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乡土植物生活型构成对边坡植被水土保持效益的影响

文档作者：白晶文档来源：贵州省水土保持技术咨询研究中心		更新日期： 2026年07月21日	点击数：
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LOW CARBON WORLD 2021/7
乡土植物生活型构成对边坡植被水土
保持效益的影响
白 晶
（贵州省水土保持技术咨询研究中心，贵州贵阳550002）
【摘 要】作为重要的水库边坡防护生态模式袁乡土植物灌木化建植向来受到业界重视袁为研究水土保持效益受到的乡土植物
生活型构成影响袁笔者开展了持续5 年的生态监测研究遥 结合研究可以确定袁群落的物种多样性与植被的水土保持性能联系紧
密袁二者成正相关袁乡土植物生活型构成在水库边坡生态性能改善尧物种多样性提高方面也有出色表现袁乡土植物生活型构成
具备较高推广价值遥
【关键词】乡土植物曰生活型曰水土保持效益曰物种多样性
【中图分类号】S71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-2066（2021）07-0055-02
0 引言
在近年来的生态固坡技术研究中，为形成本地乡土植物
构成的稳定群落，如何缩短演化进程并保证植物群落合理属
于学界研究热点，能否实现自然演替、植被群落的稳定性也受
到高度重视。为更好地满足水库边坡生态防护需要，本文围绕
乡土植物生活型构成展开相关研究。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
以德江县观音滩水库下游边坡作为研究对象，地理坐标
为东经 107毅59忆耀108毅3忆，北纬 28毅12忆耀28毅15忆，属中亚热带季风
湿润气候区，全年湿润适中、气候温暖、气候温和，具有湿润
性、季风性等特点，雨热同季，热量充足，雨量充沛，风力较小，
无霜期长。年均气温 16.0 益，年均降雨量 1227.5 mm。德江县
土壤多为石灰土、黄壤、潮土、紫色土、水稻土等，分布最广的
当属黄壤，且具备明显发生层次，德江县土壤成弱酸性，pH在
5.5耀6.9 区间。研究区所在的德江县植被具备典型的中亚热带
常绿阔叶林特征，森林覆盖率、林草覆盖率分别为 37.13%、
52.4%，以樟科、壳斗科、东青科、杜鹃花科、山茶科为主，当地
属于国家级水土流失重点治理区。研究区为德江县观音滩水
库的下游边坡，存在较差的保肥、保水性能，透水性好，0~20 cm
的表层覆土成微酸性，存在 6.5耀6.9 区间的 pH，稳渗速率、初
渗速率、贮水力分别为 0.8耀5.6 mm/min、14.3耀42.3 mm/min、
6.813耀12.440 t/km2。
1.2 试验材料
采用德江县代表性绿化配置，绿化基础选择银合欢、柏
木、马棘、慈竹、狗牙根+芒，分别与刺槐、臭椿、棉槐、黄荆、野
牛草、黑麦草等优势种随机组合，以此开展物种配置试验，分
别构建乔木型、灌木型、草本型绿化配置，分别以小乔木、灌
木、草本为主体，同时构建乔—灌—草混合型绿化配置，研究
围绕四种绿化配置开展，表 1 为具体配置[1]。
1.3 试验设计
选择水库下游边坡立地条件基本一致地段，整理成长8 m、
宽6 m的矩形小区 204 个，四周设置高 25 cm的石棉瓦围埂，
埋入地下的塑料薄膜密封，深度控制为 30 cm，为拦截小区外
径流，需在两侧及上方设置排水沟，同时在下放设置集水池和
截流沟，同时随机分配待测配置模式于 8 个小区。2015 年 5
月，基于萌发试验结果，在相应小区撒播催芽后的种子，具体
播种密度控制为10 g/m2，之后覆撒细砂，厚度控制为 5耀10 mm
