草皮土壤有機碳含量如圖5B所示，堆疊4層后的SR1和SR4的土壤有機碳含量顯著高于SR2和SR3（ Plt;0.05） ，堆疊4層的土壤有機碳含量為 4.37%～6.70% 。

2.2.5土壤全氮。從不同植被恢復模式下的土壤全氮含量（圖6A）可以看出，CR模式的土壤全氮含量顯著高于其他模式（ Plt;0.05 ），比SR模式高出 14.95% ，比SG模式高出75.38% ;SG模式的土壤全氮含量在5種模式中最低。這是由于草種播種時使用的土壤為黃壤，且此前沒有植被生長，導致土壤中的氮元素含量極低。因此，SG模式的土壤全氮含量顯著低于其他模式（ Plt;0.05） 。而在PB模式下，由于在覆蓋植物纖維毯之前先覆蓋了一層黑土，其全氮含量高于SG模式。整體來看，根據之前對原位草地的調查，草皮的土壤全氮含量下降了一個數量級。這表明在草皮剝離到回鋪的過程中，全氮含量顯著降低，因此在后續的草皮養護過程中可以適當添加氮肥。堆疊4層后的回鋪草皮土壤全氮含量如圖6B所示，堆疊4層后，各層之間的土壤全氮含量差異顯著（ （Plt;0.05） ，呈現出 SR4gt;SR1gt;SR3gt;SR2 的趨勢，土壤全氮含量為 120.36～234.50mg/kg

圖6不同模式下的土壤全氮含量（A）以及草皮堆疊后回鋪（SR）模式的4層土壤全氮含量（B）Fig.6Soil total nitrogen content under different modes （A） and 4 layers of SR mode （B）

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 。Note：Different lowercase lettersindicate significantdifference （Plt;0.05）

2.2.6土壤速效鉀。從不同植被恢復模式下的土壤速效鉀含量（圖7A）可以看出，CR模式的土壤速效鉀含量顯著高于其他模式（ Plt;0.05） ，為5種模式中王壤速效鉀含量最高；而SG 模式的土壤速效鉀含量顯著低于其他模式（ Plt;0.05） ，為5種模式中最低。CR模式的速效鉀含量比SG模式高出181.94% 。此外，回鋪草皮的模式（BR、SR、CR）其速效鉀含量也顯著高于傳統的草種播種模式（SG）（ Plt;0.05） ，而SG模式與PB模式之間的土壤速效鉀含量無顯著差異（ Pgt;0.05） 。造成這種差異的主要原因在于草皮是植物與土壤的結合體，代表了本土和原生植物的集合，而傳統模式則是在黃土上播種草種，黃土中包含的土壤養分相對較少。堆疊4層后的回鋪草皮土壤速效鉀含量如圖7B所示，經過4層堆疊后的草皮土壤速效鉀含量差異顯著（ Plt;0.05） ，表現為 SR4gt;SR3gt; SR1gt;SR2 ，土壤速效鉀含量為 231.67～397.33mg/kg_? （204號

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 。

Note：Differentlowercaseletters indicatesignificantdifference（ （Plt;0.05）

圖7不同模式下的土壤速效鉀含量（A）以及草皮堆疊后回鋪（SR）模式的4層土壤速效鉀含量（B）

Fig.7Soil available potassium content under different modes （A）and 4 layers of SR mode（B）

2.2.7土壤有效磷。從不同植被恢復模式下的土壤有效磷含量（圖8A）可以看出，SR模式的土壤有效磷含量顯著高于其他模式（ Plt;0.05） ，為5種模式中最高;而PB模式的土壤有效磷含量顯著低于其他處理組（ Plt;0.05 ，為5種模式中最低；SR模式對土壤有效磷的保存效能顯著優于PB模式（ Plt; 0.05），其土壤有效磷含量是PB模式的9.73倍。SG模式與

