Evaluation of vegetation and soil characteristics during slope vegetation recovery procedure

为了加快建设工程损毁立地植被群落正向演替,探究土壤特性与植被生长效果的响应关系,选取北京市延庆县上辛庄水土保持科技示范园20个典型绿化护坡小区为评价单元,运用主成分分析及聚类分析法在求得各护坡小区综合评价得分的基础上,将20个护坡小区划分为3类。采用Margalef指数、Pielou指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数评价了3类护坡小区植被群落年际分异特征,并构建了5种模式的植被-土壤环境耦合度及其预测模型。结果表明：1）坡面植被恢复过程中以土质边坡为主的护坡小区植被恢复效果普遍优于岩质边坡组成的护坡小区。2）随着年份的增加,3类护坡小区物种多样性指数增大,变异系数减小,植被演替愈加剧烈。3）植被恢复5 a后,植被-土壤耦合协调程度不是十分理想,以土质边坡为主的护坡小区处于中级协调发展阶段,岩质边坡组成的护坡小区仅处于初级协调发展阶段。该研究可为建设工程损毁立地边坡植被恢复提供参考依据。     

微立地因子植被恢复法在汶川地震植被重建中的应用

“5·12”汶川大地震造成的滑坡、泥石流、崩塌等地质次生灾害使当地的植被毁坏严重,微立地因子植被恢复法适用于地震灾区复杂的立地条件植被重建。在研究灾区植被破坏类型的基础上,将损毁植被的坡面划分为岩质边坡、土质边坡、土石边坡3种类型,并对不同坡面进行微立地因子类型划分,针对不同立地条件选择适宜植被恢复技术,促使灾区尽快植被重建,并为微立地因子植被恢复法的完善提供重要依据。     

高速公路不同边坡类型对植被恢复的影响

为了解不同护坡模式下边坡防护工程建设初期植被恢复状况,依托北京西六环现有边坡工程,采用系统聚类方法,将12段边坡划分为六棱砖与厚层基材喷播植草2类护坡模式,分析不同模式坡位、坡长、坡向和地形条件对植被恢复的影响。结果表明:1)以厚层基质喷播植草模式为主的Ⅱ类边坡植被恢复效果优于以六棱砖护坡模式为主的Ⅰ类边坡;2)随着演替进程的发展,建植初期植被表现出一定的年际变化规律,2011年植被恢复效果较2010年差;3)坡位、坡长和坡向的不同使植被群落组成存在一定的差异性,Ⅰ类边坡中部植被生长较好,Ⅱ类边坡下部植被恢复效果好,坡长较长的阴向边坡更利于植被恢复;4)六棱砖护坡模式更适宜在山岭重丘区应用,而厚层基质喷播植草护坡模式更适用于平原微丘区。     

内蒙古中部高速公路边坡植被恢复研究

为探讨干旱半干旱地区的植被护坡效果,为道路边坡植被恢复与重建提供理论与技术依据,依托高速公路建设工程,遵循恢复生态学原理,研究了高速公路边坡植被恢复的生态效果.结果表明1)护坡植被覆盖度必须控制在一定范围内;2)人工建植的护坡植被群落,在经过一定时间的演替后逐渐趋向当地自然群落;3)植物种的选择一定要结合所在区域的自然环境;4)坡面植被具有明显的防治坡面水土流失的效果.     

坡面植被恢复试验示范区植被群落特征初步研究

以延庆上辛庄开发建设项目坡面试验小区为研究对象,采用样方调查法,对36个小区的植被群落特征进行了调查,探讨了各个小区植被群落的物种组成变化,并运用物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数对各个小区的物种多样性进行了比较分析.研究发现:①对于土质边坡,植草+截水沟、等高绿篱埂等8种护坡方式比较适宜,植物成活成长良好;对于石质边坡,砖砌挡墙+生态袋等4种护坡方式适应性较好;②选用单一植物进行护坡,小区物种多样性变化出现两种趋势,一种是原有物种仍居优势地位,一种是原有物种逐渐退化,被侵人物种取代;③在对照小区中,自然恢复形成的植物群落多样性较好,向着丰富、均匀、稳定的群落发展.     