并通过无纺布进行覆盖。另设对照区 4 个，包括 4 个次生裸地
区、4 个裸地观测区，前者不除草，用于观察自然演替，后者定
期除草，用于观察产流、产沙特征[2]。
1.4 测定项目
试验涉及的测定项目可细分为三部分：淤群落结构测定。
在 2016 年 9月下旬，设置 5 m伊5 m 样方对乔灌类植物进行调
类型 乡土植物配置 类型 乡土植物配置
乔木型 银合欢+柏木
刺槐
灌木型 马棘+慈竹
刺槐
臭椿 臭椿
棉槐 棉槐
黄荆 黄荆
黑麦草 黑麦草
野牛草 野牛草
草本型 狗牙根+芒
乔—灌—草
混合型
臭椿
刺槐 刺槐
臭椿 臭椿
棉槐 刺槐
黄荆 臭椿
黑麦草 刺槐
野牛草
野牛+黄荆
臭椿
刺槐
黑麦草+棉槐
黑麦草+黄荆
野牛+棉槐
表 1 具体绿色配置设计
节能环保
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LOW CARBON WORLD 2021/7
查，调查项目包括株高、种类、盖度、株数，同时设置1 m伊1 m样
方3个，按照品字分布调查草本植物。2017 — 2020 年 9 月，
重复布样；于产流量测定。设置自动气象站于观测区边，对气
象数据进行记录，如雨强、降雨量、降雨历程，集水池的集流深
度需要在降雨后及时观测，完成地表产流量计算，并随之进行
径流系数推算，即：径流系数=地表径流降雨量伊100；盂产沙量
测定。搅拌集水池内泥水 30 min，取 500 mL中层径流泥沙样
品，烘干（105 益）并称重，以此推算小区内每次降雨土壤流失
量。综合各小区 1 年内土壤侵蚀量，按照 t/km2单位进行换算，
求得侵蚀模数。以 2016—2020 年汛期（5—9 月）为径流量、
降雨量、泥沙量观测时段。
1.5 物种多样性
基于调查结果，即可对不同绿化配置开展物种丰富度、
Pielou 指数、Shannon-Wiener 指数的计算，后两种指数表示为
H、J，具体计算可采用式（1），式中的 S、Pi 分别为试验区内的物
种总数、第 i个物种个体数与总数（所有物种个体）比值。
H=-
S
i =1 移Pi lnPi，J= H
lnS （1）
1.6 数据处理
采用 Excel 软件进行数据处理，统计分析选用软件 SPSS。
调查数据需要按照同类配置模式进行归类和排序，以此开展
上四分位数、下四分位数、中位数、四分位距的计算。
2 结果与分析
2.1 物种多样性
围绕物种丰富度开展研究可以发现，物种数差异在不同
绿化配置试验区较为显著，物种数最多的为乔木型配置区，具
体排序为乔木型跃灌木型跃乔—灌—草混合型跃草本型。在同类
配置中，乔木型、灌木型、草本型配置区中乔木类物种数明显
更多。如在 2020 年雨季结束后，乔木型、灌木型、草本型配置
区的物种数的上四分位数分别为 21.4、20.3、17.2，中位数分别
为19.6、18.9、16.4，下四分位数分别为 18.4、17.6、15.3。同龄群
落间，最大的物种数四分位距出现于乔木型配置区内，其次为
灌木型，最小的为乔—灌—草混合型。在试验期间，观测区内
的迁入种出现数量达 29 个，灌木、草本总数占比分别为
37.92%、62.06%，种类最多的为菊科、豆科、禾本科、蔷薇科，占
比达 58.3%。灌木多为蔷薇科、豆科、桑科，草本多为蔷薇科、
禾本科、菊科、豆科，蒲公英属、悬钩子属的种数较多，出现频
率较高的包括艾蒿、牡蒿、白茅、飞蓬、野菊花、三叶鬼针草、构
树、地果、马桑、苦荬菜、酢浆草等[3]。
围绕 Shannon-Wiener 指数开展研究可以发现，该指数与
乡土植物的建植年限及生活型构成相关，在 2016 年、2017
年，指数值最高的为草本型配置区，具体排名为草本型跃乔—
灌—草混合型跃灌木型跃乔木型。从 2018 年开始，乔—灌—草