BR模式之間無顯著差異（ Pgt;0.05） ，而CR模式的土壤有效磷含量顯著高于BR和SG模式（ Plt;0.05） 。堆疊4層后的回鋪草皮土壤有效磷含量如圖8B所示，經過4層堆疊后草皮的土壤有效磷含量差異顯著（ Plt;0.05 ），表現為 SR3gt;SR1gt; SR4gt;SR2 ，土壤有效磷含量為 5.84～7.83mg/kg 。

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 。

Note：Differentlowercaseletters indicate significantdifference （Plt;0.05）

圖8不同模式下的土壤有效磷含量（A）以及草皮堆疊后回鋪（SR）模式的4層土壤有效磷含量（B）Fig.8Soil available phosphoruscontent under different modes（A）and 4 layers of SR mode（B）

2.3不同植被恢復模式對植物根系的影響

2.3.1 植物根系表面積。從不同植被恢復模式下的植物根系表面積（圖9A）可以看出，進行草皮回鋪的BR、SR和CR模式的根系表面積顯著高于傳統模式（PB和SG）（ Plt;0.05 。

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05） 。

Note：Different lowercaseletters indicate significantdifference（ （Plt;0.05）

圖9不同模式下的植物根系表面積（A）以及草皮堆疊后回鋪（SR）模式的4層植物根系表面積（B）

根系表面積越大，說明植物與土壤接觸的面積增大，從而有助于根系吸收更多的土壤養分和水分，促進植物生長。結合不同模式下的植物總蓋度，回鋪草皮的模式在植物總蓋度上優于傳統播種方式，這在一定程度上表明回鋪草皮的植被恢復模式效果更佳。堆疊4層后的回鋪草皮根系表面積如圖9B所示。經過4層堆疊存放后，草皮的根系表面積為30.36～51.69cm ;草皮的根系表面積僅SR1和SR3差異顯著（ Plt;0.05） ，其余均差異不顯著（ Pgt;0.05 ），表明堆疊存放的中間層更有利于維持草皮根系的完整性。

2.3.2植物根系總長度。從不同植被恢復模式下的植物根系總長度（圖10A）可以看出，不同植被恢復模式的植物根系總長度之間存在顯著差異（ Plt;0.05） ，其中CR模式的根系總長度顯著高于其他模式（ （Plt;0.05） ；而SG模式的根系總長度顯著低于其他模式（ Plt;0.05） ?？傮w來看，回鋪草皮的植物根系總長度顯著高于傳統草種播種模式。不同模式的植物根系總長度從大到小依次為 CRgt;SRgt;BRgt;PBgt;SG，CR 模式的根系總長度比SG模式的根系總長度長 97.95% 。根系總長度越長，說明根系越發達，CR模式的植物根系總長度最大，表明CR模式的植物在吸收養分方面的能力高于其他模式。這說明回鋪草皮的固定對植物生長起到了積極的促進作用。此外，草皮回鋪的植物根系總長度顯著高于傳統模式，證明回鋪草皮有利于邊坡的植被恢復。4層堆疊后回鋪的草皮根系總長度如圖10B所示。經過4層堆疊存放后，草皮的根系表面積差異不顯著（ ，根系總長度在156.97～191.95mm 0

注：不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05 ）

Note：Differentlowercaselettersindicatesignificantdifference（ （Plt;0.05） ：

圖10不同模式下的植物根系總長度（A）以及草皮堆疊后回鋪（SR）模式的4層植物根系總長度（B）

2.3.3植物根系直徑。從不同植被恢復模式下的植物根系直徑（圖11A）可以看出，SG、PB、BR模式的根系直徑顯著高于SR、CR模式 （Plt;0.05） 。根系直徑越小，植物的細根越多，植物吸收養分和水分的能力越強。因此，SR、CR模式的植被生長狀況優于其他模式。4層堆疊后回鋪的草皮根系直徑如圖11B所示。堆疊存放4層后，SR3草皮的根系直徑顯著高于其他層（ Plt;0.05 ），根系直徑在 0.57～1.05mm 。