中国岩质边坡植被护坡技术研究进展

高速公路建设等活动产生了大量的裸露岩质边坡。随着环保观念的逐渐普及和增强,人们对生态环境保护的要求越来越高,岩质边坡植被护坡技术已成为了工程建设技术的一个重要组成部分,并已取得了很多研究成果。首先分析了岩质边坡植被恢复的特点,然后从植被护坡技术应用、植物的选择和配置、生态基材的配比和特性、植被护坡机制和植被恢复效果评价5个方面对中国岩质边坡植被护坡技术的研究进行总结和概述,在此基础上,从特殊生境条件下的高陡岩质边坡植被护坡技术研发、岩质坡面-基材-根系的相互作用机理及整体力学稳定性、植被恢复效果评价长效机制和基于气候、地理环境等因子的岩质边坡植被护坡技术标准的编制4个方面,提出了该领域有待深入研究的问题及未来的发展趋势。     

植被护坡现状与展望

阐述了植被护坡的功能和发展历史。指出随着社会经济的发展,植被护坡的功能已从单纯的护坡转向护坡与景观改善并举,并且在有些情况下,以景观改善为主要目的。介绍了目前植被护坡在土质边坡、岩质边坡和水体边坡应用的主要类型与优劣,提出植被护坡存在的问题和植被护坡的发展方向。     

天津地区湿地土壤种子库及其在受限空间中的植被演替研究

湿地土壤种子库运用对植被恢复的研究具有重要意义。从植被演替的角度出发,设置相对封闭的受限空间,持续监测土壤种子库萌发及其后续植物群落的演替情况,记录物种组成、群落多样性指数和群落覆盖度等参数的变化规律,评估了采用湿地土壤种子库进行植被恢复的效果。并对地面植被、土壤种子库及其演替植被的群落相似性指数进行了对比分析。结果发现:(1)土壤种子库恢复后期的植被与地面植被相似度较低(小于0.25);(2)植被恢复过程中,群落多样性指数呈现先降低后升高的趋势,而恢复3a后的植被群落多样性指数均接近于地面植被;(3)生长期的群落覆盖度高于90%,能够满足天津地区滨海盐碱型湿地植被恢复的要求。     

半干旱区高速公路边坡不同年代人工植被群落特征及其土壤特性研究

试验研究了呼集高速公路边坡建造人工植被后,在不同时间序列上土壤理化性状和植物群落特征及其恢复动态,结果表明:土壤肥力随人工植被建立时间的延长而逐渐恢复,表现为土壤黏粉粒、土壤有机质和全N含量的增加,以及土壤pH的下降,0~10cm表层土壤的恢复显著高于10~20cm土壤;随土壤环境条件的改善,侵入的草本植物数量、植被盖度增加,由简单的人工植被向复杂的灌草群落演替。但从群落物种组成看,公路边坡生态系统尚处于不稳定阶段。     

巴山山地退耕地植被自然恢复过程及物种多样性变化

 巴山山地是我国南北方过渡地区,亦是长江重要的水源涵养区,探讨该地区退耕地植被自然恢复演替过程及其物种多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义。采用时空互代法对巴山山地退耕地植被自然恢复过程及其物种多样性变化进行研究,结果表明:1)巴山山地退耕地植被演替依次经过1年生植被草本群落、多年生草本群落、杂灌草群落及以栓皮栎、橿子栎或栓皮栎为建群种的阔叶林群落等不同阶段,形成地带性植物群落大致需要40～50a;2)物种多样性会随立地环境的变化有所差异,阴坡的各物种多样性指标明显高于阳坡,但其变化规律基本一致。演替初期,植被群落的物种数、Shannon-wiener指数、Simpson指数和Pielou指数相对较低,随着植被群落演替的进行,各指标均呈波浪上升趋势;当植被恢复25a时,各多样性指数均达到最大,分别为23、2.5、0.89和0.8;到地带性植物群落阶段时,其各物种多样性指标又略有降低并趋于稳定。该结论对于充分利用植被自然恢复进行生态改善,并根据植被演替进程采取相应的人工管理措施具有重要的指导意义。     

湿喷植被混凝土生态护坡技术在水渠边坡工程中的应用

[目的]验证湿喷植被混凝土生态护坡技术的先进性与实用性,为工程边坡生态防护提供参考。[方法]将湿喷植被混凝土生态护坡技术应用于湖北省鄂州市花马湖水系连通渠护坡工程,现场观测了护坡和水土保持效果、植物盖度、植株密度、植物平均高度以及物种多样性指标。[结果]湿喷植被混凝土生态护坡技术能促使边坡稳定。所用基材能较好地附着于坡面,未出现冲沟和滑塌,水土保持较好,成功解决了基材可喷射性和坡面附着性之间的根本矛盾;1个月后坡面整体植被覆盖率达到90%以上;缓坡区的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数与陡坡区均较为接近,但与自然边坡存在差异;湿喷综合成本比干喷节约5%～15%。[结论]湿喷植被混凝土生态护坡技术作为干喷植被混凝土生态护坡技术的升级版,具备显著的先进性,能用于工程边坡的生态防护。     

