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水土流失地区植被演替的动力学过程及其人工干预策略

【摘要】:由于长期人类活动影响,原有植被荡然无存,面状侵蚀及沟状侵蚀严重,基岩裸露。此外,选择位于试验站东部的风田水库大坝右岸处坡地上人工大叶相思纯林地为参考,以空间序列代替时间序列,对大叶相思纯林地下植被发育演替过程进行探讨。

我国南方红壤地区具有全国最好的植被—侵蚀状态图,如图7-34所示。图中C 区很大,植被覆盖度超过20%就可能进入C 区,越深入C 区,植被发育的速度越快。即使植被完全破坏、水土流失严重,仍然可以通过植树造林和控制侵蚀进入C 区,并且使得状态点在C 区内深入,这样就可能在较短的时间内修复植被,并且使物种组成迅速达到较高的生物多样性,大大缩短自然修复和演替过程。

本项研究区域位于惠州市惠阳区,属亚热带季风气候区,气候温暖,雨量充沛。多年平均气温21.8℃,多年平均降雨量1726.3mm,年内干湿季节明显,其中4~9月为雨季,降雨量占年降雨量72.6% (见图7-35)。受海洋性气候影响,台风暴雨多而且降雨集中,降雨年际变化较大,最大年降水量与最小年降水量之比达3.25。

图7-35 广东省惠州惠阳站气候状态图

惠阳区为丘陵台地地貌,地带性土壤为赤红壤,母质主要以花岗岩及砂页岩为主,植被类型为季风常绿阔叶林。由于长期人类活动影响,尤其是20世纪50~70年代大面积的毁林开荒及砍伐薪柴,大部分地区植被遭到严重破坏,土壤侵蚀严重,不少地方红色基岩裸露。其后进行了大面积的植树造林活动,形成了马尾松林、湿地松林、大叶相思林及针阔叶混交林等人工林及次生林。此外,仍有少数地方为人为破坏后残存植被在自然封育状态下逐渐恢复形成的次生荒坡草地、次生常绿灌丛。

选取位于惠阳区淡水镇南郊一块低丘荒坡地(以下简称对照样地)以及位于淡水镇东南的上杨试验站内典型人工林地作为研究样地,分别代表自然封育及人工造林两种情况。这两个样地自然条件相似,都为丘陵坡地,基岩为砂砾岩。由于长期人类活动影响,原有植被荡然无存,面状侵蚀及沟状侵蚀严重,基岩裸露。20世纪70年代末停止人为干扰后,对照样地逐渐发育出部分草本和灌木,形成了低矮稀疏的次生灌草丛,现有植被覆盖度在35%左右,还有不少部分基岩裸露(见图7-36)。20世纪70年代末成立以后,上杨试验站采取了一系列水保措施,彻底治理了水土流失;植被快速恢复和发育,形成了各种人工林地,并诱发生长了各种灌木、草本及乔木 (廖安中等,1997)。此外,选择位于试验站东部的风田水库大坝右岸处坡地上人工大叶相思纯林地为参考,以空间序列代替时间序列,对大叶相思纯林地下植被发育演替过程进行探讨。

试验站内部分典型人工林地现况如下:大叶相思纯林地种植于1981年,原样地条件为赤红壤斜坡地,种植时土地进行过平整并开成水平阶地,造林时采用营养杯育苗,曾施有机肥,并在大叶相思生长的头两年进行过追肥,现已郁蔽成林,郁蔽度在65%左右,大叶相思树高12~20m,胸径7~30cm 左右,林下灌草丰富 (见图7-36)。大叶相思—湿地松混交林种植于1980年及1984年,原样地条件为赤红壤缓坡及陡坡地,未采取土地平整措施,现除坡底及坡沟等部分地区外,多数地区生长情况差于大叶相思纯林地,郁蔽度在50%左右,大叶相思、湿地松树高4~12m,胸径在5~20cm 之间,部分形成了“小老头树”,林下植被种类相对较少。火烧林地为原大叶相思—湿地松—小叶桉混交林经1997年前后火烧形成,经过5~7年多恢复发育,现有植被覆盖度在30%左右,以灌草为主,还零星分布有残存及新生的大叶相思和湿地松。

图7-36

(a)自然封育26年后对照样地植被现状;(b)人工种植大叶相思林加快植被演替24年后植被现状