2.4不同植被恢復模式植被和土壤相關性分析對不同植被恢復模式的土壤、根系和群落指數進行皮爾遜檢驗，結果如圖12所示。從圖12可以看出，土壤容重與有機碳含量和速效鉀含量呈顯著負相關（ Plt;0.05） ，與植物根系表面積和總根長呈顯著負相關（ Plt;0.05 ），與植物群落的地上生物量和群落總蓋度呈顯著負相關（ Plt;0.05） 。土壤含水率與有機碳含量和速效鉀含量呈顯著正相關（ Plt;0.05： 。土壤 ΔpH 與植物根系表面積呈顯著負相關（ Plt;0.05） 。王壤有機碳含量與速效鉀含量呈極顯著正相關（ Plt;0.01 ），與植物總根長、群落地上生物量和總蓋度呈顯著正相關（ Plt;0.05 ）。土壤全氮含量與速效鉀含量、植物總根長呈顯著正相關（ Plt;0.05） ，與植物根系直徑呈極顯著負相關（ Plt;0.01 ），與植物群落的地上生物量、群落高度、Patrick指數和Shannon-Wiener指數呈顯著正相關（ Plt;0.05 ）。土壤速效鉀含量與植物總根長呈顯著正相關（ Plt;0.05） ，與植物根系直徑呈顯著負相關（ Plt;0.05 ，與植物群落的地上生物量和群落高度呈顯著正相關（ Plt;0.05. 。有效磷含量與土壤指標、根系指標和群落指標之間沒有顯著相關性（ Pgt;0.05 ）。植物根系表面積與總根長呈顯著正相關（ Plt;0.05） ;植物總根長與根系直徑呈顯著負相關（ Plt;0.05） 小與群落地上生物量和群落高度呈顯著正相關（ Plt;0.05 。植物根系直徑與Patrick指數呈顯著負相關（ Plt;0.05） ，與群落高度也呈顯著負相關（ Plt;0.05 ）。群落的Patrick指數與Shannon-Wiener指數呈極顯著正相關（ Plt;0.01? ，與群落地上生物量和總蓋度呈顯著正相關（ Plt;0.05 ），與群落高度呈極顯著正相關（ Plt;0.01 ）。群落Shannon-Wiener指數與群落地上生物量和總蓋度呈顯著正相關（ Plt;0.05 ，與群落高度呈極顯著正相關（ Plt;0.01 ）。群落地上生物量與群落總蓋度和群落高度呈極顯著正相關（ Plt;0.01 ），而群落總蓋度與群落高度呈顯著正相關（ Plt;0.05） 。

圖12不同植被恢復模式土壤性質與植被特征相關關系熱圖

Fig.12Heatmapoftecorrelationbetweesoilpropertiesndvegtationcharacteristicsuderdierentvegetationrestortionode

注：* ?Plt;0.05 （雙尾）；** Plt;0.01 （雙尾）。 Note：* .Plt;0.05 （two-tailed）；** Plt;0.01 （two-tailed）.

2.5不同植被恢復模式土壤質量及綜合評價

2.5.1土壤質量評價。采用內梅羅指數2對5種不同植被恢復模式的土壤質量進行評價，土壤養分含量的量化結果如表3所示。從土壤有機碳含量來看，SG和PB模式的土壤有機碳含量處于極低水平；SR和BR模式的土壤有機碳含量則處于低水平，而CR模式的土壤有機碳含量處于中等水平。在全氮含量方面，5種模式的土壤全氮含量均處于低水平。

在土壤速效鉀含量方面，PB模式的土壤速效鉀含量處于中上水平，SG模式的土壤速效鉀含量處于中等水平，SR和BR模式的土壤速效鉀含量則處于高水平，而CR模式的土壤速效鉀含量則處于極高水平。在土壤有效磷含量方面，PB模式的土壤有效磷含量處于極低水平，SR模式的土壤有效磷含量處于中上水平，SG、BR、CR模式的有效磷含量則處于中等水平。