混合型的指数值开始最高，具体排名为乔—灌—草混合型跃草
本型跃灌木型跃乔木型。不同配置间，指数四分位距最大的为乔
木型配置区，具体排名为乔木型跃灌木型跃乔—灌—草混合型跃
草本型，这是由于草本型配置区内群落较稳定，乔木型则恰恰
相反；围绕 Pielou 指数进行研究可以发现，该指数下各绿化配
置及年际间波动与 Shannon-Wiener 指数基本一致，在 2016
年、2017 年，指数值最高的为草本型配置区，具体排名为草本
型跃乔—灌—草混合型跃灌木型跃乔木型，2018 年开始则变为
乔—灌—草混合型最高，排名为乔—灌—草混合型跃草本型跃
灌木型跃乔木型。
2.2 护坡效益
围绕裸露边坡的产沙、产流进行分析可以发现，2016 —
2020 年汛期，区内产流量大、雨季集中、水土流失严重，年均
产流量、年均产沙量分别为 150.53 mm、1177.23 g/m2，属于地
质灾害多发区；围绕试验区内的产沙、产流进行分析可以发
现，绿化配置不同存在差异明显的侵蚀模数和径流系数，年际
差异显著，且边坡植被的产沙、产流特征与乡土植物的建植年
限及生活型构成存在一定关系。在 2016 年、2017 年汛期，水
土保持性能最强的为草本型配置，如 2016 年小区内侵蚀模
数、径流系数明显较小，分别为 92.66 t·km-2·a-1、7.79%，具体
排序为草本型跃乔—灌—草混合型跃灌木型跃乔木型，差异明
显。从 2018 年开始，乔—灌—草混合型配置拥有最强的水土
保持性能，2018 — 2020 年的小区内侵蚀模数分别为 51.83 t·
km-2·a-1、35.50 t·km-2·a-1、28.44 t·km-2·a-1，径流系数分别为
4.14%、3.74%、3.42%，三年间的具体培训为乔—灌—草混合
型跃草本型跃灌木型跃乔木型。同一汛期内，乔木型配置存在最
大的区内侵蚀模数、径流系数四分位距。
2.3 相关性探讨
在试验期间，可以确定观测区内 Shannon-Wiener 指数与
边坡植被水土保持性能密切相关，在 2016 年、2017 年汛期，
二者间存在线性变量关系，从 2018 年开始，二者间存在对数
函数关系，这种相关性同样在Pielou 指数中存在。深入分析可
以发现，存在越高物种多样性水平的植物群落，则对应存在越
稳定的生态系统功能与结构，同时存在更强的抗雨水冲蚀（干
扰）能力。进一步分析可以发现，绿化植物所在群落物种丰富
度受到的生活型构成影响较大，植物根系、枯枝落叶层、灌草
层、林冠层等结构层次属于植物水土保持性能的来源。边坡植
物的群落结构受不断增加的植物多样性影响较为深远，并能
够不断向减小土壤侵蚀和地表径流方向发展。
3 结论
综上所述，乡土植物生活型构成存在较高推广价值。在此
基础上，本文涉及的物种多样性、护坡效益、相关性探讨等内
容，则直观展示了绿化植物生活型合理配置的价值，这种价值
在边坡水土保持性能改善、植被物种多样性提高等方面有着
直观体现。
参考文献
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持措施因子研究[J].中国水土保持，2021，4（7）：53-55，5.
[2] 周少敏.水土保持项目区效益分析及其治理对策[J].陕西水利，
2021，4（6）：121-123.
[3] 杨扬.小流域水土保持生态效应评价指标的应用与敏感性分析[J].
新农业，2021，4（11）：91-93.
收稿日期院2021-07-08
作者简介院白 晶（1985—），男，汉族，贵州黔西人，本科，工程
师，主要从事水土保持方案编制、全过程监测及水土保持验收
工作。
节能环保
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