黃莎琳 丁宇浩 王君惠 喻武

摘 要 隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略和“十三五”規(guī)劃不斷推進，各類生產(chǎn)建設(shè)項目應(yīng)運而生。開發(fā)建設(shè)項目過程中對周圍土地的擾動和植被破壞等，需要工程措施與植物措施的有效配合，以防治水土流失?；诖?，就高寒區(qū)開發(fā)建設(shè)項目區(qū)水土保持工程中植物水土保持的作用機理及水土保持工程植物研究現(xiàn)狀進行分析，并提出未來水土保持工程植物的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 高海拔寒區(qū);水土保持;工程植物

中圖分類號：X171 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.27.079

高海拔寒區(qū)的水土保持工程植物是開發(fā)建設(shè)項目中的關(guān)鍵一環(huán)。開發(fā)建設(shè)項目周圍環(huán)境特殊，結(jié)構(gòu)簡單又容易受到破壞，很難恢復(fù)。我國是世界上水土流失較為嚴重的國家，每年水土流失面積達367×104 km2[1]。與一般的水土流失不同的，開發(fā)建設(shè)項目水土流失造成的危害具有多樣性、突發(fā)性、災(zāi)難性的特點。

近年來，隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略和“十三五”規(guī)劃的不斷推進，加之全球變暖以及社會經(jīng)濟發(fā)展的影響，在礦山開挖、公路延伸、鐵路、水電等工程建設(shè)項目中，水土流失現(xiàn)象越來越嚴重。開發(fā)建設(shè)項目在實施過程中不僅破壞了原有的植被和淺表部覆蓋層，而且對土壤及巖層擾動嚴重，同時堆置棄土、棄渣和矸石，改變了原地形地貌，導(dǎo)致大量次生裸地出現(xiàn)，水土流失嚴重;加之在高海拔嚴寒地區(qū)，植物選擇不適宜及后期養(yǎng)護管理不當(dāng)，更加劇了土地退化，對項目區(qū)及周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較大影響，進而威脅著高寒地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)平衡[2]。

當(dāng)前，高海拔寒區(qū)水土保持生態(tài)環(huán)境局部好轉(zhuǎn)、整體惡化的趨勢并未從根本上得到扭轉(zhuǎn)，水土流失問題依然面臨著巨大挑戰(zhàn)?；诖耍透吆畢^(qū)開發(fā)建設(shè)項目中的水土保持工程中植物水土保持的作用機理及水土保持工程植物研究現(xiàn)狀進行分析，對未來水土保持工程植物的發(fā)展進行展望。

1 植物措施在水土保持中的作用機理

植物措施具有顯著的水土保持功能，是防治土壤侵蝕和控制水土流失的一項有效而長遠的根本性措施，是融生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益于一體的協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的生態(tài)措施。

王曉南、孟廣濤等從防治風(fēng)蝕、水蝕和重力侵蝕三個方面以及地上部分和地下部分的作用機理介紹了植物在水土保持中的作用[3]。蹇清洪等從喬木、灌木或小喬木的應(yīng)用方面介紹了植物的固土保水、美化環(huán)境的功能，并列出了常見的水保植物種[4]。張茂章認為帶狀綠色林網(wǎng)與道路、水渠、河流相結(jié)合，具有很好的水土保持、防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)氣候等功能，同時可為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┬教亢陀貌腫5]。

總的來說，水土保持植物在開發(fā)建設(shè)項目中起著非常重要且其他措施無法替代的作用，具有改善小氣候、攔截污染物、沉降固體顆粒、修復(fù)穩(wěn)固土壤、提高項目區(qū)審美效益等重要作用。

2 水土保持工程植物研究現(xiàn)狀

2.1 開發(fā)建設(shè)項目中植物類型

礦產(chǎn)開發(fā)建設(shè)項目中，張涪平通過分析藏中拉屋銅礦區(qū)的生物量以及生物多樣性，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢種主要有小杜鵑、高山柳、金露梅、直萼龍膽、青藏苔草、釘柱委陵菜、珠芽蓼、高山小檗等[6]。