綜合土壤肥力系數來看，土壤質量最差的是PB模式，而CR模式的土壤質量最好。土壤質量的綜合系數仍然受到土壤全氮含量的限制，5種模式的土壤全氮含量均處于低水平，這表明在草皮被剝離到回鋪生長的過程中，土壤全氮含量的流失較為嚴重，因此在草皮回鋪后應注意氮肥的添加。對比BR與SR模式，土壤綜合肥力指數的順序為 SRgt;BR，2 種模式的主要區別在于草皮的保存方式，BR模式采用支架存放，而SR模式采用堆疊存放。結合草皮存放過程和回鋪后的土壤肥力綜合系數，堆疊存放對草皮土壤的綜合肥力保持效果優于支架存放。此外，CR模式在堆疊存放后采用木條固定對草皮進行壓實的操作，也更有利于保持草皮的土壤肥力。

表3不同植被恢復模式土壤單項肥力系數和綜合系數Table 3Soil single fertility coefficient and comprehensive coefficient under diferent vegetation restoration models

2.5.2因子載荷和方差貢獻率。根據表4的分析，15項土壤、根系和群落指標通過主成分分析得到了3個特征值大于1的主成分因子，其對不同植被恢復模式的貢獻率分別為79.806% 9.253% 和 8.375% ，表明這3個主成分基本上能夠解釋該地區5種植被恢復模式的恢復情況。

表4不同植被恢復模式各指標及貢獻率

在第1主成分中，載荷大于0.95的指標包括速效鉀、生物量、總根長、群落高度和有機碳。這表明在綜合評價不同植被恢復模式時，從植物層面來看，群落地上生物量、總根長和高度是重要的評價指標。群落地上生物量越大，群落高度也越高，表明植物生長狀況良好，根系發達，總根長也較長。在土壤層面，速效鉀和有機碳同樣是影響植物生長的重要評價指標。

在第2主成分中，載荷大于0.3的指標有含水率、pH和根系直徑。這一主成分主要反映植物吸收土壤養分的能力，其中水分、pH和根系的養分吸收能力對植物生長至關重要。

在第3主成分中，載荷大于0.3的指標包括 ΔpH 、Shannon-Wiener指數和Patrick指數。這一主成分主要反映不同土壤 pH 條件下群落物種的豐富度和多樣性，而物種豐富度和多樣性是評價群落的重要指標。

2.5.3主成分得分及綜合得分。根據各指標的載荷及貢獻率，對15個特征參數進行綜合得分計算和排序，得到5種模式的綜合評分，如表5所示。綜合得分在 -1.16～1.11 ，綜合評價得分的排序為 CRgt;SRgt;BRgt;PBgt;SG 。其中，CR、SR和BR模式為草皮回鋪模式，而SG和PB模式則為傳統草種播種恢復模式。這表明草皮移植技術在植被恢復方面的效果優于傳統模式。得分情況顯示，堆疊保存后回鋪的方式（SR）優于支架保存后回鋪的方式（BR）。此外，對草皮采取壓實固定處理（CR），更有利于草皮回鋪的植被恢復。

表5不同模式各主成分得分、綜合得分及其排序

Table5 Principal component scores，comprehensive scores and their rankingsofdifferentmodes