高速公路边坡植被重建过程中群落组成特征

[目的]对河北省西柏坡高速公路4种不同边坡类型进行调查,旨在选择合适的边坡植被恢复技术。[方法]通过随机取样调查进行不同边坡群落组成结构分析。[结果]4种边坡类型的物种多样性差异显著。自然恢复土质边坡植被盖度最低,自然恢复石质边坡的物种多样性最差,人工恢复生态袋技术边坡的物种多样性和植被盖度最高。[结论]人工恢复生态袋技术和挂网喷播技术对高速公路边坡复绿都有明显的改善,而生态袋技术对边坡复绿改善最为明显。     

多阶梯边坡植被恢复技术在公路建设中的应用

以京承高速公路密云沙峪沟—市界段为例,介绍施工中采用的以客土喷播技术与基质喷附技术相结合的一种边坡植被恢复技术——多阶梯边坡植被恢复技术.该技术通过削坡机将陡坡修成一定高宽比的多阶梯状边坡,沿阶梯面铺设护坡网,将混有一定比例的植物种基质喷附在每一级坡面上;同时在各平台面客土进行乔灌木建植喷播等一系列施工流程,结合对坡面的养护管理,保证边坡的稳定性,提高植被恢复的成功率,达到坡面植被恢复与绿化的效果.多阶梯边坡植被恢复技术具有稳定边坡,减少水土流失,美化边坡环境等优点,可为同类边坡植被恢复施工提供参考.     

深圳盐田港公路边坡生态恢复土壤特性与植物多样性的研究

以深圳市盐田港高速公路岩质边坡上历经十年的植被恢复边坡为研究对象,在厚层基材喷附边坡、客土喷附边坡、自然复绿边坡不同生态恢复方式下,重点分析和研究了土壤理化性质、酶活性、植物多样性,土壤特性与植物多样性之间的相关性.结果表明:不同生态恢复方式下,①土壤理化性质与酶活性都表现出厚层基材喷附边坡＞客土喷附边坡＞自然复绿边坡的分布规律性;②经过生态恢复,边坡复绿取得了一定的效果,但是效果并不明显,植物多样性指数和丰富度指数都偏低,群落演替还处于初期的灌草植物群落阶段;③土壤特性同植物多样性之间存在明显的正负相关关系.土壤速效氮与均匀度指数有极显著的正面效应,与多样性指数有显著的正面效应;土壤全磷与均匀度指数有显著的负面效应;土壤有效磷与丰富度指数、多样性指数和均匀度指数都有极显著的负面效应;土壤全钾与丰富度指数有极显著的负面效应,与草本多样性指数有显著的负面效应;土壤速效钾与均匀度指数有极显著的负面效应;土壤蔗糖酶活性与草本均匀度指数有显著的负面效应.提出了深圳高速公路边坡生态恢复的植物配置、工艺及工法的改进建议.     

龙须草复合种植技术对紫色土小生境的影响

紫色土的植被恢复是中国植被恢复难题之一.为了研究龙须草植被改善紫色土生境的效果,将引种龙须草后植物群落物种多样性与土壤环境因子的变化相结合,寻找最适宜紫色土地区生态恢复的龙须草植被恢复模式.设置3种龙须草植被恢复地模式（人工恢复地Ⅰ、Ⅱ和自然恢复地Ⅲ）,于2010年7月中旬在湖南松林村进行野外调查.通过群落分类双向指示种分析和群落排序冗余分析表明：1）土壤全氮量、土壤有机质质量分数、坡位和恢复模式是影响群落多样性的主要环境因子;2）3种植被恢复地模式中,人工恢复地Ⅱ的群落Gleason丰富度指数最大（坡上位2.171,坡下位5.863）,土壤全氮量和土壤有机质质量分数有明显提高.因此,利用龙须草进行植被恢复时应优先选取恢复效果最好的人工恢复地模式Ⅱ.     