線性工程建設(shè)方面，易作明對青藏鐵路沿線植被群落及其物種多樣性進行了分析，選出了40種優(yōu)勢種種類，且繁殖能力強[7]。何財松在青藏鐵路格拉段運營初期植被恢復(fù)效果研究中發(fā)現(xiàn)，垂穗披堿草、賴草、冷地早熟禾和中華羊茅為高海拔干旱地區(qū)常見的多年生草本植物，是次生裸地的重要先鋒植物，且?guī)追N植物混播的植被群落更加穩(wěn)定[8]。

總之，在開發(fā)建設(shè)項目中，選擇的水土保持工程植物應(yīng)以鄉(xiāng)土植物為主，喬灌藤草結(jié)合的方式來配置;選擇具有抗干旱、耐寒冷、抗風(fēng)沙以及耐鹽堿等顯著特性的植物，來適應(yīng)高海拔寒區(qū)的自然環(huán)境;選擇當(dāng)?shù)胤敝沉姷脑鷥?yōu)勢種，以形成近自然的環(huán)境條件，加快工程后期的土地以及植被恢復(fù)。

2.2 不同植物配置措施的水土保持效益研究狀況

王輝等的研究發(fā)現(xiàn)，不同群落間物種多樣性有較大差異，混交林相對純林物種更豐富;而且在青海云杉和華北落葉松混交的配置下，林下植被在物種豐富度指數(shù)、物種多樣性指數(shù)、生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)和物種均勻度指數(shù)上均表現(xiàn)為最大[9]。李妮等對建遂資眉高速公路的研究發(fā)現(xiàn)，不同混合配置模式中，鄉(xiāng)土灌木均生長良好，構(gòu)建的目標植物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，建植的邊坡植物群落未受到其他鄉(xiāng)土植物入侵[10]。

郭勇以四川省甘孜州石渠至馬尼干戈公路為依托，研究了植物根系對土體的增強作用[11]。結(jié)果表明，黑麥草、早熟禾、高羊茅、紫花苜蓿、白三葉是適合高海拔嚴寒地區(qū)邊坡防護的草種，固土作用明顯。馬世震等在青藏鐵路沱沱河試驗段高寒草原區(qū)取土場開展了植被恢復(fù)的試驗工作，研究結(jié)果表明，梭羅草為高原干旱地區(qū)鄉(xiāng)土多年生草本植物，具有耐寒旱、抗風(fēng)沙以及耐鹽堿等特性[12]。

可見，采用高寒地鄉(xiāng)土植物種類，采取相應(yīng)的植被恢復(fù)技術(shù)措施，可促使開發(fā)建設(shè)項目次生裸地的植被快速恢復(fù)。

2.3 植物措施技術(shù)研究狀況

李妮等對川中已建七條公路進行了研究，結(jié)果表明，就高速公路邊坡生物綜合防護工程技術(shù)而言，以掛三維網(wǎng)噴播植草綠化、掛鐵絲網(wǎng)噴射有機基材植草綠化、穴植法、垂直綠化以及增加預(yù)制砼框格、錨桿（索）框架梁等工程防護措施的六種施工技藝為主[10]。付咪咪依托G214公路工程的研究發(fā)現(xiàn)，采用植生袋的種植過程中，需要在植物萌發(fā)出來合適的季節(jié)剪開植生袋，以保證幼苗的生長過程有充分的光照[13]。

胡林等對青藏公路邊坡三維網(wǎng)植草、鋪草皮護坡措施的研究發(fā)現(xiàn)，植草和草皮護坡具有分散削減侵蝕和防控土壤侵蝕功能[14]。汪海蓉結(jié)合青海省高寒區(qū)地理特點，分析了土地荒漠化的成因以及危害，提出了封殺育苗、工程和生物固沙、農(nóng)田防護網(wǎng)等防治技術(shù)和措施[15]。