3討論與結論

草皮回鋪的群落蓋度顯著高于傳統草種播種恢復模式，堆疊保存后回鋪進行壓實處理的草皮物種多樣性、植物群落地上生物量、群落高度明顯高于傳統模式，草皮回鋪模式的土壤pH為酸性，而傳統草種播種模式的土壤pH為中性。CR模式的土壤含水率顯著高于其余模式，草皮回鋪模式（SR、BR、CR）的土壤含水率、有機碳含量高于傳統草種播種模式（SG、PB）。堆疊后回鋪保存方式（SR）的草皮土壤全氮、速效鉀、有效磷含量高于支架保存后回鋪（BR）和傳統草種播種模式（SG）;草皮回鋪后（BR、SR、CR）的草皮根系表面積、根系總長度大于傳統草種播種模式（SG），而根系直徑最小的是CR模式。因此，草皮回鋪模式在植被恢復方面優于傳統草種播種模式，表現出更高的群落總蓋度、物種多樣性和生物量。堆疊保存后進行壓實處理的草皮在土壤質量和植物生長指標上均優于其他模式。

土壤 pH 與植物根系表面積呈顯著負相關（ Plt;0.05） ，也就是偏酸性的土壤更適合在該地區的植物生長；土壤全氮含量與速效鉀含量、植物總根長呈顯著正相關（ Plt;0.05） ，與植物根系直徑呈極顯著負相關（ Plt;0.01 ），與植物群落的地上生物量、群落高度、Patrick指數、Shannon-Wiener指數呈顯著正相關（ Plt;0.05 ），土壤全氮含量顯著影響植被恢復；有效磷含量與土壤指標、根系指標、群落指標之間相關性不顯著（ Pgt; 0.05），說明沿線的植被恢復受到土壤有效磷含量的影響很小。通過對比沿線邊坡不同植被恢復模式的相關關系熱圖，可以看出土壤全氮含量和速效鉀含量對群落生長具有重要影響，而有效磷含量對群落生長無顯著影響。在草皮移植回鋪后，可以通過施加氮肥和鉀肥的方式來提高群落植物的生長狀況。

綜合土壤肥力系數來看，土壤質量最差的是PB模式，最好的是CR模式，土壤質量的綜合質量受限于土壤全氮含量，5種模式的土壤全氮含量均處于低水平，說明在草皮被剝離到回鋪生長這個過程中，土壤全氮含量的流失很嚴重。結合主成分分析，草皮回鋪的植被恢復效果好于傳統草種播種等模式，而堆疊后保存回鋪（SR）的草皮恢復效果好于支架存放回鋪（BR），且對堆疊保存后回鋪采取壓實固定處理（CR），能顯著提高植被恢復效果。未來，堆疊保存并回鋪壓實的模式可廣泛應用于生態恢復、城市綠化和土地復墾等領域，為改善生態環境和提升生物多樣性提供有效解決方案。

參考文獻

[1]譚書平，劉詩琪，王菲，等.川西高原公路工程跡地不同恢復措施下王壤可蝕性研究[J].公路，2023，68（3）：371-376.

[2]劉晶晶，尹亞麗，李世雄，等.不同調控措施對中度退化高寒草甸植被及土壤理化性質的影響[J].草地學報，2021，29（9）：2074-2080.

[3]杜志勇，叢楠.植被與土壤特征對青藏高原不同程度退化草地的響應[J].生態學報，2024，44（6）：2504-2516.

[4]YOU Q G，XUE X，PENG F，et al.Comparison of ecosystem characteristicsbetween degraded and intact alpine meadow in the Qinghai-Tibetan Plat-eau，China[J].Ecological engineering，2014，71：133-143.

[5］彭艷，趙津儀，莽楊丹，等.退化高寒草地生態恢復的研究進展[J].高原農業，2018，2（3） ：313-320.

[6]肖梅，陳瑩，劉金平，等.唐家河保護區高寒草甸土壤性狀及植物群落沿海拔梯度的變化特征[J].中國草地學報，2024，46（8）：97-106.

[7]趙科，汪正蕓，李育慶，等.兩種修復方式對青藏高原取棄土場修復后草地蓋度的影響[J].草業科學，2019，36（10）：2499-2506.

[8]文輝，段新勇.高寒地區草皮移植施工參數現場試驗研究[J].工程技術研究，2019，4（5）：238-239.