土石混合工程堆积体土壤理化性状与物种多样性的响应

为了探讨喀斯特区土石混合工程堆积体植被恢复过程中物种多样性与土壤理化性状的互作关系,以不同恢复时段恢复时间(1,2,4,6 a)依坡倾倒型工程堆积体为研究对象,采用“空间代替时间”的研究方法,研究了不同恢复时间土壤理化性状和植物物种多样性的特征及相互之间的响应机制。结果表明:随恢复时间增加,土石混合堆积体台面和坡面植物种类呈现先上升后下降的趋势,且坡面植物种类(99种)多于台面(74种),植物群落逐渐由草本向草灌混交转变。台面和坡面的物种丰富度、多样性、优势度和均匀度指数随恢复年限恢复时间增加均表现为先增加后减小。随植被恢复时间增加,土壤理化性质得到不同程度的改善,其中土壤全氮(TN),全磷(TK),速效磷(AP)和有机质(SOM)含量显著增加,土壤养分含量呈上升趋势,坡面土壤理化性质优于台面。冗余分析(RDA)表明,土壤含水量(MC),容重(BD),TN,TK和速效钾(AK)在不同恢复时段恢复时间内对植物物种多样性有较大影响;钾素在较短的恢复时间内对物种多样性影响较大,氮素随恢复时间延长影响逐渐增加,MC和BD对台面物种多样性的影响大于坡面,而土壤养分因子对坡面影响较大。因此对土石混合堆积体进行植被恢复时,恢复前期采取添加覆盖物等措施减少水分流失的同时施用钾肥尽量保证植物存活,植物物种种类上选择既能保水保土又能与土壤微生物相互作用补充土壤中营养元素的豆科类植物。     

高速公路生态护坡技术的水土保持效应研究

对高速公路生态护坡工程开展试验观测。研究探讨生态护坡技术的水土保持效应。结果表明，在高速公路高陡边坡上采用生态护坡技术建植草本植被。在短期内可完全覆盖坡面，水土保持效果显著，可抑制边坡侵蚀的发育，有效控制坡面沟蚀的发生，在中雨到暴雨的情况下，边坡径流系数在15．97％以下，土壤流失量极小。生态护坡技术的水土保持机理主要与草本植被对降雨的截留、雨滴能量的削减、坡面径流的抑制、根系的锚固与加筋作用，以及生态护坡技术本身的工艺特性有关。     

北疆引水干渠边坡生态恢复效果的调查与评价——以新疆克拉玛依市西干渠工程黄旗坝段为例

[目的]分析西干渠黄旗坝段边坡生态恢复效果,为调控植被演替速率和预期植被恢复效果提供依据。[方法]对渠道开挖造成的阴坡、阳坡和渠道边坡坡顶上的自然生境下对照样地的土壤、植被状况进行了调查和分析。[结果](1)经过生态恢复后的阴坡、阳坡植物的多度、盖度、均匀度指数Pielou、多样性指数Shannon-Wiener和丰富度指数Margalef均有所提高,阴坡高于阳坡,但仍低于自然生境下的水平。(2)在土壤氮、磷、钾养分特性方面,阴坡、阳坡的土壤氮、磷、钾养分均有所提高,但仍低于自然生境下的水平,呈现出自然生境阴坡阳坡的分布差异。(3)阴坡、阳坡经过生态恢复后植物群落指数仍偏低,群落演替仍处于灌草植物群落阶段。[结论]边坡生态恢复技术能改善西干渠地区边坡的土壤养分状况,促进边坡植被的生长,但鉴于西干渠地区特殊的环境条件,短时间内生态恢复措施效果尚不明显,需加大长期的修复力度。另外,北疆地区边坡生态恢复中植物的选择应以当地乡土植物为主。     

Spatial and temporal changes of vegetation cover in granite mountains in central Japan: a GIS-based approach

Degraded hillslope areas are widespread in the Tanakami area located in Shiga Prefecture of central Japan as a result of more than 1300 years of human impact. Consequently, accelerated erosion rates and high storm runoffs have been major environmental problems there. To attempt to stabilize hillslopes and to reduce sediment and water discharges, extensive reforestation projects have been conducted since the 1870s. The vegetation recovery in the Tanakami area over a 51-year period was assessed using a geographic information system-based approach. The results showed that, in the areas where only hillside planting work was conducted, the percentage of bare slope area increased mainly due to the destruction of the vegetation cover on the forested slopes with gradients exceeding 30 degrees, and/or on southwest and northwest slopes. Moreover, the destruction of vegetation cover on steep slopes was seen to be most prevalent where hillside planting work was conducted without slope terracing. In contrast, in the area where both hillside planting and tending works were implemented, the bare slope area tended to decrease through the study period. Consequently, in 1988, there were only 1 per cent of bare slopes in the area where both hillside planting and tending works were implemented; in contrast the bare slope areas where only hillside planting work was conducted still occupied 12–17 per cent. These results imply that the reforestation practices that include hillside planting and tending works, or at least slope terracing, are necessary to prevent the destruction of the vegetation cover on steep southwest and northwest slopes. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.