總體來看，開發(fā)建設(shè)中，水土保持植物措施技術(shù)研究起步較晚，還處于初期階段，仍需要借鑒國外優(yōu)秀的技術(shù)，繼續(xù)創(chuàng)新，以適應(yīng)我國高寒區(qū)獨特的自然環(huán)境。

2.4 植物措施效益評價研究狀況

王冬研究和評價了常見的三種優(yōu)秀護坡草本植物（紫花苜蓿、小冠花、無芒雀麥）在不同土質(zhì)下的護坡效果[16]。最終得出，黏土上小冠花護坡效果最好;粉質(zhì)黏土和砂土上無芒雀麥護坡效果最優(yōu)。何財松對青藏鐵路格拉段運營初期植被恢復(fù)效果進行了評價研究[17]。結(jié)果表明，工程植被恢復(fù)措施是成功的，雖草地面積有所退化，但隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，整體連通性更強，破碎化減弱。

張雪全面評價了青海省柴達木盆地都蘭縣境內(nèi)的檉柳、白刺種子和幼苗這兩種植物的耐鹽堿性，為鹽堿土地的改良和合理利用提供了基礎(chǔ)材料[18]。朱柱評價了青海黃土高寒區(qū)（大通）生態(tài)公益林和典型水源涵養(yǎng)林，所有樣地的健康指數(shù)均值為0.54，生態(tài)公益林整體處于亞健康狀態(tài)，構(gòu)建了青海黃土高寒區(qū)生態(tài)公益林健康評價體系[19]。曹榮豇對黃土高寒區(qū)大通縣安門灘流域人工林群落不同立地條件下的生態(tài)特征和變化規(guī)律進行了分析，結(jié)果表明，人工林群落結(jié)構(gòu)是以喬木+草本形式為主;群生態(tài)位重疊值有極顯著影響（P小于0.001），生態(tài)位重疊平均值范圍為0.1～0.3[20]。

總體來說，對于植物措施效益評價主要集中在對植物的抗性、耐性以及經(jīng)濟價值上，在植物種類上還有待研究。

3 展望

近年來，國家各級政府和部門越來越重視對高海拔寒區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項目的水土流失治理，積累了很多經(jīng)驗。目前高寒區(qū)對于工程治理，例如青藏鐵路、川藏公路等，已經(jīng)有了很多成熟的經(jīng)驗。

考慮到高海拔寒區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，氣候條件特殊，生態(tài)修復(fù)較為困難，加之各生產(chǎn)建設(shè)周期長，可根據(jù)具體的施工擾動區(qū)情況，進行高寒高海拔地區(qū)生產(chǎn)建設(shè)植被生態(tài)修復(fù)研究。

從經(jīng)濟學(xué)角度評價高寒區(qū)水土保持工程植物帶來的經(jīng)濟價值，探索高海拔寒區(qū)特殊條件下的生態(tài)價值和經(jīng)濟價值之間的關(guān)系，建立起水資源、土壤變化、植物生長與社會經(jīng)濟之間的評價模式和體系，將更有利于高寒區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的保護。

隨著植被護坡技術(shù)的迅速發(fā)展，該技術(shù)在提高邊坡穩(wěn)定性和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境等方面的優(yōu)勢得到了體現(xiàn)，也符合當(dāng)前社會發(fā)展的大環(huán)境。但是植被護坡技術(shù)在高寒區(qū)開發(fā)建設(shè)中的應(yīng)用時間很短，在植被護坡的理論和應(yīng)用方面還存在很多亟待解決的問題。

綜上所述，開發(fā)建設(shè)項目水土流失已成為高寒區(qū)新增水土流失的主要來源。在開發(fā)建設(shè)項目后期進行人工植被恢復(fù)時，應(yīng)充分結(jié)合植物措施和工程措施，充分考慮高寒區(qū)開發(fā)建設(shè)項目擾動區(qū)的立地情況以及植物的生物學(xué)特性，從長遠出發(fā)，結(jié)合生態(tài)價值和經(jīng)濟價值，推動高海拔寒區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展，促進高寒區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

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（責(zé)任編輯：劉 昀）