[9]肖興海.高海拔地區原生植被移植護坡技術[J].青海交通科技，2009（6） ：53，62.

[10]李俊兵，袁松，王希寶，等.高原山區低等級公路改擴建設計思考[J].北方交通，2023（1） ：25-29.

[11]閆雷，紀曉楠，孟慶峰，等.免耕措施下黑土區坡耕地土壤肥力質量評價[J].東北農業大學學報，2019，50（5）：43-54.

[12]HARRIS R B.Rangeland degradation on the Qinghai-Tibetan plateau： Areview of the evidence of its magnitude and causes[J].Journal of arid en-vironments，2010，74（1） ：1-12.

[13] BAY R F，EBERSOLE J J.Success of turf transplants in restoring alpinetrails，Colorado，U.S.A[J].Arctic，antarctic，and alpine research，2006，38（2） ：173-178.

[14] ARADOTTIR A L，OSKARSDOTTIR G.The use of native turf transplantsfor roadside：Revegetation in a subarctic area[J].Icelandic agriculturalsciences，2013，26：59-67.

[15]雷躋初，劉小偉，鄧軍，等.渭北旱塬不同年限擢荒地土壤酶活性及其化學計量變化特征[J].水土保持研究，2024，31（1）：44-52.

[16]張博文，李富平，許永利.石礦跡地油用牡丹植被恢復技術研究[J].分子植物育種，2018，16（8）：2736-2740.

[17]趙月玲，林玉玲，曹麗英，等.基于主成分分析和聚類分析的土壤養分特性研究[J].華南農業大學學報，2013，34（4）：484-488.

[18]許仙菊，高豫汝，張永春，等.硫包衣尿素對辣椒產量、品質及氮肥利用率的影響研究[J].土壤，2010，42（4）：574-578.

[19]黃安，楊聯安，杜挺，等.基于主成分分析的土壤養分綜合評價[J].干早區研究，2014，31（5）19-825.

[20]單奇華，俞元春，張建鋒，等.城市森林土壤肥力質量綜合評價[J].水土保持通報，2009，29（4）：186-190，223.of sugar and acid contents in peaches and nectarines through the Princi-ple Component Analysis[J].Euphytica，2003，132（3）：375-384.

[12]鄭霄，閆新煥，鄭曉冬，等.基于灰色關聯度分析的鮮食桃果實綜合品質評價[J].中國果菜，2023，43（10）：36-41，52.

[13］王俊宇，尹蓉，張倩茹，等.16個草莓品種品系果實品質的多元分析與評價[J].農學學報，2017，7（9）：36-41.

[14]孫思邈，高源，王昆，等.23份蘋果種質資源的果實品質分析[J].農業大數據學報，2022，4（2）：13-19.

[15]高俊鳳.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，2006.

[16]鄧健康，劉璇，吳昕燁，等.基于層次分析和灰色關聯度法的蘋果（等外果）汁品質評價[J].中國食品學報，2017，17（4）：197-208.

[17]孫建霞，張燕，孫志健，等.花色苷的資源分布以及定性定量分析方法研究進展[J].食品科學，2009，30（5）：263-268.

[18］張曉玉，王芝學，王慶龍，等.都市型果園的經營現狀與發展途徑：以桃園生產為例[J].林業科技通訊，2022（3）：70-73.

[19]陳雪峰，劉志琨，王端，等.早熟杏品種果實品質綜合評價分析[J].分子植物育種，2022，20（15）：5189-5197.

[20]尚娟娥，寇譯丹，馬宇潔，等.9個桃品種果實品質的比較與評價[J].亞熱帶農業研究，2021，17（4）：258-263.

[21]岳海英，李阿波，黃岳，等.寧夏設施栽培油桃果實品質分析及綜合評價[J].種業導刊，2020（6）：3-6.

[22]張彥山，肖正璐，顧群英，等.寧縣黃甘桃果實品質綜合評價[J].果樹學報，2024，41（1） ：65-75.